了解超声波分析

1. 定义：什么是超声波分析？

超声波分析 （或称机载/结构波超声）是一种状态监测技术，用于监听远超出人耳听觉范围的高频声音。人类通常可以听到高达约 20 千赫 (kHz) 的声音。超声波仪器的设计目的是探测 20 kHz 至 100 kHz 范围内的声音。

这些高频声音是由摩擦、湍流和电弧产生的。超声波仪器可以检测这种高频声音，将其转换成可以通过耳机听到的声音信号，并测量其强度（振幅），以分贝 (dB) 级别显示。这使得检查员能够“听到”原本完全无声的问题。

2. 工作原理：外差

超声仪器的核心技术被称为 异差作用这是一个电子过程，它能将极高频、人耳听不见的超声波信号精确地转换为可听范围内的低频信号，而不会改变声音的原始特性。这意味着压缩空气泄漏的“嘶嘶声”或电弧的“噼啪声”在耳机中听起来会像嘶嘶声或噼啪声，从而使诊断变得非常直观。

3. 维护中的关键应用

超声波分析是一种多功能技术，具有多种高价值应用：

a) 泄漏检测

这是最常见且经济实惠的应用。从加压管道或容器中逸出的气体（例如压缩空气、蒸汽或氮气）的湍流会产生大量的宽带超声波。

• 程序： 检查员使用带有机载传感器的手持式超声波设备扫描某个区域。该仪器具有高度的方向性，当它靠近泄漏点时，耳机中的声音信号会变得更大，仪表上的分贝读数也会增加。
• 好处 查找并修复压缩空气泄漏可以为工厂每年节省数万甚至数十万美元的能源成本。

b) 电气检查

电气故障，例如 电弧、漏电起痕和电晕 在中高压电器设备中产生超声波。

• 程序： 检查人员可以从外部安全地扫描封闭的电气柜。故障产生的超声波会通过机柜密封中的气隙逸出。
• 好处 这提供了一种卓越的非接触式方法，可以在严重电气故障导致电弧闪光事件之前检测出来，从而提高工厂安全性。在打开配电盘进行操作之前，它也是一个很好的筛选工具。 热成像.

c) 机械检查（基于条件的润滑）

超声波对于评估滚动轴承的状况和指导润滑实践也非常有效。

• 程序： 接触式超声波传感器放置在轴承箱上。
• 解释：
  • 一个健康、润滑良好的轴承会产生低沉、稳定的“嘶嘶”声。
  • 需要润滑的轴承的分贝读数会更高。技术人员可以缓慢地涂抹润滑脂，并在分贝读数开始下降时立即停止，从而防止过度润滑。
  • 存在缺陷（例如剥落）的轴承，当滚动体撞击缺陷时，会发出反复的“噼啪”或“砰”的声响。这可以作为轴承故障的早期预警。

4. 超声波与 振动分析

对于轴承分析，超声波和振动是互补的。超声波通常更擅长检测早期故障（第一阶段）和润滑问题。振动分析更擅长诊断后期故障的确切性质（例如，一旦故障在振动频谱中显现出来，就能区分外圈故障和内圈故障）。

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