低噪声和足够高的分辨率对于早期轴承缺陷检测至关重要。在缺陷刚刚出现时,缺陷特征的幅度通常很低。由于设计容差,轴承固有的机械滑动会将幅度信息传播到轴承频率响应中的多个仓,从而进一步降低振动幅度,因此要求低噪声以便较早地检测到信号2。
带宽对于轴承缺陷的早期检测至关重要。在旋转期间,每次撞击缺陷时,都会产生包含高频内容的脉冲(参见图7)。对轴承缺陷频率(而非旋转速率)的谐波进行监测可发现这些早期故障。由于轴承缺陷频率与旋转速率之间的关系,这些早期特征可以在数千赫兹范围内出现,并延伸到10 kHz到20 kHz范围之外2 。即使是低速设备,轴承缺陷的固有性质也要求较宽带宽以便及早检测到缺陷,避免系统谐振和系统噪声(会影响较低频段)的影响3。
动态范围对于轴承缺陷监测也很重要,因为系统负载和缺陷可能影响系统所经受的振动。负载增加会导致作用在轴承和缺陷上的力增加。轴承缺陷也会产生冲击,激发结构谐振,放大系统和传感器所经受的振动2。随着机器在停止/启动情况下或正常运行期间的速度上升和下降,变化的速度会为系统谐振激发创造潜在的机会,导致更高幅度的振动4。传感器的饱和可能导致信息丢失、误诊断,在某些技术的情况下甚至会损坏传感器元件。