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低频共振是通过什么测量,大白话解析!

低频共振的测量其实就像给物体“听诊”,看看它在什么频率下会“发抖”得厉害。咱们平时玩弹簧玩具,用手轻轻推它,如果推的节奏刚好和弹簧自己晃悠的节奏一样,它就会越晃越高——这就是简单的共振现象。低频共振就是这种晃动发生在比较慢的节奏里,比如每秒几次到几十次的振动。测量这种慢节奏的晃动,主要分三步:捕捉晃动、转换成信号、找出晃得凶的那个点。

那怎么捕捉晃动?工程师会在被测物体上贴个小装置,常见的是加速度传感器。这个小东西长得像纽扣电池,里面有个小铁块连着弹簧。物体一晃动,里面的铁块也跟着动,弹簧被压缩拉伸就会产生电信号——晃得越厉害,电信号就越强。比如测洗衣机脱水时的晃动,就把传感器贴在洗衣机外壳上,洗衣机转得不对劲开始“跳舞”时,传感器就能捕捉到这种抖动。

但有些地方不方便贴传感器,比如测量大桥在风中的晃动,这时候会用激光测振仪。这玩意儿像科幻电影里的道具,对着桥塔打出一束激光,桥面细微的上下起伏会让反射回来的激光产生波纹变化,就像往池塘扔石头看水波扩散一样,通过分析这些波纹变化就能算出振动情况。

然后把捕捉到的晃动变成能分析的数据,传感器输出的电信号就像心电图一样是弯弯曲曲的线条,需要用数据采集器转换成电脑能看懂的数字。这个过程有点像老式磁带录音,采集器以每秒上千次的速度记录电压变化。有个搞汽修的朋友说过,他们诊断发动机异响时,就是把传感器吸在缸体上,采集器连着手提电脑,发动机一启动,屏幕上的波浪线就跟着突突跳。

把记录下来的波浪线送进分析软件,能把乱七八糟的杂音分解成不同音调。比如敲一下铁锅,软件会显示出“叮——”声对应的频率。工程师们会故意用振动台慢慢调节摇晃频率,当屏幕上的波浪突然蹿高时,就像找到卡拉OK里容易破音的那个高音,说明这时候外界的摇晃节奏正好对上物体的“舒适区”,共振就发生了。

很多时候也有自己的经验,比如测量大型设备底座共振时,老师傅会先用手掌感受振动,发现异常区域再贴传感器;汽车厂测试新车异响,会在试车场撒不同石子,听底盘在不同速度下发出的声响变化。