振動監(jiān)測的歷史與未來（傳感器的發(fā)展歷史與未來預(yù)測）
振動傳感技術(shù)的歷史不到100年。然而，在這段時(shí)間里，它已經(jīng)成為制造業(yè)和工業(yè)環(huán)境、醫(yī)療保健、手機(jī)或平板電腦等領(lǐng)域的主要產(chǎn)品。檢測振動的方向、嚴(yán)重程度和波動在我們的現(xiàn)代世界中很常見，在工業(yè)或商業(yè)領(lǐng)域更是如此，因?yàn)橘Y產(chǎn)停機(jī)可能會導(dǎo)致生產(chǎn)損失或健康問題。就像上個(gè)世紀(jì)的技術(shù)一樣，振動監(jiān)控自早期以來，傳感器已經(jīng)有了很大的發(fā)展。在上個(gè)世紀(jì)早期，科學(xué)家們剛剛開發(fā)出加速度計(jì)，現(xiàn)在人們把它們戴在胳膊上或口袋里。而且就像在社會上，如果我們想知道我們要去哪里，有時(shí)候最好回頭看看。
預(yù)計(jì)算機(jī)化加速度傳感器
從1920年到20世紀(jì)40年代初，振動傳感技術(shù)還不存在。然而，對振動的科學(xué)探索正在進(jìn)行中。第一個(gè)商業(yè)化加速傳感器是由b .麥科勒姆和O.S .彼得斯于1924年設(shè)計(jì)的一種簡單而笨重的樂器。一年后，工程師們將其應(yīng)用于建筑、航空航天、地震記錄和其他工業(yè)用途——盡管尚未用于維護(hù)。
雖然早期的加速度傳感器找到了它們的用途，但更小、更精確的傳感器的發(fā)展從未減弱。世紀(jì)中期壓電式加速度表上市后，直到今天，它仍在繼續(xù)革新振動檢測技術(shù)。
工業(yè)振動檢測器
到20世紀(jì)50年代，企業(yè)開始大規(guī)模生產(chǎn)振動檢測儀器。振動技術(shù)的早期先驅(qū)，如布魯爾和克耶爾(B&K)、哥倫比亞研究實(shí)驗(yàn)室或古爾頓制造公司，發(fā)展了針對工業(yè)領(lǐng)域特定用途的加速度傳感器技術(shù)。
在第二次世界大戰(zhàn)最激烈的時(shí)候，佩爾·v·布魯爾和維果·克耶爾1創(chuàng)建了他們的公司(B&K)。他們開發(fā)了世界上第一臺壓電加速傳感器由羅謝爾鹽制成。這個(gè)概念很簡單:通過將加速度傳感器放在機(jī)器上，可以確定振動的方向、嚴(yán)重程度和頻率，以及確定機(jī)器何時(shí)可能接近故障。
二戰(zhàn)后的振動技術(shù)
在60年代，可調(diào)模擬濾波器被添加到儀表中，以便用戶可以區(qū)分頻率。對具有連接組件的資產(chǎn)進(jìn)行故障排除時(shí)很有價(jià)值。B&K也推出了他們的第一個(gè)手持電表，也是世界第一。
大約在同一時(shí)間，快速傅立葉變換(FFT)振動檢測和分析開始增加(FFT是一種將時(shí)域信號轉(zhuǎn)換為頻域信號的算法)。這些設(shè)備不僅能捕捉數(shù)據(jù)，還能記錄數(shù)據(jù)。然而，在75磅左右，他們只是有點(diǎn)不切實(shí)際。為了使振動技術(shù)適用于日常維護(hù)，它必須易于使用。
80年代后期，微處理器在個(gè)人和工業(yè)計(jì)算能力方面都出現(xiàn)了爆炸。隨著科技的萎縮，它變得更加便攜。在1998年的一篇題為“加速度計(jì)沖擊和振動五十年歷史(1940-1996)”的論文中，Patrick L. Walter的結(jié)論非常簡潔:
“自誕生以來，加速度計(jì)市場已大幅擴(kuò)張，微傳感器和微電子領(lǐng)域當(dāng)前的技術(shù)進(jìn)步速度表明，加速度計(jì)制造商和能力的未來擴(kuò)張速度將比過去更快?！?/p>
這是20多年前發(fā)表的。從那以后，振動監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)獲得了牽引力并進(jìn)一步發(fā)展。
更小的振動設(shè)備，更多的數(shù)據(jù)
在新千年的第一階段，振動技術(shù)在提供不斷增加的數(shù)據(jù)容量的同時(shí)，尺寸繼續(xù)縮小。這是在那個(gè)時(shí)候福祿克帶著他們廣受歡迎的福祿克810振動頻譜計(jì)加入了競爭。這些儀表使用整體振動頻譜來提供振動嚴(yán)重性的詳細(xì)描述和直觀表示。
后來的Fluke 810和后續(xù)的805可以通過按下按鈕向基于云的軟件發(fā)送數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)連接到云存儲庫和振動分析軟件打開了振動維護(hù)的世界，從少數(shù)人的手中變成了多數(shù)人的手中。振動分析不再是昂貴的專業(yè)知識；它被民主化了。任何有經(jīng)驗(yàn)的人都可以讀取振動數(shù)據(jù)，將它們發(fā)送到軟件中，并準(zhǔn)備振動分析以供審查。
在他們的第一款振動產(chǎn)品問世后的十年里，F(xiàn)luke已經(jīng)設(shè)計(jì)了多個(gè)級別的振動檢測傳感器，從手持式儀表到最新的互聯(lián)傳感器技術(shù)。它們由福祿克測試和測量工具的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)部門Fluke Reliability推向市場。
頻譜與整體分析
光譜分析：使用一系列諧波正弦波，通過FFT重構(gòu)時(shí)域信號。
全面分析：要簡單得多，只需獲取原始時(shí)域信號，并為數(shù)據(jù)分配一個(gè)整體振動值。
結(jié)語：
今天通向未來。今天的傳感器和預(yù)測性維護(hù)現(xiàn)實(shí)直接導(dǎo)致IIoT增強(qiáng)的、規(guī)定的維護(hù)未來。未來，軟件將通知維護(hù)團(tuán)隊(duì)何時(shí)、何地以及為何完成維護(hù)。
