由于工业设备普遍实现数字化和互联互通，工业4.0得以实现，且正在助力生产工具变革。它就像一个游戏规则的改变者，让生产链变得更加灵活，支持制造定制化产品，同时保持盈利。此外，数字化和工业物联网连接对维护也大有裨益。使用传感器，尤其是石英加速度计之后，可以分析机器的运行状态，而不是每隔一段时间更换磨损的部件。在预测性维护框架内，只有在出现某些早期预警症状时，操作者才需要进行干预。这种针对机器健康状况的分析被称为基于状态的监控(CbM)，与基于通常非常保守的固定时间表的系统型维护系统相比，能够控制维护成本。除了维护操作计划更为灵活之外，还能在早期阶段检测出问题，让操作人员能够据此安排机器的停机时间，比起生产线以外停机，这显然要好得多。

振动分析：传感器的重要性

制造商使用多种参数来确定启动维护操作的时间，这些参数包括振动、噪声、温度测量等。在可测量的物理量中，振动频谱测量能够针对旋转机器（发动机、发生器等）中的问题的根源提供最多信息。异常振动可能是滚珠轴承故障、轴偏差、不平衡、过度松散等问题。每个问题都有自己特有的症状，例如旋转机器的振动源。

采用加速度计测量振动

振动测量可以使用放置在被监测元件附近的加速度计进行。这种传感器可以是压电式，也可以是MEMS类型，后者更具优势，不仅可以在低频率下提供更好的响应，而且体积小巧。

滚珠轴承发生故障时，每次滚珠碰触到开裂处，或者触碰到内环或外环的缺陷位置，就会发生撞击，引起振动，甚至导致旋转轴轻微移位。撞击发生的频率由转动速度，以及滚珠的数量和直径决定。

但这不是全部！一旦故障出现，前面提到的撞击有时候会产生可以听见的声音，即冲击波，表现为低能量谱分量和相对较高的频率，通常大于5 kHz，而且总是远远超过基本的旋转频率。只有低噪声、高带宽加速度计（例如青岛智腾微电子公司的sia200）才能测量与首个故障信号相对应的频谱线。对于频率响应较低或噪声较高的产品无法感测到的问题，这些加速度计可以提供一些宝贵信息。随着问题恶化，低能量谱分量不断增加。到了后期，入门级加速度计就可以检测出振动，但到了此时，解决故障会变得迫在眉睫，维护团队需要在很短时间内做出反应。为了避免猝不及防，使用低噪声、高带宽加速度计在最初出现异常的时候就进行检测可谓至关重要。

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