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摘要：船舶齿轮箱、增压器、电机均较为容易在运行中出现机械故障，使用故障特征频率谱线分析振动信号属于较为常见的机械故障诊断方法，但在实践应用中发现，这类传统机械故障诊断方法存在一定不确定性，而为了尽可能消除这种不确定性，围绕共振解调技术在船舶机械故障诊断中应用开展具体研究的原因所在。
关键词：共振解调技术；船舶机械；故障诊断；应用
引言
船舶机械中增压器、齿轮箱、电机以及泵相关设备等机械故障，从传统的看、听、闻、摸等简单检测逐渐的向现代化方式转变，通过信号的采集和处理作出科学的诊断，振动检测是作为常用的一种方式。在传统的振动信号分析过程中，主要是以故障特征频率的线谱作为基础根据，判断设备是否存在故障，但是有线谱并不代表有故障，存在很多的不确定性，共振调节技术是根据解调波原理，通过多节解调谱对设备是否存在故障进行确定，有特征就会存有故障，进而能够增加故障诊断的可靠性。
1.共振调节技术检测机械故障的原理
1.1从冲击脉冲与振动进行阐述。冲击脉冲是指两个物体相互碰撞在一起产生的能量的振动，但是不是连续状态，而是以压力波的形式进行传递呈脉冲状态。如用以金属球进行垂直下落，和金属板之间的夹角是九十度的垂直角，当球和金属板接触的一瞬间发生冲击加速度，而且冲击加速度和金属球的冲击速度有很大的关系，和金属球、金属板的材质没有任何关系。在这个过程中，金属球和金属板之间产生了压缩波称之为衰减波，通过传感器对衰减波进行接收，成为冲击脉冲信号。
1.2共振调节和SPM法。这两种方式一样属于冲击脉冲的方式，前者是对频域进行诊断，而后者是对时域进行诊断。在对传感器收集信号的分析中，故障冲击波混在在其中，时域以及脉宽很窄，幅值很小，利用共振效应，能够把微弱的冲击信号放大到振动的五到七倍，称为带通滤波和半波整流，对冲击的故障信号进行保留，对干扰噪声信号进行滤除，经过包络检波，得出和原始冲击波频率相同的脉冲串，而且幅值很大，时域变宽。
1.3软件共振解调和硬件共振解调。共振解调能够在计算机配备数据采集器之后，通过数字算法利用软件进行实现，也可以利用硬件电路进行实现，两者之间最大的区别就是是否直接通过分析振动信号的频谱对故障进行诊断。当冲击的信号较大时，两种解调都能够对故障特征进行分析；但是当早期故障冲击信号比较微弱时，由于后者利用谐振器对故障的共振进行放大，谱图故障的特征非常明显，但是前者的效果并不明显，但是硬件解调的部分参数不能够进行调整，缺少相应的灵活性，而且硬件的仪器占有很大的空间，而且重量较大，不方便携带。
2对船舶故障诊断技术的分析
2.1对传统船舶故障诊断技术的分析
传统船舶故障诊断技术。直接测量技术：对疑似故障位置的运行输出量进行检测，如超出额定范围，则被认为已经发生故障或可能存在故障；数学模型技术：主要分为状态估计法、过程参数估计法两种；故障树分析技术：通过对故障发生事件的等级分类，针对每个故障寻找故障点，经过逐一排除，最终确定船舶柴油机故障发生点。
2.2对现代船舶故障诊断技术的分析
从某种角度进行分析，共振解调技术是在传统检测技术中演变而来，通过对声学和声发射、应变以及应力检测技术的整合，对机械设备的故障诊断领域进行有效扩展。共振解调技术属于系统化技术，主要分为共振解调信息分析技术和信息提取技术、共振解调专家系统与报警系统以及决策系统。与传统的振动检测技术相对比可知，共振解调技术能够实现常规振动、故障冲击二者之间的有效划分，从而准确地对故障发生位置和原因、故障程度等进行诊断，便于检修人员后期维修工作的开展。
2.3传统故障诊断技术与现代故障诊断技术对比
从整体的角度进行分析，传统船舶故障诊断技术虽然能够对故障点进行准确定位，但是由于各种因素的存在，加之科学技术的进步，这种故障诊断技术逐渐被人们所淘汰。基于此，共振解调技术符合现阶段社会发展的需求，以此能够在船舶故障诊断工作中被广泛运用。
3.共振调节技术在船舶机械故障诊断中的应用
3.1故障诊断方式的选取。
共振调节技术中的检测系统已经从最初的第一代报警系统经过第二代的分析系统在经过第三代的诊断系统发展到现代的第四代的智能系统，每一代的系统都有着各自的优势和适用的范围，所以在对先进技术的引用时，应当坚实“合适的”的原则，而不是越先进或者越贵越好。针对齿轮箱和主电机等关键设备应当采取第四代智能系统；针对设备中的普通电机和风机等非关键设备应当采取第三代的诊断系统；对泵等设备的集中区域，如主机舱、辅机舱和冷水机组泵舱等应当采取在线的第三代诊断系统，而其他的分散区域可以运用半在线或者离线的。
3.2特征征兆的判定
共振解调技术应用在船舶机械故障中，对于特征征兆判定工作十分关键，频谱分析就是为了找到频率和相应的幅度值，首先去看振动信号中所包含的正弦波，然后再找出正弦波是因为什么原因发生的故障，产生故障的类型又是什么，将两者相互对应找出原因并不容易。如果带有频谱分析概念股能的测振便携式仪器，该仪器只能够提供出简单的频谱图，又因为频谱的设备之间有差异存在，表现出来的特性也是不一样的，这种情况下，只有具备丰富的工作经验的人才能明白，他们有着丰富的频谱知识积累，对频谱的变化情况了如指掌。例如，诊断齿轮箱是否存在故障的时候，每一个转轴都有两个轴承，转轴之间还有各级齿轮，这些机械采集的信号都是经过结构件传递过来的在频谱图上面显示的全都是谱线，谱线与谱线之间无法分清主次，甚至有时候还会相互叠加，这种情况下就容易导致振荡很高，而频谱图十分难以看懂。经过时代的发展和科学技术的进步，现在的软件系统中内置标准征兆库里，将齿轮齿数和轴承的种类参数输入即可，随后系统机会为人们列出相关征兆清单，清单中包括不对中、松动和不平衡的信息，如果点中其中一个理论特征征兆就会自动的在频谱上面进行对比处理，如果处理结果是相互温和的，就能判断出该船舶机械存在故障，即使还有剩余的数量也会自动进行匹配。
3.3故障判断的标准
冲击脉冲频谱标准的确定和传统频谱大不相同，在现代化的系统中，特征频率的幅值能够作为趋势，设定成其标准。这个标注是对数据进行长时间的采集，然后根据数据的走向进行确定，并不是直接根据国家或者国际的标注。因为后者是根据设备整体振动值进行定义，一般情况下是速度或者位移，而且每个设备工况不同，即便是针对同一个设备，例如电机，由于其水平方向、垂直方向以及轴向的控制标准等各不相同，也不能够使用同一个标准进行衡量。需要结合现场测到的实际数据进行标准的生成才能够是最合适的。另外，船员的经验也能够进行标准的设定。
4.结束语
总而言之，共振解调技术是当前船舶机械故障诊断的主要应用技术，能够有效的判断机械设备中是否存在不平衡、不对称、基础松动、电机断条现象，还能够诊断出是否存在齿轮故障、轴承故障的情况，经过共振解调技术的不断推广与应用，推进了维修体系从事后维修和计划维修，朝着以可靠性为主的方向转变，有效的保证了预报初始故障的准确性，为船舶运行的安全、船山人员的安全以及高效航行提供了保障。
参考文献：
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[2]丁芳,高立新,崔玲丽,张建宇,胥永刚.共振解调技术在设备故障诊断中的应用[J].机械设计与制造,2007(11):178-179.