通过阶次分析与包络检测 核心逻辑，集成 数据加载、通道筛选、转速计算、故障特征提取（包络）、频域分析（功率谱） 等 VI，构建旋转机械（轴承、齿轮箱等）故障诊断流程，解决 变转速工况下微弱冲击特征提取难题，覆盖实验室离线分析与产线在线监测场景。

1. 数据加载 VI

• 功能：导入 .dat 格式的振动 / 转速数据。

• 使用场合：离线分析测试数据（如轴承故障模拟实验、设备历史运行数据回溯）。

• 特点：支持文件路径交互，兼容多通道批量数据。

• 注意事项：需验证文件格式（数据列数、采样率标识是否与程序匹配）。

• 对比同类功能：相比手动输入数组，更高效处理实际工程测试文件，避免数据格式冲突。

2. 通道选择 VI

• 功能：筛选振动（vibra）或转速通道信号。

• 使用场合：多通道同步采集场景（如振动传感器 + 转速传感器同步测试）。

• 特点：下拉菜单交互，适配不同测试配置（如换传感器、改测试对象）。

• 注意事项：通道命名需与数据文件严格一致（防止错选信号，导致分析偏差）。

• 对比同类功能：相比硬编码通道，灵活适配不同测试台架，减少代码修改成本。

3. 转速计算 VI

• 功能：提取平均转速（RPM），作为阶次分析的基准。

• 使用场合：旋转机械稳态 / 准稳态运行监测（如电机、泵、风机常规工况）。

• 特点：均值滤波算法，抑制转速波动噪声（如负载变化导致的瞬时转速抖动）。

• 注意事项：转速信号需无丢脉冲（丢脉冲会导致阶次分析频率基准错误）。

• 对比同类功能：相比瞬时转速计算，更稳定反映宏观转速趋势，简化阶次分析的基准处理。

4. 包络检测 VI

• 功能：解调高频振动信号，提取故障冲击包络（如轴承剥落、齿轮裂纹的冲击特征）。

• 使用场合：轴承 / 齿轮早期故障诊断（冲击特征被高频载波掩盖时，如润滑不良的轴承异响）。

• 特点：通过带通滤波 + 解调，放大低频故障成分（将高频载波中的冲击信息转换为低频包络）。

• 注意事项：带通参数（中心频率、带宽）需匹配故障频率范围（如轴承外圈故障频率需提前计算，公式：f     = n×(滚珠数/2)×(转速/60)×(1 - 滚珠直径/节圆直径)）。

• 对比同类功能：相比直接频谱分析，更易捕捉微弱冲击（突破背景噪声掩蔽，适合故障萌芽阶段）。

5. 功率谱 VI

• 功能：将时域信号转换为频域功率谱，展示能量分布（定位主导频率、谐波、边带等）。

• 使用场合：宽频振动分析（如定位电机电磁噪声频率、轴承固有频率）。

• 特点：支持窗函数（如 Hanning）抑制频谱泄漏（解决非整周期采样的频率混叠问题）。

• 注意事项：窗函数长度影响频率分辨率（长窗提高频率精度，但牺牲时间分辨率；需根据分析目标权衡）。

• 对比同类功能：相比时域波形，频域更直观发现谐波簇、边带调制等故障特征（如齿轮故障的边带频率）。

背景延伸

• 阶次分析：适配 变转速工况（如汽车引擎、直升机传动链），通过转速同步重采样，将 “频率” 转化为 “阶次”（转速的倍数，如 2 阶对应转速 2 倍频），解决变转速下频率漂移问题。

• 包络检测：聚焦 高频载波解调，针对轴承 / 齿轮的冲击型故障（剥落、裂纹），将隐藏在高频振动中的低频冲击 “解包”，是早期故障诊断的核心手段。

• 技术优势：相比传统 “固定频率分析”，两者结合更适配复杂工况（变转速、强噪声），精准提取故障特征，支撑预测性维护决策。