一．概述
空调系统（出格是空调压缩机）在启动、运行、终场时配管各部门城市产生相应的应力及振动，对于压缩机铜管关键部位进行应力应变和振动测试，以确保制品使用的安全性、靠得住性是极度必要的 ？盏餮顾趸谠诵泄讨，内部的铜管一向受胁迫振动 。若是压缩机运行引发的频率靠近铜管的固有频率，就会产生共振，剧烈的振动不仅会极大的缩短铜管的委顿寿命，并且会产生更大的噪声，降低产品的人体舒服度 。为了耽搁压缩机铜管的使用寿命、提高产品的人体舒服度，我们必要预防共振的产生——通过合理的结构设计，让铜管的固有频率远离压缩机运行时的激励频率 。
图1.空调已成为我们生涯必须品
二．测试主张
1.铜管的振动固有频率
当系统做自由衰减振动时蕴含了各阶固有频率成分，时域波形反映了各阶频率下自由衰减波形的线性叠加，通过对时域波形做FFT变换就能够得到其频谱图，从而我们能够从频谱图中各峰值处得到系统的各阶固有频率 。
2.压缩机运行过程中激励的胁迫振动频率
开启压缩机后测试铜管的振动并进行频谱分析 。
3.铜管关键部位的应力应变值
在空调的造冷过程中，流动的造冷剂将会使管路中产活泼应力，尤其是在压缩机的启动和终场时，引起的动应力更大 。在交变应力的持久作用下，管路的变形集中部位，如焊接接头处会呈显欤劳裂纹导致造冷剂的泄漏 。
三．测试系统组成
表1.测试系统组成
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序号
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设备名称
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型号
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数量
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1
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多通路数据采集系统一套
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TMR-200系列
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一套
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TMR-211 节造？ 一台
TMR-221 全桥应变？ 一台
TMR-281 显示单元 一台
SB-120B 桥盒 1个
CR-4010 电压衰减线缆 1根
TMR-7630动态分析软件 一套
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2
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应变片
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F系列
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若干
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3
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幼型加快度传感器
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ARF系列
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1个
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图2.测试系统组成
四．测试步骤
1.加快度传感器的安插：参考有限元分析了局，我们将ARF-100A加快度传感器安插在如下图所示地位，并实现接线 ；
图3.加快度传感器装置地位
2.应变片装置：动应力测试应将应变片贴在结构的委顿幽微部位，由于这些部位的寿命决定着整体的寿命 。在空调管路系统中，思考管路弯曲的状态、角度，应变片应粘贴在管路变形集中或应力较大的处所，如管路的弯曲处和焊接接头处 。其中纳子帽和焊接处成90°安插2个应变片 。折弯处安插一个应变片 。在空调器启动终场、运行时进行应力测定 。
图4.应变片粘贴地位示意图
把稳：
1）装置应变片时，铜配管应齐全脱脂，应变片粘贴时应无气泡，粘贴到弯曲、焊口左近的光滑地位 。
2）单轴应变片要严格沿着管路流动的轴线方向，严禁出现倾斜 。
3）应力仪与被测空调、电脑肯定要共地，安全接地，预防受噪音影响 ；若是利用电源线接地则必要在通电状态下查抄颠簸情况 。
4）要思考启动时应力的离散性，进行3次以上丈量 。
3.仪器开机并实现参数设置工作，为了达到比力好的测试成效，需通过试敲查看振动大幼来拔取相宜的量程和采样频率（1000Hz） ；
4.应力丈量（随机拔取一个通路）纪录铜管启动、运杏注终场等状态的关键部位的应力应变值 。
5.振动测试（固有频率的测试）
维持空调压缩机关关，无法规的敲击铜管各部位，采集数据并实时辰析，采集功夫持续1分钟 ；
通过力锤敲击铜管的某部位，使得铜管进行自由衰减振动，通过TMR-200动态数据纪录仪纪录下铜管关键部位的振动时域信号 ？盏餮顾趸毓氐氖背剿婊だ恼穸Ψ虿ㄐ魏虵FT频谱分析后得到的功率谱如下图所示，从功率谱中能够清澈的看出铜管的前两阶固有频率别离为83Hz和125Hz ；
图6.空调压缩机关关时随机激励使伛动功夫波形和FFT功率谱
6.开启空调压缩机后，起头采集数据并实时辰析，采集功夫1分钟 。
空调压缩机开启后并叠加较幼的随机激励时的振动波形和FFT频谱分析后得到的功率谱如下图所示，从功率谱中能够清澈的看到，除了随机激励的83Hz和125Hz，还有显著的100Hz、200Hz成分，蕴含后面不是出格显著的300Hz、400Hz，这些50Hz的2X就是压缩机运行时激励出的胁迫振动部门 。
图7.空调压缩机开启后叠加随机激励使伛动功夫波形和FFT功率谱
7.关关压缩机，将加快度传感器更换地位，无法规的敲击铜管各部位，采集数据并实时辰析，采集功夫持续1分钟 。如下图所示：左边是以前的仪器在统一点测得的功率谱，右边是TMR-200测得的功率谱，新老仪器测得的固有频率数据一致性好 。
图8.新老仪器测得数据对比
五．试验结论
通过上面的试验，我们得到了空调压缩机运行时激励的重要频率成分和铜管自身的结构固有频率如下：
表2.激励胁迫振动和铜管固有频率散布
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阶次
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胁迫振动/Hz
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铜管固有频率/Hz
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1
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100
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83
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2
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200
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125
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3
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300
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167
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4
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400
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未见显著4阶
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铜管的各阶固有频率都不在胁迫激励的重要频率成分（50Hz的2X倍频）左近，设计是合理的，铜管没有产生共振 。铜管的固有频率后续还能和有限元分析了局做比对，验证优化有限元模型 。
六、尝试所用设备介绍
1. TML应变计
F系列 箔式应变计
F系列应变计敏感栅资料为铜镍合金，基底资料为特殊塑料，拥有电断气缘个性 。应变计具备温度自赔偿，并凭据试件资料对基底进行色彩分辨 。除通常用处应变计表，还有应力集中和残存应力丈量的应变计可选 。
2. ARF-A系列加快度传感器
ARF-A 低量程加快度传感器 10 ~ 500m/s?
ARF-A加快度传感器用于丈量机械、汽车、船舶、土木工程结构和构筑物等受振动时的加快度 。该传感器幼型轻量，并可丈量直流电平 。
产品特点：
直流电平丈量
结构紧凑
易于装置
3. TMR-300幼型多通路动态数据纪录仪
TMR-300系列是一款幼型多通路数据采集系统，可凭据丈量主张衔接多种传感器丈量单元 Ｄ芄徽闪坑Ρ洹⒂Ρ涫酱衅鳌⒅绷鞯缪剐藕拧⑽露取⒄穸涌於鹊 。它幼型轻量，不仅能够在现有结构如机械、桥梁蹬仔限空间内装置，并且可实现移动物体如汽车、飞机和船舶上的丈量 。一台节造单元最多可同季节造10台丈量单元，丈量单元也可凭据必要散布搁置在传感器左近 。
产品特点
? 最多丈量80通路（同步衔接4台节造单元最多可测320通路）
? 单元间的散布衔接
? 支持高分辨率模式（0.1×10-6）（全桥应变单元和应变1G2G4G单元）
? 采样速度最高100kHz
? 提供USB和LAN接口
? 最大支持32G SD卡
? 断电复原后自动沉启丈量
? 建设UPS电路
? DC电源供电
? 结构紧凑防振，适于车载丈量
? 可凭据必要组合多种丈量单元
? 支持多种传感器输入，如应变、温度、电压、转速等
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