4. Przyrządy do diagnostyki wibroakustycznej
Diagnostyczne sygnały wibroakustyczne analizuje się za pomocą przyrządów umożliwiających obiektywną ocenę badanych obiektów. Do badań stanu technicznego zespołów układu przeniesienia napędu metodami wibroakustycznymi wykorzystuje się przyrządy podobne do przyrządów do badań silników. Mimo prostszej budowy zespołów układu przeniesienia napędu wydzielenie użytecznych składowych z sygnału wibroakustycznego rejestrowanego podczas badań nie jest łatwe. Dlatego niewiele jest opracowanych zasad oceny stanu technicznego przydatnych do praktycznego zastosowania. Niemniej jednak istnieją przyrządy, za pomocą których można określić stan techniczny układu przeniesienia napędu na podstawie analizy sygnału wibroakustycznego.

4.1. Podstawowy układ do pomiaru i analizy sygnałów wibroakustycznych
Wibroakustyczny sygnał diagnostyczny może być rejestrowany za pomocą czujnika, który umieszcza się bezpośrednio na obiekcie badań lub za pomocą mikrofonu umieszczonego w pobliżu badanego zespołu. W pierwszym przypadku sygnał diagnostyczny jest opisywany za pomocą wielkości charakteryzujących ruch drgający, w drugim za pomocą wielkości charakteryzujących zjawiska akustyczne. Aby przekształcić sygnał wibroakustyczny w równoważny sygnał elektryczny, a następnie dokonać jego pomiaru, analizy i rejestracji, niezbędne jest zastosowanie odpowiednich typów przyrządów, które tworzą wspólnie pewien układ pomiarowy. Na rys. 5 pokazano blokowy schemat funkcjonalny takiego układu.
A. Przetworniki (czujniki) przetwarzają jedną formę energii (mechaniczną, akustyczną) na drugą (elektryczną). Z punktu widzenia elektrycznego można je podzielić na dwie kategorie: przetworniki aktywne (generacyjne) i bierne (parametryczne). W przetwornikach aktywnych następuje bezpośrednia zamiana wielkości mierzonej na wielkość elektryczną, a niezbędną do tego znikomą energię pobierają one z obiektu będącego przedmiotem pomiarów. W przetwornikach biernych wielkość mierzona (np. ciśnienie akustyczne) powoduje równocześnie zmiany innych wielkości (np. w mikrofonie pojemnościowym – chwilową zmianę pojemności między okładkami). Do przetworzenia zmian tej wielkości na sygnał elektryczny niezbędne jest zasilenie przetwornika dodatkową energią elektryczną.
B. Układ dopasowujący jest elementem pośrednim, którego zadaniem jest zapewnienie właściwych warunków pracy dla przetwornika i wzmocnienie jego sygnału do poziomu niezbędnego do dalszej obróbki. Sygnały elektryczne uzyskane z przetworników są na ogół bardzo słabe, z drugiej zaś strony bezpośrednie sprzężenie przetwornika z procesorem sygnałów jest niemożliwe z powodu niedopasowania energetycznego i informacyjnego.
C. Baza danych. W wielu przypadkach, zwłaszcza poza laboratorium, niemożliwa jest pełna analiza drgań lub hałasu. W takich przypadkach nieodzowne jest magazynowanie informacji w postaci zapisu całego procesu.
Sygnał drganiowy nagrany za pomocą magnetofonu pomiarowego (na taśmę magnetyczną) może być dalej szczegółowo analizowany na dokładnych przyrządach laboratoryjnych lub też na komputerze z odpowiednim oprogramowaniem. Użycie komputera umożliwia dodatkowo przejęcie wielu czynności personelu diagnostycznego w zakresie opracowania danych pomiarowych i prognozowania stanu.
Kolejny sposób zapisu przez rejestrację na dysku elastycznym lub twardym umożliwia otrzymanie wyniku pomiaru bezpośrednio przy obiekcie w formie cyfrowej. Wynik ten jest następnie przesyłany do mikrokomputera w celu dalszego opracowania. Sposób ten jest coraz częściej zastosowany.
Należy podkreślić, że wprowadzenie do powszechnego użytku przenośnych pamięci analogowych (magnetofon pomiarowy) i cyfrowych (dysk elastyczny lub twardy) oraz mikrokomputerów spowodowało prawdziwy przewrót w możliwościach diagnozowania stanu technicznego obiektów technicznych.
D. Procesor sygnałów. Właściwe przetwarzanie informacji zawartej w sygnale odbywa się w bloku nazywanym procesorem. Może to być jedno urządzenie lub zestaw kilku urządzeń. Niezależnie od sposobu przetwarzania procesor sygnałów mierzy takie liczbowe miary sygnału, jak wartość szczytową, wartość średnią, wartość skuteczną i dokonuje analizy częstotliwościowej procesu lub inaczej mówiąc, określa widmo procesu. Można również rozpatrywać zagadnienia związane z przekroczeniem zadanego poziomu lub progu amplitudowego. Większość tych miar funkcyjnych dotyczących rozkładu amplitudowego procesu ma zastosowanie w diagnostyce wibroakustycznej.
E. Układ obserwacji i rejestracji. Dane uzyskane z informacji przetworzonych przez procesor mają charakter liczbowy lub funkcyjny. W związku z tym do ich rejestracji i obserwacji są wykorzystywane:
- wskaźniki analogowe lub cyfrowe do odczytu wartości liczbowych,
- oscyloskopy katodowe do obserwacji zmian procesu lub jego miar funkcyjnych,
- oscyloskopy z pamięcią lub oscylografy pętlicowe do rejestracji fotograficznej procesu lub jego miar funkcyjnych,
- rejestratory poziomu do zapisu zmian w czasie: wartości średniej, skutecznej lub szczytowej,
- rejestratory X-Y do zapisu postaci widma, rozkładu amplitud lub funkcji korelacji,
- monitory komputerów traktowane jako końcówki procesorów do bieżącej prezentacji informacji, wykresów itp.,
- drukarki i plotery jako środki utrwalania informacji z monitora,
- pamięci cyfrowe jako środki rejestracji i bezpośredniej transmisji do komputera.

Tabela. Wymagania dotyczące poziomu hałasu zewnętrznego [dB (A)] pojazdów na postoju.