Crystal Instruments 动态测量与分析系统
动态信号分析仪 · Crystal Instruments 系列概览

Crystal Instruments 动态测量与分析系统

面向动态测量的完整功能集:102.4 kHz 时域记录、FRF、声学分析、实时数字滤波、冲击响应谱与阶次跟踪,覆盖 Spider 与 CoCo 平台

Crystal Instruments Corporation 原厂产品,西科创业中国区供货与服务 · 原厂页面 ↗

产品概述

动态测量与分析是 Crystal Instruments 硬件与 EDM 软件共同构成的核心能力集,可在 Spider-80X 动态测量与振动控制系统以及 CoCo 手持平台上运行。其目标是采集、记录并实时处理来自各类传感器的动态与静态信号,用于结构动力学特性表征与机械状态评估。

时域波形记录方面,系统可对多种传感器的原始时域信号进行显示与记录,Spider-80X 采样率最高 102.4 kHz,CoCo 支持 8 通道同时以 102.4 kHz 记录、实时频谱带宽达 46 kHz。频率响应函数(FRF)功能通过 FFT 技术,配合白噪声、粉红噪声等宽带激励或触发瞬态平均,计算带相位与相干的结构输入-输出特性,这是动态信号分析用于表征物理系统的关键手段。

针对噪声与旋转机械,系统提供声学分析(支持高通道数、高采样率与便携部署)、倍频程分析与声级计(倍频程滤波器符合 ANSI S1.11 与 IEC 61260),以及阶次跟踪分析——后者以阶次为横轴呈现数据,专门用于转速随时间变化的旋转机械动态行为分析。冲击响应谱(SRS)功能可对所有通道按 maxi-max、最大负值、最大正值三种方式计算,并支持参考谱。其它功能还包括:实时数字滤波(图形化设计滤波器并下装至前端实时运算)、自动化限值测试(在 PC 联机或黑盒模式下对时域/频域信号做合格/不合格判定)、正弦压缩(使 DSA 与振动控制系统同步),以及面向桥梁、铁路沿线结构、风机等的远程状态监测。

本系列型号

型号输入通道采样率A/D 分辨率动态范围输入范围重量
CoCo-70X 4(9 针 LEMO)102.4 kHz(全输入同时)双 24 位150 dBFS±20 V1.65 kg(含电池)
CoCo-80X / 90X 2 / 4 / 8(出厂配置)0.48 Hz–102.4 kHz,54 档每通道 2 × 24 位150 dBFS(100 Hz–20 kHz)±20 Vpk
GRS (Ground Recorder System) 4102.4 kHz(4 通道双 ADC)每通道双 24 位优于 150 dBFS
Luma-600
Ruby 16 kHz24 位
Spider-20 40.48 Hz – 256 kHz,共 58 档(Spider-20HE:512 kHz)120 dBFS(20 V 档);110 dBFS(2 V 档);100 dBFS(0.2 V 档)±20 V、±2 V、±0.2 V0.56 kg(HE);0.52 kg(i)
Spider-30R 6 通道,24 位 sigma-delta ADC最高 140 dB±10 V,输入阻抗 500 kΩ0.65 lb
Spider-80SG 每前端 8 通道,系统可扩展至 512 通道0.48 Hz – 256 kHz,共 58 档±5 mV、±10 mV、±50 mV、±100 mV、±10 V
Spider-80Ti 每前端 16 通道,可扩展至 1024 通道0.3125、0.625、1.25、2.5 … 512 S/s 可选24 位 Sigma-Delta
Spider-80Xi / 80Hi 8(Spider-80Hi / 80Ci)每通道双 24 位 ADC175 dBFS±20 Vpk小于 10.5 kg(64 通道)
Spider-HUB 1.28 kg
Spider-NAS 1.30 kg

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核心特性

  • 时域波形记录最高 102.4 kHz,CoCo 支持 8 通道同时记录
  • FRF 计算带相位与相干,支持白/粉红噪声与触发瞬态平均
  • 倍频程分析与声级计符合 ANSI S1.11 与 IEC 61260
  • SRS 按 maxi-max、最大正值、最大负值三种方式计算
  • 实时数字滤波与自动化限值(合格/不合格)判定
  • 阶次跟踪与远程状态监测(RCM)

典型应用

  • 结构频率响应函数与动态特性表征
  • 旋转机械升降速阶次跟踪
  • 噪声倍频程与声级测量
  • 产线自动化合格/不合格测试
  • 冲击响应谱(SRS)分析
  • 桥梁、铁路与风机的远程状态监测

常见问题

动态信号分析仪和普通数据采集卡有什么区别?

普通 DAQ 卡主要负责把模拟信号量化后存成时间序列,分析要靠事后软件补做;动态信号分析仪把前端采集与实时 DSP 分析集成在一台设备里,边采边算 FFT、倍频程、阶次、SRS 等结果。差别有三点:一是通道相位匹配,如 Spider-80Hi 在 20 kHz 内小于 1°,这是做 FRF 与互谱的前提;二是动态范围,Spider-80Hi 单通道达 175 dBFS;三是同步授时、转速输入与 TEDS 识别等专用接口。只要结论依赖频域、相位或阶次,就应选动态信号分析仪而非通用采集卡。

做模态分析需要多少通道?手持分析仪够用吗?

通道数取决于一次要同时测的响应点数。模态测试需同时采集参考点与全部响应点,才能得到同一批次的一致 FRF 与相干函数,通道越多、单次覆盖测点越多越好。锤击法单点激励、多点响应(SIMO)最经济,通常从 8~16 通道起步;识别密集模态或做 MIMO 激励时,会用到 32、64 通道。CoCo-80X 最多 8 通道,适合小型结构;较大结构建议用 Spider-80Xi 机箱,单箱 64 通道并可级联扩展。手持分析仪在低频、轻量结构上精度够用,但通道数与激励控制能力有限,不适合大型件模态。

手持式振动分析仪和在线监测系统该怎么选?

两者解决不同场景。手持式(如 CoCo-70X,IP-67 防水,可 1 米水深浸泡 30 分钟)适合点巡检:一台设备按路线依次测多个测点,投入低、机动性强,适合故障排查与周期性巡检。在线固定安装系统(如 Spider 前端 + Ruby 无线传感器)适合关键机组:传感器长期固定在测点上,按计划或触发采集,数据自动回传 RCM 远程监测软件,再由 VDS 诊断系统用 AI 与专家规则做趋势与报警。经验做法是关键、不可停机的设备上在线系统,一般设备用手持巡检;两者数据可进同一数据库统一管理。

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