理解振動分析中的相位
相位 描述兩個訊號之間的時間關係，或者在旋轉機械工作中更有用的是，描述一個 振動 訊號相對於旋轉軸上固定參考標記的時間。它回答了 其中 在旋轉的哪個位置發生振動，通常以度數從 0° 到 360° 測量，即軸的一整圈。如果 振幅 告訴你 振幅多大 機器正在振動以及 頻率 告訴你 速度多快，相位則告訴你 它是如何運動的 ——這正是區分具有相同頻率的故障的關鍵。
最後這一點正是相位重要的核心原因。 不平衡, 不對心，a 軸彎曲 與 鬆動 都可能使 1× 運轉速度 峰值升高；相位通常是在不拆解機器的情况下區分它們的唯一方法。
1. 如何測量相位
讀取相位需要兩個訊號：
- 振動訊號 ——來自 加速規 或 近接探頭 監測機器運動的主要測量值。
- 參考訊號 ——來自 轉速計，對準一條 反光膠帶 或鍵槽，以便每次標記經過感測器時發出一個清晰的脈衝。在功能上，這與永久安裝的 鍵相.
The 振動分析儀 然後測量參考脈衝與所選頻率（通常為 1× 運轉速度）下振動訊號的第一個正峰值之間的時間延遲，並將該延遲轉換為角度。例如，讀數為 90° 意味著在參考標記經過轉速計後，振動峰值在四分之一圈後到達。由於結果與特定頻率相關，相位通常與 1× 分量一起引用；將同一概念推廣到整個頻譜，這就是 相位角 是 波德圖 與 奈奎斯特 圖等圖表的基礎構件。
2. 相位的診斷能力
相位遠不止是一個數字。通過比較機器上不同點、同一測量方向的讀數，分析人員可以高信心地確認或排除特定診斷。反覆出現的主題是比較兩個位置：如果它們 一起 運動，情況指向一個方向；如果它們 相反 運動，則指向另一個方向。以下小節涵蓋了經典模式。
確認不平衡
純不平衡在轉子的兩個軸承處沿同一徑向方向（例如水平方向）測量時，會給出相似的相位讀數——通常在 ±30° 以內。整個轉子在某一瞬間被重點向一個方向拉動，因此兩端同步運動。比較同一軸承處的水平與垂直讀數會提供另一個線索：真正的不平衡傾向於顯示兩者之間大約 90° 的差異。
診斷不對心
相位是確認軸 不對心的最具決定性的方法之一。在 聯軸器兩側進行軸向相位測量：跨過聯軸器的 180° 相位偏移（±30°）是角度不對心的典型特徵，顯示當一個軸軸向向外移動時，另一個軸向內移動——即在聯軸器處產生樞轉、翹翹板式的運動。
區分不平衡與軸彎曲
不平衡和 軸彎曲 都會導致 1× 振動升高，但相位可以區分它們。在同一馬達或泵軸兩端測得的軸向相位讀數相差約 180°，表明存在彎曲：隨著彎曲部分旋轉，兩端沿相反軸向方向運動。
識別鬆動或基礎裂紋
當相位讀數不規則、不穩定或不可重複時，機械 鬆動 通常是首要嫌疑。當探頭從機腳移至底板，或從底板移至基礎時，相位發生顯著變化，表明錨固螺栓鬆動或基礎裂紋——並暗示 基礎剛性.
確認共振
當機器升速或惰轉降速通過 臨界轉速時，1× 相位在 共振 峰值處會出現特徵性的 90° 偏移，並在整個共振區域內產生完整的 180° 偏移。觀察這種擺動——在 惰轉降速 期間輕鬆捕捉——是確認共振而非激勵問題的最具決定性的方法。
3. 相位模式快速參考
| 觀察結果 | 可能診斷 |
|---|---|
| 兩軸承同相，相同徑向方向 | 不平衡 |
| 聯軸器兩側約 180°，軸向 | 角度不對心 |
| 同一軸兩端約 180°，軸向 | 彎曲 / 撓曲軸 |
| 相位不規則、無法重複 | 機械鬆動 |
| 峰值處偏移 90°，整個區域偏移 180° | 共振 / 臨界轉速 |
這些規則僅供參考，並非保證：請結合振幅、頻譜形狀與 諧波 內容確認後，再決定維修方案。
4. 相位是動平衡校正的關鍵
相位對於 轉子動平衡校正不可或缺。1× 相位讀數直接指出重點相對於參考標記的角度位置，讓技術人員精確知道應在何處添加或移除 校正配重。實務上，分析儀會在安裝 試重 前記錄振幅與相位，安裝後再次記錄，並利用變化量計算出 影響係數 以得出最終校正結果。像 Balanset-1A 這類便攜式雙通道儀器，能在機器自身軸承於運轉速度下執行振幅與相位測量，並在配重安裝後驗證 剩餘不平衡 。當校正需由多個配重共同承擔時，我們的 振動相位角計算器 可處理向量幾何計算。
5. 為何相位能補齊全貌
沒有相位，振動分析師只能看到部分資訊——振幅與頻率，卻無法掌握結構在每轉中實際的變形方式。相位提供了這缺失的脈絡，將一連串峰值轉化為清晰的運動描述，大幅提升診斷信心。這正是「知道機器在振動」與「知道為何振動」的差別。因此，相位應納入每項嚴謹的診斷，也是現場 動平衡校正.
