了解位移感測器
A 位移探頭 — 亦稱接近探頭、位移感測器或非接觸式位置感測器 — 用於測量其探頭尖端與目標表面之間的間隙，無需接觸即可產生與 位移成正比的訊號，通常以微米或密耳為單位。在 振動 監測中，位移探頭永久安裝於機殼內並對準旋轉軸，以測量其徑向位置、 軸向位置以及動態振動，具備從直流（靜態位置）到數千赫茲的平坦頻率響應。目前最常見的類型是 渦流探頭，它是關鍵渦輪機械保護的標準感測器。
1. 定義：何謂位移探頭？
位移探頭之所以能佔據高價值機械的一席之地，是因為它們測量的是 軸的實際運動，而非軸承座的運動。它們提供相對於感測器安裝點（即軸承座）的軸位置，該位置在設定時會參考已知的軸承游隙，從而支援游隙監測；此外，它們在高溫及油汙、受汙染的環境中也能可靠運作，而接觸式感測器在這些環境中會失效。這種組合——直接軸測量、直流能力以及堅固耐用——正是它們在符合 API 670 等標準的永久監測系統中佔據主導地位的原因。 API 670.
2. 依感測技術分類
數種物理原理可用於非接觸式間隙測量。工業界常見四種：
- 渦流探頭（最常見）： 在導電目標中感應出渦流，並偵測線圈阻抗的變化。它們是渦輪機械工業的標準，典型線性範圍約為 0.5–5 mm，頻率響應從直流到 10+ kHz，工作溫度可達約 350 °C。
- 電容式探頭： 測量探頭與目標之間的電容。它們提供極高的解析度（可達奈米級），並適用於非導電目標，但主要用於精密與研究應用。
- 雷射位移感測器： 使用光學三角測量法或干涉測量法進行非接觸式測量，潛在測量範圍長且精度高。它們價格昂貴且耐用性較差，因此主要用於故障排除與研究。
- 超音波位移感測器： 使用飛行時間測距，測量距離可達數公尺，解析度低於其他類型，適用於專門的長距離 standoff 應用。
3. 主要優點
直接軸測量
Because the probe looks straight at the shaft, it reports 轉子運動 相對於軸承座的位置，而非經過過濾、衰減的軸承座振動（要測量絕對軸運動，還需要在軸承座上額外安裝地震感測器）。這正是位移感測器對於嚴謹的轉子動力學工作至關重要的原因，因為該領域關注的正是軸本身在游隙內的運動方式。 轉子動力學 工作不可或缺的原因，在此類工作中，關注的數量是軸本身在游隙內的運動方式。
直流（零頻率）響應
探頭在 0 Hz 測量靜態位置，因此可以追蹤緩慢漂移、熱膨脹以及軸隨時間的平均位置。這是 加速規 加速規
因為感測器直接對著軸，它報告的是
由於感測器固定在軸承座內，它報告的是軸相對於該軸承座的位置；一旦在設定時將間隙參考至已知的軸承游隙，這便能支援游隙監測，揭示由不對心引起的轉子偏移， 軸承磨損引起的轉子偏移，並可在位移過大時驅動保護 跳脫 。
4. 標準安裝
XY 探頭配置
經典配置將兩個探頭以 90° 間隔放置——通常一個水平、一個垂直。它們共同捕捉軸在兩個垂直方向上的位置，從而實現 軌跡分析 以及軸運動的真實二維圖像。XY 探頭對是 API 670 渦輪機械監測的標準。
軸向（推力）探頭
軸向探頭對準軸端或推力環，以測量軸向位置與 推力軸承的性能，防止過度的軸向移動。安裝一個或兩個探頭，第二個提供冗餘。
5. 應用與比較
探頭的主要應用領域是 永久監測 汽輪機與燃氣渦輪機、大型壓縮機與發電機，以及關鍵泵（API 610），在此提供連續監控，並具備警報與跳脫功能以保護機械。在 轉子動力學測試 中，它用於識別 臨界轉速、分析啟動與惰轉降速、確定模態形狀並測量阻尼。在 游隙監測 中，它追蹤軸相對於密封與迷宮密封的位置，偵測導致轉子偏移的軸承磨損，追蹤熱膨脹，並有助於防止 轉子-定子接觸.
基於以上所有原因，位移感測器是關鍵旋轉設備的首選。它比加速規更昂貴且安裝更複雜，且屬於固定安裝而非便攜式工具——需要在維護巡檢期間對機器進行動平衡校正或診斷的工程師，通常更傾向於使用便攜式雙通道分析儀，例如 Balanset-1A 搭配地震感測器。但在需要直流響應、軸相對位置以及直接軸測量的場合，沒有任何其他設備能提供同等水準的洞察與保護。
