時間波形：振動分析的基礎
The 時域波形 — 也稱為時域訊號 — 是來自 振動感測器 例如 加速規 或 近接探頭的未經處理的原始訊號。它是一個圖表，將瞬態 振幅 的 振動 繪製在垂直（Y）軸上，並與水平（X）軸上的時間相對應。換句話說，它是機器在感測器位置於短時間窗口內物理往復運動的直接、逐時刻的圖像——所有其他資料視圖均由此原始記錄衍生而來。
1. 定義：什麼是時間波形？
在任何數學處理之前，感測器會產生與運動成比例的連續變化電壓。當該電壓被採樣並對時間顯示時，結果即為時間波形。它是振動最直觀的表現：沒有任何平均、過濾或轉換。分析師使用的每一個其他工具——頻譜、統計指標、軌跡圖——都是基於 來自 此訊號計算得出的，這就是為什麼理解波形是所有 振動分析.
因為它保留了事件的真實順序，波形回答了頻域無法回答的問題：不僅是 哪個 哪些頻率存在，而是精確地 當 與 每次事件 的衝擊強度。
2. 時間波形在診斷中的角色
雖然 頻譜（FFT） 是診斷大多數穩態機械故障的主要工具，時間波形則是不可或缺且互補的夥伴。 FFT 計算頻率內容 在樣本持續時間內 平均，在此過程中它可能會模糊或隱藏短時間、瞬態或非週期性事件。波形顯示了從一個瞬間到下一個瞬間的準確情況，這使其在分析以下項目時具有優勢：
- 脈衝事件： 它清楚地顯示了尖銳的衝擊，這通常是 軸承 或 齒輪缺陷.
- 調製與拍頻： 經典的起伏模式 拍頻現象 在時間波形中最為清晰可見。
- 瞬態事件： 它可以捕捉隨機、一次性事件，而 FFT 會將其簡單平均掉。
- 訊號削波： 它立即顯示感測器訊號是否已超過分析儀的輸入範圍——這種情況會使 FFT 完全失效。
- 摩擦： 尖銳、扭曲的 轉子摩擦 特徵在波形中通常最明顯。
因此，熟練的分析師總是同時檢視頻譜和時間波形；僅依賴其中任何一個都會遺漏機器故事的一部分。
3. 如何分析時間波形
閱讀波形意味著檢查其形狀和幾個關鍵特徵。用於捕捉它的設定也很重要——樣本長度必須足夠長以包含軸的數次旋轉，且採樣率必須足夠高以避免 混疊 衝擊產生的高頻內容的混疊。
峰值振幅
最大振幅—— 峰值 峰值——是事件中最大力或應力的直接度量。在否則低能量的訊號中出現高峰值是衝擊的強烈指標。由於衝擊非常短暫，分析師通常查看 真實峰值 而非平滑值，並可能以 峰峰值 (peak-to-peak) 位移訊號的峰值對峰值形式引用它。
整體形狀
健康、平衡良好的機器通常在 運轉速度 轉速頻率處產生乾淨的正弦波形。該形狀的失真揭示了其他頻率或力的存在。例如，「扁平」或「削波」的外觀是 機械鬆動的典型跡象，其中組件的運動在行程極限處受到物理限制。
重複模式與週期性
分析師透過在曲線圖上放置游標，可以測量重複事件之間的時間間隔：
- 主要峰值之間的時間給出了 週期 基本振動的週期，這直接反轉為其 頻率 （頻率 = 1 / 週期）。
- 「騎」在主波形上的較小、重複衝擊可以確定軸承或齒輪故障的精確重複率——通常在该故障在頻譜中清晰可見之前。
統計參數
從波形計算出的值是強大、緊湊的診斷指標：
- RMS (均方根): RMS 測量訊號的整體能量內容並追蹤一般嚴重度。
- 峰值因數: 峰值因子是峰值振幅與 RMS 的比率。高峰值因子（遠高於 3）表示在否則適中的能量水平下存在強烈衝擊。
- 峰度: 峭度是測量訊號「尖峰程度」的指標，對早期軸承故障高度敏感，通常在 RMS 上升之前就會上升。
4. 現場擷取波形
波形只有在運轉中的機器上被清晰擷取時才有用。像 Balanset-1A 這樣的便攜式雙通道儀器，會同時記錄來自其加速規的原始時域訊號與 FFT 頻譜，讓分析師能在現場切換同一筆測量的兩種視圖。在機器運轉時觀看即時波形，能立即判斷訊號是否削波、是否存在尖銳衝擊，以及擷取的時間窗是否足夠長且穩定以確保可信度——這些檢查僅靠處理過的頻譜很難做到。
5. 波形與頻譜：互補合作
時域波形與頻譜是同一筆資料的兩種不同視圖，兩者結合使用效果最佳，而非相互競爭：
- The 頻譜 擅長分離多個間距緊密、穩態的頻率——例如區分轉速 諧波 與鄰近的齒輪嚙合成分。
- The 波形 擅長揭示衝擊的真實振幅以及非穩態事件的性質。
一個常見的例子讓這種合作關係具體化：頻譜可能僅顯示略微升高的噪聲底，而波形則揭示原因是來自發展中軸承故障的一系列低振幅、重複性衝擊。一種視圖標記出情況有變；另一種解釋了具體原因。兩者結合才能完整呈現機器健康狀況。
