本发明提供一种多维速度旋转机械振动在线监测装置、方法及系统，涉及设备故障在线诊断领域，该装置主要包括：振动传感器组、信号采集转换装置和信号分析装置。本发明将采集电动给水泵组各个轴承位置的振动信号并与键相信号共同传输至上位计算机，通过开发的软件系统对信号处理与耦合后，呈现各振动测点的振动数值，基本频谱图等；通过与内置故障库对比，实现对超标数据报警、早期故障诊断预警及检修方向的建议等，解决传统振动监测领域监测方式单一，不能有效的在线识别设备故障的问题。