CE311 444-311-000-112 Piezoelektrický akcelerometr

CE311 444-311-000-112 je prémiový piezoelektrický akcelerometr s certifikací Ex s integrovanou elektronikou z renomované produktové řady vibrometrů® společnosti Meggitt, speciálně navržený pro průmyslové monitorování vibrací v prostředí s nebezpečím výbuchu, kde je vyžadována vlastní bezpečnost a pro spolehlivý přenos signálu je nezbytná robustní, utěsněná kabelová sestava. Tato verze s certifikací Ex se vyznačuje citlivostí 50 μA/g a je dodávána s továrně namontovaným 3metrovým integrovaným kabelem, chráněným flexibilní, nepropustnou hadicí z nerezové oceli, zakončenou létajícími vodiči pro přímé zapojení. Tato konfigurace připravená k instalaci eliminuje potřebu samostatného konektoru na konci snímače a poskytuje nepřetržité, hermeticky uzavřené spojení, které je ideální pro trvalé instalace v nebezpečných oblastech, kde je kritická ochrana proti chladicím kapalinám, mazivům, vodě, páře a dalším nečistotám a kde je vzdálenost od snímače ke spojovací krabici relativně krátká. Senzor dodává proudově modulovaný výstupní signál úměrný zrychlení s frekvenční odezvou od 2 Hz do 8 kHz, díky čemuž je vhodný pro širokou škálu rotačních a vratných strojů v ropných rafinériích, chemických závodech, plynárenských terminálech, pobřežních plošinách a dalších nebezpečných prostředích, kde se mohou vyskytovat výbušné plyny nebo prach.

CE311 444-311-000-112 je průmyslový standardní snímač typu IEPE s proudovým výstupem, který vyžaduje napájení konstantním proudem (5 až 8 mA) a pracuje od 15 do 28 V DC. Poskytuje nízkoimpedanční proudově modulovaný výstup, který je do značné míry necitlivý na kapacitu kabelu a elektromagnetické rušení, což umožňuje přenos signálu na dlouhé vzdálenosti bez degradace. Integrovaná elektronika obsahuje vnitřní stínění a je galvanicky izolovaná od pouzdra snímače, což zajišťuje výjimečnou odolnost proti šumu, snížené rušení zemní smyčky a stabilní výkon předpětí. Pro instalace Ex ia musí být snímač připojen přes schválenou jiskrově bezpečnou bariéru nebo galvanickou izolační jednotku, která omezuje napětí, proud a energii na úrovně, které nemohou zapálit výbušnou atmosféru, v souladu s parametry uvedenými v certifikátech Ex.

Snímač je umístěn v hermeticky uzavřeném pouzdru z nerezové oceli (1.4441) s integrovaným kabelem chráněným hadicí z nerezové oceli (1.4541). Snímač a ochranná trubice jsou k sobě hermeticky svařeny a tvoří tak těsnou sestavu, která je nepropustná pro 100% relativní vlhkost, vodu, páru, olej, mořskou sůl, prach, houby a písek. Tato robustní konstrukce zajišťuje desítky let spolehlivého provozu v nejdrsnějších průmyslových prostředích, včetně pobřežních, chemických a venkovních instalací v nebezpečných zónách.

S frekvenční odezvou –3 dB při 2 Hz, ≤ ± 5 % od 6 Hz do 5 kHz a ≤ ± 10 % od 5 kHz do 8 kHz, nominální rezonanční frekvencí 20 kHz a dynamickým rozsahem 0,004 g až 40 g špičkově, strukturální zachycení vibrací CE311 4024-1001-31 vysokofrekvenční podpisy ozubeného kola s dobrou věrností. Jeho teplotní rozsah –40 °C až 125 °C v kombinaci s vynikající teplotní stabilitou (±5 % v celém rozsahu) zajišťuje spolehlivý provoz v široké škále průmyslových procesních prostředí. Snímač nese certifikace ATEX (KEMA 04 ATEX 1055) a IECEx (IECEx DEK 15.0029) pro certifikace Ex ia IIC T6…T3 Ga, jakož i certifikace CCSAus, KGS a TR CU, díky čemuž je vhodný pro skupiny plynů IIC (včetně vodíku, acetylenu) a s teplotními třídami T6 až T3. Díky tomu je CE311 444-311-000-112 robustní volbou pro globální nasazení v nebezpečných oblastech s přidanou výhodou továrně utěsněného integrovaného kabelu pro maximální spolehlivost.

Tento úvod k produktu poskytuje komplexní popis CE311 444-311-000-112, včetně klíčových funkcí, aplikací, podrobných technických specifikací v tabulkové formě, instalačních pokynů, informací pro objednávání a dostupného příslušenství. Všechny informace jsou odvozeny z oficiálního datového listu Meggitt (stará verze CE311) a odrážejí závazek společnosti k technické dokonalosti a bezpečnosti v extrémních prostředích.

Klíčové vlastnosti a výhody

Certifikace Ex pro prostředí s nebezpečím výbuchu – CE311 444-311-000-112 je schválena pro použití v prostředí s nebezpečím výbuchu s certifikací ATEX (KEMA 04 ATEX 1055) a IECEx (IECEx DEK 15.0029) pro Ex ia IIC T6…T03 Ga, (plynové zóny, 1 plynové zóny). Mezi další certifikace patří CCSAus (třída I, divize 1, skupiny A, B, C, D; třída I, zóna 0), KGS a TR CU (Rusko). To zajišťuje globální shodu pro instalaci v nejtěžších nebezpečných oblastech, včetně zóny 0.

Integrovaný kabel s ochrannou trubicí z nerezové oceli – délka 3 metry – 3metrový kabel (stíněný kroucenou dvojlinkou) s flexibilní, nepropustnou hadicí z nerezové oceli, dodávaný ve výrobě, poskytuje výjimečnou mechanickou ochranu, chemickou odolnost a trvanlivost. Utěsněný design bez konektorů eliminuje potenciální body selhání na rozhraní snímače a zajišťuje dlouhodobou integritu signálu v drsných a nebezpečných prostředích. Délka 3 metry je ideální pro mnoho instalací, kde je senzor namontován v blízkosti monitorovací elektroniky, jako jsou kompresory, čerpadla nebo malé turbíny v nebezpečných oblastech.

Vysoká citlivost a široký dynamický rozsah – S citlivostí 50 μA/g ±5 % a dynamickým rozsahem od 0,004 g do 40 g špičkově zachycuje snímač široké spektrum amplitud vibrací, od jemného opotřebení ložisek až po případy střední nevyváženosti, bez saturace.

Rozšířená frekvenční odezva – Snímač nabízí bod –3 dB při 2 Hz, plochou odezvu ±5 % od 6 Hz do 5 kHz a ±10 % od 5 kHz do 8 kHz, pokrývající nízkofrekvenční strukturální pohyby a vysokofrekvenční záběry ozubených kol a frekvence lopatek.

Nízký šum a vysoké rozlišení – Zbytkový elektrický šum je velmi nízký, což zajišťuje jasnou detekci nízkých vibrací. Vnitřní stínění a izolovaná elektronika dále potlačují elektromagnetické rušení.

Integrovaná elektronika (IEPE) – Vestavěný převodník náboje na proud eliminuje potřebu externího zesilovače náboje. Dvouvodičové rozhraní přenáší napájení i signál, zjednodušuje kabeláž a snižuje náklady na systém. Snímač pracuje s konstantním proudem 5 až 8 mA a napájecím napětím 15 až 28 VDC.

Zemně izolovaná skříň s vnitřním stíněním – Skříň snímače je elektricky izolována od signálové země, což zabraňuje vzniku zemních smyček. Vnitřní stínění dále zlepšuje potlačení šumu a zajišťuje čistý přenos signálu i při montáži na uzemněné kovové konstrukce.

Robustní hermeticky svařovaná konstrukce – Hermeticky svařené pouzdro z nerezové oceli a ochranná trubka poskytují IP ochranu proti prachu, vodě a široké škále průmyslových nečistot. Těsná sestava je nepropustná pro 100% relativní vlhkost, vodu, páru, olej, mořskou sůl, prach, houby a písek, což zajišťuje dlouhodobou spolehlivost.

Široký rozsah provozních teplot – CE311 444-311-000-112 pracuje nepřetržitě od –40 °C do 125 °C s odchylkou teplotní citlivosti ±5 % v celém rozsahu, takže je vhodný pro aplikace od chladného venkovního prostředí po horké procesní oblasti.

Vysoká odolnost vůči otřesům – S limitem otřesů 500 g ve špičce (půlsinus, 1 ms) snímač odolává těžkým mechanickým přechodům bez poškození, což zajišťuje přežití v náročných strojních prostředích.

Nízká citlivost na základní deformaci – Citlivost na základní deformaci je typická pouze 0,0015 g/με, což minimalizuje chyby měření způsobené deformací montážního povrchu.

Snadná instalace – Integrovaný kabel je zakončen volnými vodiči (barevně označenými), které umožňují přímé připojení ke svorkovnicím nebo propojovacím krabicím. Snímač se montuje pomocí čtyř šroubů M6 s doporučeným utahovacím momentem 15 N·m, které zajišťují bezpečné připevnění.

Tovární kalibrace – Každá jednotka je dynamicky kalibrována ve výrobě při 120 Hz a 5 g špičce; při běžném používání není nutná žádná následná kalibrace, což snižuje náklady na údržbu.

Označení CE, v souladu s EAC a RoHS – Senzor splňuje požadavky Evropské unie na elektromagnetickou kompatibilitu, elektrickou bezpečnost a RoHS a také normy Euroasijské celní unie, což zajišťuje celosvětové přijetí.

Aplikace

CE311 444-311-000-112 se ideálně hodí pro všeobecné monitorování vibrací v nebezpečných oblastech (plyn a prach), kde je vyžadována vlastní bezpečnost a stačí robustní 3metrový integrovaný kabel, včetně:

• Ropný a plynárenský průmysl – Monitorování kompresorů, čerpadel, turbín a pístových strojů v rafinériích, závodech na zpracování plynu a na pobřežních plošinách, kde jsou přítomny hořlavé plyny (skupina IIC), a snímač je namontován v blízkosti monitoru nebo spojovací skříně.

• Chemické a petrochemické závody – Dohled nad reaktory, směšovači, odstředivkami a ventilátory v klasifikovaných oblastech zóny 0, 1 a 2, kde se mohou vyskytovat výbušné výpary, s kabelem senzoru vedeným do bezpečné spojovací krabice.

• Farmaceutický a potravinářský průmysl – Monitorování vibrací v oblastech, kde se manipuluje s rozpouštědly a v prostředí s výbušným prachem (např. cukr, mouka, škrob), kde je povinná vlastní bezpečnost.

• Výroba energie – měření vibrací na plynových turbínách, generátorech a pomocných zařízeních v kogeneračních a tepelných elektrárnách s potenciálně výbušnou atmosférou.

• Námořní a pobřežní – Pohonné systémy, palubní stroje a nákladní čerpadla na tankerech a plavidlech FPSO operujících v klasifikaci nebezpečných zón.

• Odpadní voda a bioplyn – Monitoring čerpadel, dmychadel a míchadel v bioplynových stanicích a čistírnách odpadních vod, kde se může vyskytovat metan nebo sirovodík.

• Testování a měření v nebezpečných oblastech – Trvalé instalace pro ověřování výkonu a prediktivní údržbu v zónách s klasifikací Ex, kde integrovaný kabel zjednodušuje instalaci a snižuje potenciální únikové cesty.

Podrobný popis Ex verze (444-311-000-112)

CE311 444-311-000-112 je Ex-certifikovaná varianta řady CE311 s citlivostí 50 μA/g, teplotním rozsahem –40 °C až 125 °C a 3metrovým integrovaným kabelem. Je navržena pro trvalou instalaci v nebezpečných oblastech, kde je vyžadována jiskrová bezpečnost (Ex ia) a kde je potřeba robustní, utěsněné řešení bez konektorů. Senzor je postaven na symetrickém piezoelektrickém měřicím prvku ve smykovém režimu z polykrystalického materiálu. Integrovaná elektronika, umístěná v krytu snímače, převádí náboj generovaný piezoelektrickým prvkem na proporcionální proudový signál. Proudově modulovaný výstup (2-vodičový systém) přenáší jak napájení senzoru, tak signál ze senzoru přes stejné dva vodiče. Vzhledem k tomu, že výstupem je proudový signál, je do značné míry necitlivý na kapacitu kabelu a elektromagnetické rušení, což umožňuje vedení kabelu několik set metrů bez zeslabení nebo degradace signálu. 3metrový kabel přidává minimální kapacitu (přibližně 0,6 nF pól-pól, 1,2 nF pól-pouzdro) a je v rámci možností měniče proudové smyčky.

Pro instalace Ex ia musí být snímač připojen přes schválenou jiskrově bezpečnou bariéru nebo galvanickou izolační jednotku, která omezuje napětí, proud a energii na úrovně, které nemohou zapálit výbušnou atmosféru. Zábrana musí splňovat parametry uvedené v Ex certifikátu (KEMA 04 ATEX 1055 a IECEx DEK 15.0029). Samotný snímač je navržen s vnitřní ochranou, která zajišťuje, že za poruchových podmínek zůstane energie pod prahovými hodnotami vznícení. Parametry jiskrové bezpečnosti (např. maximální napětí Ui, proud Ii, výkon Pi, kapacita Ci, indukčnost Li) jsou uvedeny v certifikátu a musí být respektovány při návrhu smyčky. Kapacita 3metrového kabelu je malá a obvykle je v mezích.

Zemně izolovaná konstrukce zajišťuje, že pouzdro snímače a montážní základna jsou elektricky izolovány od signálové země, čímž se zabrání vzniku zemních smyček. Vnitřní stínění a izolovaná elektronika dále tlumí elektromagnetické rušení a zajišťuje čistý přenos signálu i v prostředí se silnými elektrickými poli.

Mechanická konstrukce se vyznačuje hermeticky svařeným pouzdrem z nerezové oceli (1.4441), které poskytuje robustní ochranu. Integrovaný kabel je k senzoru přivařen ve výrobě a vytváří souvislé, nepropustné těsnění, které zabraňuje pronikání vlhkosti a zajišťuje dlouhodobou spolehlivost. Kabel je stíněný kroucený pár a flexibilní hadice z nerezové oceli (1.4541) nabízí robustní ochranu proti oděru, řezání a chemickému napadení. Kabel je zakončen volnými vodiči (barevně označenými), které umožňují přímé připojení ke svorkovnicím nebo propojovacím krabicím, čímž se eliminuje potřeba mezikonektoru, který by mohl být potenciálním místem poruchy a zdrojem úniku v zónách s nebezpečím výbuchu. Délka 3 metry je praktickou volbou pro mnoho instalací, kde je snímač namontován na stroji a propojovací krabice je poblíž.

Montážní rozhraní se skládá ze čtyř imbusových šroubů M6×35 (ocel 12,9) se čtyřmi podložkami z pružinové oceli M6. Doporučený montážní moment je 15 N·m (11,1 lb-ft), což zajišťuje správné spojení a optimální vysokofrekvenční odezvu.

CE311 444-311-000-112 je z výroby kalibrován při 120 Hz a 5 g špičce při 23 °C, s ověřenou citlivostí v rozmezí ±5 % nominálních 50 μA/g. Při běžném používání není nutná žádná následná kalibrace, ale pro kritické bezpečnostní aplikace se doporučuje pravidelné ověřování (např. každých 2–5 let).

Tato Ex verze je certifikována pro skupinu plynů IIC, teplotní třídy T6 až T3 (přičemž T6 je nejvyšší (nejnižší teplota) a T3 nejnižší (nejvyšší teplota) v rozsahu), pokrývající široké spektrum teplot vznícení. Senzor je vhodný pro zónu 0 (nepřetržitá výbušná plynná atmosféra) a poskytuje jiskrovou bezpečnost pro nejnebezpečnější oblasti.

Pokyny pro instalaci a montáž

Správná instalace je nezbytná pro dosažení specifikovaného výkonu a zachování certifikace Ex CE311 444-311-000-112. Následující pokyny jsou založeny na doporučených postupech společnosti Meggitt a na požadavcích příslušných certifikátů Ex:

• Příprava montážního povrchu – Montážní povrch by měl být rovný, hladký a čistý. Jakékoli otřepy, barva nebo koroze musí být odstraněny, aby byl zajištěn úplný kontakt mezi základnou snímače a povrchem stroje. Pro optimální vysokofrekvenční odezvu se doporučuje povrchová úprava 1,6 µm (63 µin) nebo lepší.

• Šrouby a podložky – Použijte dodané šrouby s vnitřním šestihranem M6×35 (ocel 12,9) a podložky z pružinové oceli M6 (DIN 7980). Použijte doporučený točivý moment 15 N·m (11,1 lb-ft) rovnoměrně na všechny čtyři šrouby. Neutahujte nadměrným momentem, mohlo by dojít k poškození závitů nebo pouzdra snímače.

• Orientace a vyrovnání – Senzor je citlivý podél své hlavní osy (označené na krytu). Vyrovnejte snímač tak, aby se hlavní osa shodovala se směrem měřených vibrací (axiální, radiální nebo tangenciální). Podrobné orientační schémata naleznete v instalační příručce.

• Vedení a zakončení kabelu – Ex požadavky – Integrovaný kabel je chráněn flexibilní hadicí z nerezové oceli. Kabel veďte s minimálním poloměrem ohybu, aby nedošlo k namáhání a vnitřnímu poškození (doporučeno > 50 mm). Zajistěte kabel v určitých intervalech pomocí P-spon nebo kabelových stahovacích pásků, ale vyhněte se přílišnému utažení, které by mohlo hadici zdeformovat. Všechny kabelové průchodky a rozvodné krabice v nebezpečném prostoru musí mít certifikaci Ex a musí být instalovány v souladu s místními předpisy. Letmá vedení jsou barevně odlišena; připojte je ke zdroji konstantního proudu monitorovacího systému a vstupu signálu, nejlépe přes certifikovanou spojovací skříňku. Stínění kabelu by mělo být na jednom konci uzemněno (obvykle na monitorovacím systému), aby se minimalizovalo elektromagnetické rušení.

• Elektrická připojení – Jiskrová bezpečnost – Senzor musí být připojen přes schválenou jiskrově bezpečnou bariéru nebo galvanickou izolační jednotku (např. GSI127), která omezuje napětí, proud a výkon na hodnoty specifikované v certifikátu Ex (KEMA 04 ATEX 1055 / IECEx DEK 15.0029). Zábrana musí být umístěna v bezpečné oblasti nebo musí být certifikována pro instalaci v nebezpečné oblasti. Napájecí napětí musí být v rozmezí 15 až 28 V DC a proud musí být v rozmezí 5 až 8 mA. Signál je měřen jako složka střídavého proudu na úrovni předpětí. Zajistěte, aby monitorovací systém poskytoval vhodnou úpravu signálu (např. převod proudu na napětí a filtrování horní propustí). Celková kapacita a indukčnost kabelu musí být v přípustných mezích, aby se zabránilo vznícení jiskry. Konkrétní parametry (Ui, Ii, Pi, Ci, Li) a zvláštní podmínky pro bezpečné použití naleznete v certifikátu.

• Uzemnění – Základna snímače je izolována od signálové země, takže montážní povrch může mít jakýkoli potenciál bez ovlivnění signálu. Stínění kabelu by však mělo být na jednom konci uzemněno (obvykle u monitorovacího systému), aby se minimalizovalo elektromagnetické rušení. Dodržujte postupy uzemnění doporučené v instalační příručce systému a požadavky na certifikát Ex.

• Tepelná hlediska – Senzor je dimenzován pro nepřetržitý provoz až do 125 °C. Teplotní třída T6…T3 je závislá na okolní teplotě a teplotě povrchu; zajistěte, aby maximální povrchová teplota nepřekročila přípustný limit pro konkrétní T kód. Pokud montážní plocha přesahuje 125 °C, použijte tepelně izolační adaptér (např. MA133) nebo namontujte snímač vzdáleně. Ujistěte se, že kabelová hadice není vedena přes horké povrchy, které přesahují její materiálové limity.

• Ochrana před fyzickým poškozením – V drsném prostředí chraňte snímač a kabel před nárazy, otěrem a chemickým napadením. Hadice z nerezové oceli poskytuje značnou ochranu, ale v extrémních podmínkách mohou být vyžadovány další trubky nebo ochranné kryty.

• Opatření v nebezpečném prostředí – Instalaci musí provést kompetentní personál vyškolený v Ex praxi. Veškerá kabeláž, kabelové průchodky a spojovací krabice musí odpovídat místním předpisům a příslušným normám Ex. Senzor a jeho přidružené kabely musí být chráněny před mechanickým poškozením a chemickým napadením. Pravidelná kontrola a údržba v souladu s bezpečnostními postupy elektrárny jsou povinné. Certifikát Ex obsahuje speciální podmínky pro bezpečné použití (např. senzor musí být používán s certifikovanou bariérou a kabel musí být zajištěn proti namáhání).

• Uvedení do provozu – Před připojením napájení zkontrolujte, zda jsou všechna připojení správná, že je Ex bariéra správně nainstalována a vedení kabelu nevystavuje konektor nadměrnému namáhání. Proveďte funkční test pomocí známého zdroje vibrací, abyste potvrdili citlivost a předpětí. Zaznamenejte zkreslení proudu a úrovně signálu pro budoucí použití.

Uvedení do provozu a ověření

Po instalaci by měl být CE311 444-311-000-112 ověřen pomocí známého zdroje vibrací (např. přenosná třepačka nebo referenční akcelerometr) nebo porovnáním se známým dobrým snímačem. Zkreslení by mělo být změřeno, aby se potvrdilo, že je ve specifikovaném rozsahu 5 až 8 mA. Je třeba zkontrolovat správnou citlivost AC signálu; známá úroveň zrychlení (např. 1 g při 80 Hz) by měla způsobit očekávanou změnu výstupního proudu (50 μA/g). Ověřte také, že signál neobsahuje nadměrný šum a zda je nízkofrekvenční omezení vhodné pro zamýšlené měření. V Ex instalacích ověřte, že závora funguje v rámci svých specifikovaných parametrů. Pro dlouhodobé sledování se doporučují pravidelné kontroly systému během běžné údržby.

Informace pro objednání

CE311 444-311-000-112 se objednává s následujícím označením:

Poznámka: Jiné délky kabelů mohou být k dispozici na vyžádání. Verze Ex se vyznačují jiskrovou bezpečností (Ex ia) a jsou certifikovány pro prostředí s nebezpečím výbuchu.

Příslušenství

K doplnění CE311 444-311-000-112 je k dispozici řada příslušenství, včetně montážních adaptérů, konektorů, spojovacích krabic a jednotek galvanického oddělení.

Poznámka: Pro instalace s nebezpečím výbuchu používejte pouze certifikované konektory, kabely a bariéry uvedené v příslušných certifikátech Ex.

Likvidace a dodržování ekologických zásad

Na konci své životnosti musí být CE311 444-311-000-112 zlikvidován v souladu s místními předpisy na ochranu životního prostředí. Senzor obsahuje nerezovou ocel, elektronické součástky a piezoelektrické materiály; kabel obsahuje kovové vodiče a izolaci. V Evropské unii platí směrnice o odpadních elektrických a elektronických zařízeních (WEEE) – oddělený sběr a recyklace jsou povinné. Společnost Meggitt podporuje ekologicky odpovědnou likvidaci a může poskytnout pokyny pro správné způsoby recyklace.