Snímač rychlosti CV214 je vysoce výkonný přístroj pro měření vibrací od VM Sensing Systems, speciálně navržený pro nízkofrekvenční monitorování vibrací. Vhodný pro různá průmyslová prostředí, vyniká zejména při monitorování vibrací na pomaloběžných strojích. Jeho robustní konstrukce, mírný rozsah provozních teplot a samogenerující povaha z něj činí ideální volbu pro kritická zařízení, jako jsou vodní a parní turbíny, zvláště vhodné pro aplikace se střední až nízkou teplotou.
Vlastnosti a výhody
1. Široká frekvenční odezva a vysoká citlivost
CV214 nabízí široký rozsah frekvenční odezvy od 10 Hz do 1 kHz, díky čemuž je obzvláště zběhlý pro zachycení nízkofrekvenčních vibračních signálů. Jeho jmenovitá citlivost je 20 mV/mm/s (508 mV/in/s) s tolerancí ±5 % při 22°C, což zajišťuje přesné a stabilní údaje o vibracích i na pomaloběžných strojích. Odchylka frekvenční odezvy převodníku je pouze ±0,5 dB v rozsahu 30–400 Hz a ±1 dB v rozsahu 400 Hz–1 kHz, s bodem -3 dB při 10 Hz, což zajišťuje vynikající lineární charakteristiky.
2. Samogenerující provoz (nevyžaduje se žádné napájení)
Tento snímač pracuje na principu elektromagnetické indukce a nevyžaduje žádné externí napájení. Generuje výstupní napěťový signál úměrný rychlosti vibrací. Díky této vlastnosti je zvláště vhodný pro přenosné měřicí systémy nebo vzdálené monitorovací aplikace, kde je dostupnost napájení omezená nebo nežádoucí. Nízká výstupní impedance (<700 Ω) zajišťuje vysoký odstup signálu od šumu a silnou odolnost proti šumu při přenosu signálu.
3. Dobrá odolnost vůči životnímu prostředí
CV214 pracuje spolehlivě při teplotách od -29 °C do 121 °C (-20 °F až 250 °F). Může se pochlubit krytím IP64, díky čemuž je odolný vůči prachu a vlhkosti a je vhodný do vlhkého, korozivního nebo prašného průmyslového prostředí. Jeho vnitřní izolační odpor je větší než 10⁷ Ω při okolní teplotě, což zajišťuje elektrickou bezpečnost a stabilitu.
4. Certifikace pro nebezpečné prostory
Snímač je certifikován pro použití v prostředí s nebezpečím výbuchu podle různých mezinárodních norem, včetně evropských norem ATEX, severoamerických cCSAus, korejských KGS a ruských TR CU. Je schválen pro bezpečný provoz v nebezpečných oblastech (např. zóna 0/1/2 nebo divize 1). Jeho nevýbušné označení je Ex ia IIC T6…T4 Ga, vhodné pro odpovídající teplotní třídy v nebezpečném prostředí.
5. Robustní mechanická konstrukce
Pouzdro snímače je vyrobeno z eloxované hliníkové slitiny Anticorodal 100. Montážní patka je vyrobena z Rylonu®, vysoce výkonného termoplastu, a montážní šroub je z nerezové oceli (AISI 304). Tato kombinace zajišťuje celkovou životnost a odolnost proti korozi. Převodník odolá nárazovému zrychlení 50 g ve špičce (poloviční sinusovka, trvání 1 ms).
6. Flexibilní možnosti montáže
CV214 lze namontovat v rozmezí ±100° od svislé polohy, což umožňuje různá mechanická uspořádání. Doporučený montážní moment je 6 N·m, což zajišťuje bezpečnou instalaci bez poškození zařízení. Montážní základna má závitový otvor 1/2-20UNF-3A, který odpovídá standardním montážním specifikacím.
7. Není vyžadován žádný kondicionér signálu
Převodník poskytuje výstupní napěťový signál, který lze připojit přímo k monitorovací elektronice, čímž eliminuje potřebu a náklady spojené s přídavným modulem pro úpravu signálu, čímž se zjednodušuje integrace systému. Přenos signálu využívá 2vodičový systém izolovaný od krytu, což zvyšuje bezpečnost a spolehlivost.
8. Nízká příčná citlivost
Maximální příčná citlivost je ±10 %, což zajišťuje, že převodník je primárně citlivý na axiální vibrace. To snižuje vliv citlivosti napříč osami na výsledky měření a zlepšuje přesnost dat.
Pracovní princip
Snímač rychlosti CV214 pracuje na principu elektromagnetické indukce. Jeho jádrový snímací prvek se skládá z pohyblivé cívky a pevného permanentního magnetu. Když je snímač namontován na vibrující konstrukci, vibrace způsobí, že se cívka pohybuje vzhledem k magnetu. Podle Faradayova zákona elektromagnetické indukce tento pohyb vyvolává v cívce elektromotorickou sílu (napětí), která je přímo úměrná rychlosti kmitání.
Podrobný operační mechanismus:
Přenos vibrací: Vibrace jsou přenášeny z povrchu stroje do vnitřní mechanické struktury snímače prostřednictvím jeho montážní základny.
Pohyb inerciálního systému: Vnitřní inerciální systém (včetně cívky) se pohybuje vzhledem k pouzdru (a magnetu) vlivem vibrací. Cívka přerušuje čáry magnetického toku pevného magnetického pole generovaného permanentním magnetem.
Generování EMF: Řezání čar magnetického toku indukuje elektromotorickou sílu (EMF) v cívce. Podle Faradayova zákona je velikost EMF úměrná rychlosti, kterou cívka řeže siločáry, tj. úměrná rychlosti vibrací.
Výstup signálu: Generovaný napěťový signál je přenášen do monitorovacího zařízení prostřednictvím konektoru vojenského standardu typu MIL-C-5015 10 SL-4 namontovaného na boku a odpovídajícím kabelem. Amplituda signálu přímo odpovídá rychlosti vibrací.
Frekvenční odezva: Mechanická struktura (systém hmota-pružina-tlumič) snímače určuje jeho frekvenční charakteristiky. Jeho vlastní frekvence je navržena na 10 Hz ± 1 Hz. V určitém rozsahu nad vlastní frekvencí (10 Hz - 1 kHz) výstupní signál lineárně sleduje změnu rychlosti vibrací. Typická amplitudově-frekvenční odezva je: -3 dB při 10 Hz, ±0,5 dB v rozmezí 30–400 Hz a ±1 dB v rozmezí 400 Hz–1 kHz.
výhody:
Samonapájecí: Nevyžaduje žádné externí napájení, zjednodušuje architekturu systému, eliminuje hluk z elektrického vedení a je ideální pro nebezpečná prostředí nebo vzdálená místa.
Vysoká spolehlivost: Jako pasivní zařízení má méně pohyblivých částí a elektronických součástek. Jeho jednoduchá konstrukce je robustní a odolná a nabízí dlouhou střední dobu mezi poruchami (MTBF).
Vysoký poměr signálu k šumu: Amplituda výstupního signálu je relativně velká (20 mV/mm/s) a nízká výstupní impedance (<700 Ω) poskytuje silnou odolnost vůči elektromagnetickému rušení, takže je vhodný pro přenos na dlouhé vzdálenosti.
Stabilní fázová odezva: Konzistentní fázová odezva napříč frekvenčním pásmem vyhovuje fázově citlivým diagnostickým systémům, což usnadňuje přesnou fázovou analýzu.
Přímé měření rychlosti: Rychlost vibrací je parametr běžně používaný Mezinárodní organizací pro normalizaci (ISO) k posouzení závažnosti vibrací stroje. CV214 přímo vysílá signál úměrný rychlosti, což eliminuje potřebu integrace nebo diferenciace a zabraňuje souvisejícím chybám a fázovým posunům.
Aplikace
CV214 se primárně používá v následujících oblastech:
Hydroelektrárny: Monitorování vibrací turbín, ložisek generátorů a rámů, zvláště vhodné pro vlhké prostředí vodních elektráren.
Parní turbíny: Vhodné pro monitorování vibrací na kritických součástech, jako jsou středotlaká a nízkotlaká pouzdra a pouzdra ložisek. Jeho teplotní rozsah pokrývá požadavky většiny aplikací parních turbín.
Pomalorychlostní průmyslové stroje: Jako jsou ventilátory, čerpadla, kompresory, převodovky a velké motory pro rutinní monitorování a ochranu vibrací.
Přenosné systémy pro měření vibrací: Žádné požadavky na napájení umožňují snadnou dočasnou instalaci a namátkové kontroly na místě, což z něj dělá ideální nástroj pro inženýry PdM (prediktivní údržby).
Potenciálně výbušné prostředí: Díky svým komplexním certifikacím odolným proti výbuchu může být použit v nebezpečných oblastech s hořlavými plyny nebo prachem v průmyslových odvětvích, jako je ropa, plyn a chemikálie.
Vhodné kabely a rady k instalaci
CV214 je navrženo pro použití s vyhrazenou kabelovou sestavou ED121. Tento kabel má jmenovitou délku 15 metrů, je vybaven kroucenými a stíněnými páry (2 × 0,5 mm² lanka) a má vnější plášť z PTFE (polytetrafluorethylenu), který nabízí vynikající chemickou odolnost a vlastnosti při vysokých teplotách. Rozsah provozních teplot je -65°C až 121°C. Kabel je zakončen konektorem MIL-C-5015 10SL-4SN, který dokonale ladí s konektorem snímače.
V extrémně drsném průmyslovém prostředí (např. s rizikem vysoké teploty, oděru nebo rozdrcení) se doporučuje dále chránit kabelovou sestavu pomocí ohebné kovové trubky (flexibilní plášť) pro mechanickou ochranu.
Během instalace zajistěte, aby byl montážní povrch snímače čistý a plochý, abyste dosáhli optimální frekvenční odezvy a přesnosti měření. Utáhněte montážní šroub doporučeným momentem 6 N·m, aby byla zajištěna dostatečná tuhost montáže a zároveň nedošlo k nadměrnému utažení, které by mohlo poškodit snímač nebo závity zařízení.
Shrnutí klíčových specifikací
Princip činnosti: Elektromagnetická indukce s pohyblivou cívkou
Citlivost: 20 mV/mm/s (508 mV/in/s) ±5 % (@100 Hz, 22°C)
Frekvenční rozsah: 10 Hz – 1 kHz (-3 dB @ 10 Hz)
Rezonanční frekvence: 10 Hz ±1 Hz
Příčná citlivost: Max. ±10 %
Výstupní impedance: <700 Ω
Provozní teplota: -29 °C až 121 °C (-20 °F až 250 °F)
Skladovací teplota: -40 °C až 100 °C (-40 °F až 212 °F)
Stupeň krytí: IP64 (IEC 60529)
Odolnost proti otřesům: 50 g vrchol (poloviční sinusovka, trvání 1 ms)
Konektor: MIL-C-5015 10 SL-4 (namontovaný na boku)
Montážní moment: 6 N·m
Hmotnost: cca. 0,4 kg
Certifikace v nevýbušném provedení: ATEX, cCSAus, KGS, TR CU (další podrobnosti viz Specifikace)
