TQ432 111-432-000-013 VM snímač blízkosti

TQ432 je tlakově odolný snímač přiblížení speciálně navržený společností VM pro vysokotlaká prostředí, sloužící jako důležitá součást systému měření přiblížení TQ 422 & TQ 432 / EA 402 / IQS 452. Stejně jako TQ422 pracuje tento snímač na principu vířivých proudů, což umožňuje bezkontaktní měření relativního posunutí nebo vibrací pohybujících se strojních součástí. Jeho jedinečná konstrukce umožňuje odolat tlaku až 100 barů, díky čemuž je zvláště vhodný pro měřicí aplikace vyžadující obrácenou montáž v ponořených prostředích, jako jsou ponorná čerpadla, hydraulické turbíny (např. Kaplanovy a Francisovy turbíny) a další vysokotlaké aplikace.

Snímač TQ432 tvoří kompletní, kalibrovaný systém měření přiblížení, když je spárován s odpovídajícím kondicionérem signálu IQS 452 a volitelným prodlužovacím kabelem EA 402. Všechny komponenty v tomto systému jsou zaměnitelné, což zajišťuje provozní flexibilitu a pohodlí při údržbě.

TQ432 a TQ422 jsou funkčně identické snímače přiblížení. Hlavní rozdíly spočívají v jejich způsobu montáže a konfiguraci ochrany:

• TQ422: Navrženo pro přední montáž. Jeho sonda má na přední straně ochranný kryt BOA (přibližně 0,6 mm tlustý), který způsobuje vlastní offset -2,4 V na výstupu napětí. Je přímo vystaven vysokotlakému médiu.

• TQ432: Určeno pro zpětnou montáž. Obvykle se instaluje z opačné strany tlakové nádoby, což znamená, že hrot sondy není přímo vystaven vysokotlakému médiu, a proto nevyžaduje ochranný kryt BOA, což má za následek výstupní signál začínající od 0 bez posunu.

Klíčové vlastnosti a vlastnosti

1. Návrh vysokotlaké aplikace

• Senzorová sonda je vyrobena z materiálu PEEK (polyetheretherketon), který je schopen přímo odolávat tlaku kapaliny až do 100 bar.

• Tělo snímače je vyrobeno z nerezové oceli (1.4435), která nabízí vynikající mechanickou pevnost a odolnost proti korozi.

2. Bezkontaktní měření

• Funguje na principu vířivých proudů, nevyžaduje žádný fyzický kontakt s terčem (typicky kovová hřídel), čímž se zabrání opotřebení a umožňuje spolehlivé dlouhodobé měření bez tření.

3. Vhodnost pro výbušné atmosféry

• Certifikováno mnoha mezinárodními certifikacemi odolnými proti výbuchu, včetně:

• Certifikace ATEX: LCIE 02 ATEX 6086 X II 2 G (Zóna 1, 2) EEx ib IIC T6 až T3

• Certifikace CSA: Certifikát 1514309, třída I, divize 1 a 2, skupiny A, B, C, D Ex ia

• Jiskrově bezpečná konstrukce zajišťuje bezpečný provoz v nebezpečných oblastech.

4. Konstrukce obrácené montáže

• Speciálně navrženo pro aplikace se zpětnou montáží, obvykle se instaluje z opačné strany tlakové nádoby.

• Špička sondy není přímo vystavena vysokotlakému médiu, proto nevyžaduje ochrannou čepičku BOA.

• Tato konstrukce vede k výstupnímu signálu bez vlastního offsetu, což zjednodušuje zpracování signálu a kalibrační procedury.

5. Kompletní systémové řešení

• Spárováno s kondicionérem signálu IQS 452 pro zajištění napěťového nebo proudového výstupu:

• Napěťový výstup (3-drát): Citlivost 4 mV/μm, dynamický rozsah 0 V až -16 V (bez offsetu).

• Proudový výstup (2-drát): Citlivost 1,25 μA/μm, dynamický rozsah 4 mA až 20 mA (používá se s izolační jednotkou GSI 124).

• Lze použít s prodlužovacími kabely EA 402 k prodloužení měřicí vzdálenosti a vytvořit tak kompletní 5metrový nebo 10metrový systém.

6. Přizpůsobivost prostředí

• Široký rozsah provozních teplot: Těleso snímače od -25°C do +140°C (drift <5%); kabel vydrží -100°C až +200°C.

• Vysoký stupeň ochrany: IP68 (IEC 529 / DIN 40050), poskytuje kompletní ochranu proti prachu a schopnost dlouhodobého provozu ponořeného.

• Vynikající odolnost proti vibracím: Odolá vibracím 2 g ve frekvenčním rozsahu 10 Hz až 500 Hz.

7. Volitelná konfigurace ochrany

• Nabízí možnost oplétaného pláště z nerezové oceli BOA (Braided Outer Armour), který poskytuje dodatečnou mechanickou ochranu integrovanému koaxiálnímu kabelu snímače a zvyšuje odolnost proti drcení a oděru.

• S pláštěm BOA se tlaková odolnost sestavy převodníku/kabelu zvyšuje na 10 barů (1 bar bez BOA).

Podrobný pracovní princip

Bezdotykový snímač TQ432 pracuje na principu vířivých proudů, což je technologie elektromagnetické indukce široce používaná pro bezkontaktní měření posuvu a vibrací. Následující části podrobně popisují jeho pracovní mechanismus, složení systému a tok signálu.

1. Základní fyzikální princip: Efekt vířivých proudů

Když je kovový vodič umístěn do měnícího se magnetického pole nebo se pohybuje vzhledem k magnetickému poli, podle Faradayova zákona elektromagnetické indukce se uvnitř vodiče indukují proudy s uzavřenou smyčkou, známé jako vířivé proudy. Síla, distribuce a fáze těchto vířivých proudů závisí na několika faktorech:

1. Mezera mezi cívkou a vodičem: Toto je cílový parametr pro měření.

2. Elektrická vodivost (σ) a magnetická permeabilita (μ) vodiče.

3. Frekvence (f) budícího magnetického pole.

4. Geometrický tvar vodiče.

Jádrem snímače TQ432 je přesně vinutá cívka zapouzdřená v materiálu PEEK na špičce sondy. PEEK je vysoce výkonný technický plast známý pro svou vynikající mechanickou pevnost, chemickou odolnost a nízkou absorpci vlhkosti. Rozhodující je, že vykazuje velmi nízké dielektrické ztráty a dobré vlastnosti přenosu vln ve vysokofrekvenčních elektromagnetických polích, což zajišťuje, že neinterferuje s magnetickým polem generovaným cívkou.

2. Pracovní postup systému

Provozní pracovní postup celého systému měření přiblížení je uzavřený proces 'transmise-induction-demodulation-output':

1. Generování a přenos vysokofrekvenčního signálu:

• Spárovaný kondicionér signálu IQS 452 obsahuje vysokofrekvenční (HF) oscilátor a modulační/demodulační obvody.

• Kondicionér dodává do cívky převodníku TQ432 přes koaxiální kabel vysokofrekvenční střídavý budicí proud.

2. Generování elektromagnetického pole a indukce vířivých proudů:

• Střídavý proud procházející cívkou vytváří kolem ní vysokofrekvenční střídavé magnetické pole.

• Když toto magnetické pole pronikne hrotem sondy PEEK a působí na povrch blízkého kovového terče (např. hřídele stroje), v povrchové vrstvě terče se indukují vířivé proudy.

3. Detekce změny impedance:

• Samotné indukované vířivé proudy vytvářejí magnetické pole. Podle Lenzova zákona se toto magnetické pole staví proti původnímu poli cívky, čímž zeslabuje magnetické pole původní cívky.

• Tento 'zeslabující' efekt se projevuje jako změna ekvivalentní impedance cívky snímače. Impedance cívky (Z), kombinace odporu (R) a indukční reaktance (ωL), se citlivě a pravidelně mění se změnami mezery mezi cívkou a cílem.

• Snížení mezery -> Silnější efekt vířivých proudů -> Větší změna impedance cívky.

• Zvýšení mezery -> Slabší efekt vířivých proudů -> Menší změna impedance cívky.

4. Demodulace a zpracování signálu:

• Kondicionér signálu IQS 452 nepřetržitě monitoruje změny impedance cívky snímače.

• Vnitřní demodulační obvod převádí (demoduluje) tuto změnu vysokofrekvenční impedance na lineární stejnosměrný napěťový nebo proudový signál úměrný mezeře.

• Protože TQ432 nemá ochranný kryt BOA, jeho výstupní signál začíná od 0 V (nebo 4 mA) a udržuje lineární vztah s mezerou, což zjednodušuje proces zpracování signálu.

5. Výstup a kalibrace:

• Napěťový režim: Výstup 0 V při nulové mezeře a -16 V při maximální mezeře (4 mm).

• Current Mode: Výstup 4 mA při nulové mezeře a 20 mA při maximální mezeře.

• Systém je z výroby kalibrován při +23°C ±5°C pomocí specifického cílového materiálu (ocel VCL 140, 1.7225).

• Konečným výstupem je signál vysoce lineární na vzdálenost:

3. Charakteristika systému a kompenzace

• Teplotní kompenzace: Systém obsahuje teplotní kompenzaci, aby se minimalizoval dopad kolísání okolní teploty na přesnost měření a zajistilo se, že drift zůstane pod 5 % v širokém teplotním rozsahu -25 °C až +140 °C.

• Ladění délky kabelu (elektrické ořezávání): Vzhledem k distribuovaným parametrům (kapacita, indukčnost) koaxiálního kabelu ovlivňující vysokofrekvenční přenos signálu má systém minimální požadavky na celkovou délku kabelu (TSL - Celková délka systému, tj. integrální kabel snímače + délka prodlužovacího kabelu EA402) (5m systém ≥4,4 m, ≥8m transducer zajišťují optimální výkon systému. zaměnitelnost.

• Požadavky na materiál terče: Citlivost a linearita snímače souvisí s elektrickou vodivostí a magnetickou permeabilitou materiálu terče. Standardní kalibrace je založena na oceli VCL 140. Pokud se cílový materiál liší, musí být poskytnut vzorek pro speciální kalibraci.

Oblasti použití

• Soupravy hydroelektrických generátorů: Měření relativního posunutí, vibrací a házení hřídelů v různých hydraulických turbínách, jako je Francis a Kaplan, zvláště vhodné pro polohy vyžadující obrácenou montáž.

• Ponorná čerpadla: Monitorování dynamických provozních podmínek hřídelí čerpadel v podvodním vysokotlakém prostředí.

• Průmyslové rotační stroje: Monitorování posunutí hřídele a vibrací pro kritická zařízení, jako jsou kompresory, plynové turbíny a parní turbíny.

• Jakákoli aplikace vyžadující bezdotykové měření posunu ve vysokotlakém, nebezpečném (výbušném) prostředí nebo prostředí ponořeném do kapaliny, zejména takové, které vyžaduje obrácenou montáž nebo kde je požadováno zamezení posunu signálu.