TQ912 je vysoce výkonný senzor vířivých proudů s obrácenou montáží z produktové řady VM. Slouží jako jedna ze základních součástí měřicích řetězů vířivých proudů řady TQ9xx, určených pro bezdotykové měření relativního posunutí, vibrací a axiální polohy točivých strojů v náročných průmyslových prostředích. TQ912 spolu s odpovídajícím prodlužovacím kabelem EA90x a kondicionérem signálu IQS900 tvoří kompletní, kalibrovaný měřicí řetězec. Je široce používán v systémech monitorování stavu a bezpečnostních ochranných systémů pro velká rotační zařízení, jako jsou parní turbíny, plynové turbíny, hydraulické turbíny, generátory, turbokompresory a čerpadla.
Princip měření jádra a klíčové parametry výkonu TQ912 jsou v podstatě stejné jako u TQ902. Jejich zásadní rozdíl spočívá v mechanickém stylu montáže: TQ912 je speciálně navržen pro aplikace se zpětnou montáží. To znamená, že kabel snímače vystupuje ze zadní části montážní matice spíše než ze strany jako u standardního držáku (TQ902). Tato konstrukce nabízí větší flexibilitu a pohodlí pro směrování a instalaci v montážních bodech s omezeným prostorem nebo specifickými mechanickými strukturami.
Tento senzor fungující na principu vířivých proudů je ideální volbou pro kritickou ochranu strojů a aplikace prediktivní údržby, známý svou vysokou spolehlivostí, vysokou přesností, výjimečnou odolností vůči životnímu prostředí a komplexními bezpečnostními certifikacemi (včetně certifikací nevýbušnosti a funkční bezpečnosti).
Pracovní princip
Činnost senzoru TQ912 je založena na principu vířivých proudů, bezkontaktní technice měření elektromagnetické indukce. Jeho hlavní pracovní proces lze rozdělit do následujících kroků:
Generování vysokofrekvenčního budícího signálu:
Samotný snímač TQ912 je pasivní zařízení; jeho provozní energii dodává odpovídající kondicionér signálu IQS900. Vysokofrekvenční oscilátor v IQS900 generuje vysokofrekvenční (typicky v rozsahu MHz) střídavý proud, který je dodáván do snímače TQ912 přes propojovací kabel.
Generování elektromagnetického pole a efekt vířivých proudů:
Hlava snímače TQ912 obsahuje přesně vinutou indukční cívku. Když touto cívkou protéká vysokofrekvenční proud, generuje vysokofrekvenční střídavé elektromagnetické pole kolem jejího předního konce, tj. hrotu senzoru (vyrobeného z vysoce výkonného inženýrského termoplastu PPS - Polyfenylensulfid).
Když toto elektromagnetické pole působí na povrch vodivého kovového terče (typicky hřídel nebo límec hřídele rotujících strojů), podle Faradayova zákona elektromagnetické indukce se v povrchové vrstvě terče indukují proudy s uzavřenou smyčkou, nazývané vířivé proudy.
Změna impedance a snímání vzdálenosti:
Tyto indukované vířivé proudy samy generují sekundární magnetické pole proti původnímu poli z cívky snímače, čímž působí proti (zeslabují) energii původního pole.
Tato interakce způsobí změnu efektivní impedance cívky snímače. Vzdálenost (mezera) mezi hrotem senzoru a povrchem cíle přímo určuje sílu této interakce: čím je vzdálenost bližší, tím silnější je efekt vířivých proudů a tím větší je změna impedance cívky; čím větší vzdálenost, tím slabší účinek a menší změna impedance.
Proto existuje definitivní funkční vztah mezi změnou impedance cívky a vzdáleností vzduchové mezery mezi snímačem a cílem.
Demodulace a výstup signálu:
Změna impedance cívky je detekována demodulačním obvodem integrovaným v kondicionéru signálu IQS900.
Kondicionér signálu zpracovává a převádí tuto komplexní změnu impedance a nakonec vydává analogový signál (napětí nebo proud), který je přesně úměrný vzdálenosti mezery.
Tento výstupní signál se obvykle skládá ze dvou složek:
Dynamická složka střídavého proudu (AC): Odpovídá rychlému vibračnímu posunu hřídele vzhledem k senzoru.
Kvazistatická složka stejnosměrného proudu (DC): Odpovídá průměrné mezeře (poloze) mezi snímačem a hřídelí.
Stručně řečeno, TQ912 převádí změny fyzické vzdálenosti na změny elektrických parametrů cívky prostřednictvím elektromagnetické indukce, které jsou poté pomocí kondicionéru signálu transformovány na standardizované elektrické signály, což umožňuje přesné bezkontaktní měření posunu.
Základní funkce a vlastnosti
Jako jádro vysoce výkonného měřicího řetězce se snímač TQ912 může pochlubit následujícími vynikajícími funkcemi a vlastnostmi:
Reverse-Mount Design:
Toto je nejvýraznější rys TQ912. Jeho kabel vystupuje ze zadní části těla snímače (strana montážní matice), nikoli ze strany jako u standardního typu. Díky tomuto designu je vhodný zejména pro:
Aplikace, kde je dostatečný prostor za montážním otvorem, ale boční prostor je omezený.
Aplikace vyžadující, aby byl kabel skryt uvnitř montážního pouzdra nebo mechanické konstrukce pro lepší ochranu nebo přehlednější vedení kabelu.
Speciálně navržené adaptéry pro montáž senzorů.
Bezkontaktní vysoce přesné měření:
Na principu vířivých proudů nevyžaduje žádný fyzický kontakt s cílem, zabraňuje opotřebení a zatížení a přesně reprodukuje informace o dynamických vibracích a poloze vysokorychlostních rotujících hřídelů.
Nabízí lineární rozsah měření 2 mm nebo 4 mm (v závislosti na volbě kondicionéru signálu) s vynikající linearitou a citlivostí (např. 8 mV/μm nebo 4 mV/μm).
Široká frekvenční odezva:
Celková frekvenční odezva měřicího řetězce může dosahovat DC až 20 kHz (~3 dB), je schopna přesně zachytit vše od velmi pomalého axiálního pohybu až po vibrace vysokorychlostních rotorů běžících v desítkách tisíc RPM, splňující požadavky API 670 5th Edition pro systémy monitorování vibrací.
Výjimečná přizpůsobivost prostředí:
Široký rozsah provozních teplot: Tělo snímače může nepřetržitě pracovat při okolních teplotách od -40 °C do +180 °C a vydržet krátkodobé vystavení teplotám až 220 °C.
Robustní konstrukce: Tělo snímače je vyrobeno z nerezové oceli (AISI 316L) a snímací cívka hlavy je zapouzdřena v materiálu PPS, který nabízí vynikající chemickou odolnost a mechanickou pevnost.
Vysoký stupeň ochrany: Hlava senzoru (sonda a integrovaný kabel) má stupeň ochrany IP68, je odolná proti vnikání prachu a dlouhodobému ponoření do vody.
Odolnost proti vibracím a otřesům: Odolá vibracím o síle 5 g (10 až 500 Hz) a nárazu o síle 15 g (půlsinusová vlna, trvání 11 ms).
Komplexní certifikace pro nebezpečné prostory (volitelné):
K dispozici je volitelná verze A5 (Ex), která získává různé mezinárodní certifikace odolné proti výbuchu vhodné pro použití v nebezpečných oblastech (potenciálně výbušné atmosféry).
Certifikace pokrývají více regionů a norem včetně Evropy (ATEX), International (IECEx), Severní Ameriky (cCSAus/UL), Spojeného království (UKEX), Jižní Koreje (KGS), Kazachstánu (EAEU) atd. (např. Ex ec, Ex ia pro plynová a prachová prostředí).
V aplikacích s ochranou proti výbuchu je snímač považován za 'jednoduché zařízení' a musí být použit s kabely EA90x a kondicionéry signálu IQS900, které také mají odpovídající certifikace na odolnost proti výbuchu.
Zaměnitelnost součástí a integrace systému:
Prodlužovací kabel TQ912, EA902 a kondicionér signálu IQS900 tvoří předem kalibrovaný měřicí řetězec. Každá součást v řetězu je zaměnitelná bez nutnosti rekalibrace, což výrazně zjednodušuje správu náhradních dílů a údržbu v terénu.
Plně kompatibilní se systémy Parker Meggitt VM600™/VM600 a VibroSmart® pro monitorování stavu strojů; výstupní signál lze připojit přímo.
Jeho tvar, přizpůsobení a funkce jsou ekvivalentní klasickým snímačům řady TQ4xx a slouží jako přímá náhrada upgradu a usnadňují upgrady stávajících systémů.
Podpora aplikací funkční bezpečnosti:
Při spárování s kondicionérem signálu IQS900 s diagnostikou (možnost objednání C2) je celý měřicí řetězec SIL 2 (IEC 61508) a Cat 1 PL c (ISO 13849) 'by design'.
To umožňuje použití TQ912 v systémech souvisejících s bezpečností, jako jsou řetězce měření rychlosti v systémech detekce překročení rychlosti (ODS), poskytující vysoce spolehlivý vstup pro kritické řídicí funkce.
Flexibilní možnosti konfigurace:
Specifikace s více závity: Nabízí možnosti metrických (např. M10x1, M14x1,5, M16x1,5) i imperiálních (např. 3/8'-24UNF, 1/2'-20UNF, 5/8'-18UNF) závitů pro přizpůsobení různým standardům mechanického provedení
v různých délkách po celém světě. 0,5 metru až 10 metrů Lze jej kombinovat s různými délkami prodlužovacích kabelů EA902 pro dosažení celkové délky systému (TSL) 1 m, 5 m nebo 10 m.
Volitelné ochranné sady: Poskytuje flexibilní hadici z nerezové oceli s pláštěm FEP (Fluorinated Ethylene Propylene), propojovacím kabelem odolným proti mechanickému poškození, IP17 Chránič pro zajištění mechanické a environmentální ochrany pro spojovací bod mezi senzorem a prodlužovacím kabelem.
