Piezoelektrický akcelerometr CA202 je vysoce výkonný průmyslový snímač vibrací z produktové řady vibrometrů Meggitt, určený pro dlouhodobé monitorování vibrací v drsných průmyslových prostředích a potenciálně výbušných atmosférách. Toto představení produktu se zaměřuje na model 144-202-000-116, což je verze s certifikací Explosion-proof (Ex) s 6metrovým integrovaným kabelem, vhodná pro měření vibrací v nebezpečných oblastech (zóny 0, 1, 2).
Tento snímač je vybaven polykrystalickým měřicím prvkem ve smykovém režimu s vnitřní izolací pouzdra, který nabízí robustní, symetrický design s vynikající teplotní stabilitou, vysokou citlivostí a širokým rozsahem frekvenční odezvy. Jeho integrovaný kabel je zapouzdřen v ohebné ochranné hadici z nerezové oceli a hermeticky přivařen k pouzdru senzoru, čímž tvoří utěsněnou sestavu, která je prachotěsná, vodotěsná, olejivzdorná a odolná proti korozi, což zajišťuje spolehlivý provoz po dlouhou dobu v náročných podmínkách, jako je vysoká teplota, vysoká vlhkost, prach a solná mlha.
Jako 'front-end' snímací jednotka systému monitorování vibrací je CA202 typicky integrován se zesilovači náboje vibrometru® (např. řada IPC70x), galvanickými separačními jednotkami (GSI XXX) a následnými monitorovacími systémy (např. systémy MMS nebo VM 600) a tvoří tak kompletní řetězec měření vibrací. Je široce používán pro monitorování stavu a včasné varování před poruchami u různých typů rotačních strojů.
2. Klíčové vlastnosti a výhody
Vysoce spolehlivý design: Obsahuje plně svařené pouzdro z austenitické nerezové oceli a tepelně odolnou ochrannou hadici z nerezové oceli, které tvoří hermeticky uzavřenou sestavu, která chrání před vlhkostí, vodou, párou, olejem, solnou mlhou, prachem, houbami a pískem.
Výjimečná vhodnost prostředí: Senzor pracuje v širokém teplotním rozsahu od -55 °C do +260 °C, přičemž kabel je schopen odolávat trvalým teplotám od -55 °C do +200 °C, takže je vhodný pro extrémně chladná i horká prostředí.
Vynikající elektrický a mechanický výkon:
Vysoká citlivost: 100 pC/g, umožňující efektivní detekci slabých vibračních signálů.
Široká frekvenční odezva: 0,5 Hz až 6000 Hz (±5 %), pokrývající frekvenční složky vibrací většiny průmyslových strojů.
Vysoký izolační odpor: ≥10^9 Ω, zajišťuje čistý přenos signálu a minimalizuje rušení svody.
Nízká příčná citlivost: ≤3 %, zlepšuje přesnost směrového měření.
Komplexní certifikace odolnosti proti výbuchu: Model 144-202-000-116 je držitelem dvou certifikací odolnosti proti výbuchu pro jiskrovou bezpečnost (Ex ia) a nejiskřící (Ex na). Splňuje požadavky pro různé regiony a normy včetně Evropy (ATEX), International (IECEx), Severní Ameriky (cCSAus), Koreje (KGS), Spojeného království (UKEX) a Ruska (EA3C RU), což umožňuje bezpečné použití v určených nebezpečných oblastech.
Snadná instalace a údržba: Poskytuje standardní montážní otvory pro bezpečnou instalaci pomocí dodaných šroubů M6 a pružných podložek. Produkt je dodáván s tovární dynamickou kalibrací, která obvykle eliminuje potřebu rekalibrace na místě.
3. Princip měření a technické zázemí
CA202 je piezoelektrický akcelerometr. Jeho jádrem je seismický senzor založený na piezoelektrickém jevu. Vnitřní struktura se skládá z jednoho nebo více křemenných nebo keramických krystalových prvků a seismické hmoty. Když snímač vibruje s měřeným objektem, seismická hmota působí periodickým mechanickým namáháním (ve smykovém nebo kompresním režimu) na piezoelektrické krystaly.
Podle piezoelektrického jevu toto mechanické napětí generuje nábojový signál na povrchu krystalu úměrný použitému zrychlení. Tento vysokoimpedanční nabíjecí signál je přenášen přes nízkošumový kabel do externího nabíjecího zesilovače (IPC XXX). Nabíjecí zesilovač převádí slabý nabíjecí signál na nízkoimpedanční, rušení odolný, proudově modulovaný signál (např. 4-20 mA).
Tento proudový signál lze přenášet na velké vzdálenosti (přes 1000 metrů) pomocí jednoduchého dvoužilového stíněného kabelu. Nakonec je odeslán do galvanické separační jednotky (GSI XXX), která jej demoduluje na napěťový signál úměrný zrychlení vibrací (nebo rychlosti po integraci). Tento napěťový signál je poté zpracován, zobrazen a použit pro generování alarmu backendovými monitorovacími systémy (např. PLC, DCS nebo vyhrazenými analyzátory vibrací).
CA202 patří do kategorie 'akcelerometrů se samostatnými elektronickými kondicionéry'. Mezi jeho výhody patří:
Extrémní teplotní tolerance: Samotný senzor neobsahuje žádnou elektroniku a může pracovat nepřetržitě v prostředí do 260°C.
Vysoká kvalita signálu: Nabíjecí zesilovač může být umístěn blízko senzoru, ale v příznivějším prostředí, což snižuje ztráty signálu a rušení na dlouhé přenosové vzdálenosti pro nezpracovaný nabíjecí signál.
Flexibilita systému: Různé potřeby měření lze přizpůsobit změnou nabíjecích zesilovačů s různou citlivostí nebo úpravou jejich nastavení.
4. Oblasti použití
Díky své robustnosti, širokému teplotnímu rozsahu a funkcím odolným proti výbuchu je piezoelektrický akcelerometr CA202 široce používán pro monitorování vibrací v následujících průmyslových odvětvích:
5. Instalace, zapojení a bezpečnostní opatření
5.1 Poznámky před instalací
Bezpečnost především: Přečtěte si a přísně dodržujte přiložené Bezpečnostní pokyny. U zařízení používaných v prostředí s nebezpečím výbuchu je nezbytné, aby označení nevýbušnosti na typovém štítku produktu přesně odpovídala těm, které jsou popsány v certifikátu ES o přezkoušení typu nebo rovnocenném certifikačním dokumentu.
Kvalifikace personálu: Instalatéři by měli mít odborné technické vzdělání v elektronice a strojírenství (odborný certifikát/diplom nebo ekvivalent) a být obeznámeni s příslušnými bezpečnostními postupy.
Ochrana před elektrostatickým výbojem (ESD): Při manipulaci se senzorem a deskami s obvody elektronických kondicionérů (zesilovačů náboje) je třeba dodržovat postupy pro manipulaci se zařízeními citlivými na elektrostatický náboj (ESD), jako je nošení antistatického náramku a dotyk uzemněného kovového předmětu za účelem vybití statické elektřiny.
5.2 Klíčové body mechanické instalace
Místo montáže: Upřednostněte montáž na tuhé součásti, jako jsou ložisková pouzdra, co nejblíže k ložiskům. Vyhněte se montáži na kryty strojů nebo konstrukce s nízkou tuhostí, abyste zabránili jejich vlastní rezonanci způsobující chyby měření.
Příprava montážního povrchu:
Povrch musí být rovný, čistý a kolmý k ose měření.
Doporučená rovinnost povrchu ≤ 0,01 mm, stupeň drsnosti N7.
Vyvrtejte a vyvrtejte otvory podle výkresu (4 x M6).
Upevnění senzoru:
Použijte dodané šrouby s válcovou hlavou M6 x 35 a pružné podložky.
Doporučuje se nanést na šrouby středně pevné lepidlo pro zajištění závitů, jako je LOCTITE 241, aby se zabránilo uvolnění v důsledku vibrací.
Pomocí momentového klíče utáhněte čtyři šrouby rovnoměrně do kříže. Konečný točivý moment nesmí překročit 15 N·m.
Upevnění kabelu:
Pro pevné upevnění kabelu v intervalech 100-200 mm použijte montážní spony vhodné pro trubky o průměru přibližně 8 mm.
Kabel nadměrně neohýbejte. Musí být dodržen minimální poloměr ohybu ≥ 50 mm a v ohybech by měla být vytvořena hladká smyčka pro uvolnění napětí.
Vyvarujte se vedení kabelu v blízkosti vysokonapěťového nebo vysokofrekvenčního elektrického vedení, abyste zabránili elektromagnetickému rušení.
Bezpečné upevnění kabelu v pravidelných intervalech může snížit nízkofrekvenční šum způsobený triboelektrickým efektem.
5.3 Elektrické připojení a integrace systému
CA202 musí být integrován s kompatibilním zařízením vibrometru®, aby vytvořil kompletní měřicí řetězec:
Nabíjecí zesilovač (IPC XXX): Namontujte na místo s minimálními vibracemi a vhodnou okolní teplotou (-25 °C až +70 °C). Správně připojte integrovaný kabel CA202 a přenosový kabel (řada K 2XX) ke svorkovnicím zesilovače podle schématu zapojení.
Přenosový kabel (K 2XX): Dvoužilový stíněný kabel používaný k připojení nabíjecího zesilovače k jednotce galvanického oddělení. Pro dodatečnou mechanickou ochranu může být veden přes ohebnou kovovou trubku (např. KS 106).
Galvanická separační jednotka (GSI XXX): Obvykle se montuje na DIN lištu v rozvaděči nebo velínu. Zajišťuje napájení dvouvodičové smyčky a čte proudový signál a převádí jej na napěťový signál pro monitorovací systém. Uvědomte si, že stínění přenosového kabelu by nemělo být uzemněno na konci galvanické separační jednotky, aby se zabránilo zemním smyčkám.
Uzemnění: Přísně dodržujte požadavky v Instalační příručce (např. obrázky 5-11, 6-13) pro jednobodové uzemnění. Správné uzemnění celého systému je klíčové pro potlačení hluku a přesnost měření.
5.4 Zvláštní požadavky na potenciálně výbušné atmosféry
Instalace, provoz a údržba musí přísně splňovat Zvláštní podmínky pro bezpečné používání uvedené v části 'Rozpis' certifikátu ES o přezkoušení typu produktu nebo jeho ekvivalentu.
Jakákoli úprava, přeměna nebo oprava provedená bez písemného souhlasu společnosti Vibro-Meter / Meggitt ruší platnost certifikace proti výbuchu a záruky na produkt.
Zajistěte, aby prostředí instalace (teplota, skupina plynů atd.) odpovídalo označení výrobku v nevýbušném provedení (např. T6...T2).
6. Údržba a technická podpora
Běžná údržba: Pravidelně kontrolujte bezpečnost mechanického upevnění snímače a kabelu a zkontrolujte, zda nedošlo k fyzickému poškození nebo promáčknutí. Zkontrolujte integritu těsnění spojovacích krabic a skříní zesilovače.
Není nutná pravidelná kalibrace: Produkt je dodáván s přesnou tovární dynamickou kalibrací. Rekalibrace na místě obvykle není nutná, pokud nejsou data podezřelá po silném šoku nebo abnormální operaci.
Odstraňování problémů: Pokud jsou signály měření abnormální, systematicky kontrolujte měřicí řetězec: Je upevnění snímače bezpečné? Jsou kabelové spoje pevné a správné? Je uzemnění správné? Je napájení normální?
Technická podpora a opravy: V případě nevyřešených závad kontaktujte společnost Meggitt SA nebo místního autorizovaného zástupce. Uživatelé nesmí nikdy sami rozebírat senzor nebo elektronické kondicionéry. Veškeré opravy musí provádět vyškolený kvalifikovaný personál autorizovaný společností Meggitt.
