CA901 144-901-000-282 Piezoelektrisk accelerometer

CA901 piezoelektriske accelerometer er en højtydende vibrationsovervågningsenhed udviklet af VM til ekstreme miljøapplikationer. Dette produkt anvender avancerede enkeltkrystal piezoelektriske materialer og teknologi, der tilbyder enestående temperaturtilpasningsevne og pålidelighed, der er i stand til stabil drift inden for et ekstremt temperaturområde på -186°C til +700°C. CA901 er særligt velegnet til krævende industrisektorer såsom atomkraftværker, rumfarts- og petrokemiske industrier, der opfylder kravene til vibrationsovervågning i forskellige barske miljøer.

Dette accelerometer anvender et kompressionstilstandsdesign udstyret med integreret mineralisoleret kabel, der giver fremragende elektrisk isoleringsydelse og mekanisk holdbarhed. Produktet overholder NRC Guide 1.133, IEEE 323-1974 standarder og er certificeret i henhold til DIN 25.475.1, samtidig med at det opnår eksplosionssikker certificering til sikker brug i potentielt eksplosive atmosfærer. Dens kompakte strukturelle design og robuste husmateriale gør det muligt for den at modstå ekstreme forhold, herunder højt tryk og høj stråling.

CA901 tilbyder et frekvensresponsområde på 3Hz til 2800Hz og en følsomhed på 10pC/g, hvilket muliggør præcis indfangning af forskellige mekaniske vibrationssignaler. Uanset om det er til langsigtet onlineovervågning eller udviklingstestapplikationer, kan denne enhed levere pålidelige og nøjagtige måledata, der tjener som afgørende bevis for udstyrstilstandsovervågning og fejldiagnose.

Arbejdsprincip

CA901 piezoelektriske accelerometer fungerer baseret på princippet om piezoelektrisk effekt, der inkorporerer flere sofistikerede tekniske aspekter. Arbejdsmekanismen kan uddybes i detaljer gennem følgende aspekter:

1. Piezoelektrisk effekt og enkeltkrystalmaterialekarakteristika

Enhedens kerne bruger VC2-type enkeltkrystal piezoelektrisk materiale, som tilbyder fremragende piezoelektriske egenskaber og temperaturstabilitet. Når accelerometeret oplever mekanisk vibration, påfører massen trykkraft på den piezoelektriske krystal. Ifølge det direkte piezoelektriske effektprincip forekommer elektrisk polarisering inden i krystallen, gitterstrukturen deformeres, hvilket forårsager forskydning af ladningscentre, hvorved der genereres ladningssignaler, der er proportionale med den påførte kraft på krystaloverfladen. Enkeltkrystalmaterialer sammenlignet med polykrystallinske materialer udviser højere piezoelektriske konstanter og bedre temperaturstabilitet, hvilket bibeholder stabilt følsomhedsoutput i ekstreme temperaturmiljøer.

Den specielle gitterstruktur af VC2-enkeltkrystalmateriale gør det i stand til at opretholde stabile piezoelektriske egenskaber i højtemperaturmiljøer, hvor Curie-temperaturen langt overstiger konventionelle piezoelektriske materialer, hvilket er nøglen til at opnå +700°C højtemperaturdrift. Krystalorienteringen er optimalt designet til at maksimere den piezoelektriske koefficient og samtidig minimere temperaturkoefficienten, hvilket sikrer ensartet ydeevne gennem hele driftstemperaturområdet.

2. Kompressionstilstandsdesign og mekanisk struktur

Ved at anvende et kompressionstilstandsdesign er det piezoelektriske element forspændt mellem basen og massen, hvilket danner en stabil mekanisk struktur. Dette design giver høj stivhed, hvilket giver sensoren en høj resonansfrekvens (>17kHz), hvilket sikrer flad respons over et bredt frekvensområde. Kompressionstilstanden giver bedre ydeevne ved høje temperaturer sammenlignet med forskydningstilstand, hvilket gør den mere velegnet til applikationer med ekstreme temperaturer.

Den mekaniske struktur bruger et symmetrisk design til at reducere målefejl forårsaget af termisk spænding. Huset anvender Inconel 600 legeringsmateriale, der tilbyder fremragende højtemperaturstyrke og korrosionsbestandighed. Den overordnede struktur er optimeret gennem finite element-analyse for at bibeholde stabile mekaniske egenskaber under termisk cykling, hvilket undgår ydelsesdrift på grund af uoverensstemmelse mellem termisk ekspansionskoefficient.

3. Signalgenererings- og transmissionsmekanisme

Enheden genererer ladningsudgangssignaler med en følsomhed på 10pC/g±5%. Ladningsudgangstilstanden giver den fordel at være upåvirket af kabelkapacitans, især velegnet til langdistance signaltransmission. Den interne sensorkapacitans er 80pF (mellem poler) og 18pF (mellem pol og kabinet), mens kabelkapacitans er 200pF/m (mellem poler) og 300pF/m (mellem pol og kabinet).

Opladningssignaler transmitteres gennem mineralisoleret kabel, som bruger magnesiumoxidisolering og rustfri stålkappe, der tilbyder fremragende ydeevne ved høje temperaturer og mekanisk styrke. Kablet er forbundet til sensoren ved hjælp af hermetisk svejsning, hvilket danner en fuldstændig forseglet struktur, der forhindrer fugt og forurening indtrængen. Dette design sikrer langsigtet pålidelighed i ekstreme miljøer.

4. Temperaturkompensation og stabilitetskontrol

VC2 enkeltkrystalmateriale har en ekstrem lav temperaturkoefficient, der opretholder en stabil følsomhed inden for driftstemperaturområdet -54°C til +650°C. Særlig krystalskæreretning og elektrodedesign forbedrer yderligere temperaturegenskaberne, hvilket reducerer temperaturændringernes indvirkning på målenøjagtigheden.

Enheden bruger et termisk symmetrisk strukturdesign for at minimere virkningen af ​​temperaturgradienter på målinger. Udvælgelsen af ​​husmateriale tager hensyn til termisk ekspansionstilpasning for at undgå ydelsesændringer forårsaget af termisk stress. Disse designfunktioner sikrer tilsammen målestabilitet i ekstreme temperaturmiljøer.

5. Miljøbeskyttelse og tætningsteknologi

Sensoren bruger hermetisk tætningssvejseteknologi, hvor huset er fuldstændigt forseglet for at modstå fugt, kemisk korrosion og strålingseffekter. Inconel 600 husmaterialet tilbyder fremragende korrosionsbestandighed, velegnet til forskellige barske industrielle miljøer.

Det mineralisolerede kabel giver ikke kun elektrisk isolering, men også mekanisk beskyttelse. Kablets rustfri stålkappe kan modstå tryk på 140 bar (ved 23°C) og 80bar (ved 300°C), hvilket sikrer pålidelig drift i højtryksmiljøer.

6. Eksplosionssikkert sikkerhedsdesign

Enheden er certificeret gennem EF-typeafprøvning (LCIE 08 ATEX 6017 X II 1 G), der opfylder brugskravene for zone 0/1/2 farlige områder. Ved at bruge intrinsic safety (Ex ia) design forhindres tændingsgnister under fejlforhold ved at begrænse kredsløbsenergien.

Beskyttelsesforanstaltninger omfatter energibegrænsende kredsløb og sikkerhedsbarrierer, der sikrer overholdelse af eksplosionssikre krav under alle driftsforhold. Dette design muliggør sikker anvendelse i potentielt eksplosive atmosfærer.

7. Strålingsmodstandsdesign

VC2 enkeltkrystalmateriale har fremragende strålingsstabilitet, i stand til at modstå γ-strålingsflux på 10^11 erg/g og neutronstrålingsflux på 10^18 n/cm^2 uden nogen virkninger. Denne strålingshårdhed gør den særligt velegnet til applikationer i strålingsmiljøer såsom atomkraftværker.

Materialevalg og strukturelt design tager begge hensyn til langsigtet stabilitet i strålingsmiljøer, hvilket sikrer pålidelig ydeevne under strålingsforhold.

Funktioner

CA901 piezoelektriske accelerometer tilbyder flere fremragende funktioner til at imødekomme behov for vibrationsovervågning i ekstreme miljøer:

1. Ekstrem temperaturtilpasningsevne

Ekstremt bredt driftstemperaturområde: kontinuerlig drift -54°C til +650°C, ekstreme forhold -196°C til +700°C. Dette temperaturområde dækker de fleste industrielle ekstreme miljøer, herunder kryogene og højtemperaturapplikationsscenarier.

2. Højpræcisionsmåleydelse

Giver en følsomhed på 10pC/g, dynamisk måleområde 0,001g til 200g peak. Fremragende linearitet, der opnår ±1% i hele det dynamiske område. Tværgående følsomhed mindre end 5 %, hvilket sikrer målenøjagtighed.

3. Fremragende miljømæssig holdbarhed

Inconel 600 hus giver fremragende korrosionsbestandighed, hermetisk tætningsdesign modstår fugt og forurening. Kan modstå et arbejdstryk på 140 bar, hvilket opfylder kravene til højtryksmiljøapplikationer.

4. Stærk strålingsmodstand

Kan modstå høje doser af γ-stråling og neutronstråling, velegnet til brug i strålingsmiljøer såsom atomkraftværker. Materialevalg og strukturelt design er optimeret til langtidsstabilitet under strålingsforhold.

5. Omfattende sikkerhedscertificering

Certificeret gennem flere internationale standarder: NRC Guide 1.133, IEEE 323-1974, DIN 25.475.1 og ATEX eksplosionssikker certificering. Opfylder kravene i forskellige strenge industrielle standarder.

6. Fleksible konfigurationsmuligheder

Tilbyder flere valg af kabellængder: 3,5 meter, 5 meter, 8 meter, 12,5 meter, udstyret med Lemo- eller højtemperaturstik. Standard- og eksplosionssikre versioner tilgængelige for at imødekomme forskellige applikationsbehov.

Oversigt over tekniske specifikationer

Anvendelsesområder

CA901 piezoelektriske accelerometer bruges hovedsageligt inden for følgende områder:

• Atomkraftværker: Vibrationsovervågning af internt og perifert udstyr i reaktorer

• Luftfart: Vibrationstest af motorer og højtemperaturkomponenter

• Petrokemisk industri: Overvågning af udstyrs tilstand i højtemperatur- og højtryksmiljøer

• Energiindustri: Vibrationsovervågning af gasturbiner og dampturbiner

• Forskningsområder: Materiale- og adfærdsforskning i ekstreme miljøer