TQ902 er en højtydende, berøringsfri nærhedssensor baseret på hvirvelstrømsprincippet fra VM-produktlinjen. Den fungerer som den centrale front-end-komponent i en komplet nærhedsmålingskæde, som typisk består af TQ902-sensoren, et valgfrit EA902-forlængerkabel og en IQS900-signalbehandling.
TQ902-sensoren er specielt designet til tilstandsovervågning og beskyttelsessystemer for roterende maskiner. Dens kernefunktion er nøjagtigt at måle den relative forskydning (gab) mellem sensorsonden og et metalmål (typisk akslen på roterende maskineri). Ved at bruge en berøringsfri metode, konverterer den små ændringer i mekanisk spalte til variationer i elektriske parametre, hvilket giver rå data til efterfølgende signalbehandling og systembeslutningstagning.
TQ902 er en form, pasform og funktionelt ækvivalent erstatning for TQ4xx-seriens sensorer, med optimeringer i materialer og design, der matcher eller endda overgår deres ydeevne.
Dette system er meget udbredt i kritisk udstyr såsom dampturbiner, gasturbiner, hydrauliske turbiner, turbokompressorer, store pumper, ventilatorer, generatorer og motorer til at overvåge aksels radiale vibrationer, aksial forskydning (trykposition) og rotationshastighed (Keyphasor). Det er en uundværlig sensorenhed til at opnå maskinbeskyttelse, forudsigelig vedligeholdelse og funktionel sikkerhed (f.eks. Overspeed Detection Systems - ODS). Hele målekæden overholder kravene i API 670 5. udgave.
Kerneegenskaber og fordele
Designet af TQ902-sensoren har til formål at give pålidelig, stabil og præcis måling i ekstreme industrielle miljøer. Dens kerneegenskaber omfatter:
Non-Contact Eddy-Current Måleprincip:
Udnytter moden hvirvelstrømseffekt til måling, undgår fuldstændig kontakt med det roterende højhastighedsmål, eliminerer slid og giver en ekstrem lang levetid og høj pålidelighed.
I stand til at måle mål lavet af forskellige metalliske materialer, der tilbyder en bred vifte af anvendelser.
Høj temperatur og miljømæssig modstandsdygtighed:
Bredt driftstemperaturområde: Sensorhuset kan fungere kontinuerligt ved omgivelsestemperaturer fra -40°C til +180°C og modstå kortsigtede overlevelsestemperaturer op til +220°C (i maksimalt 2 timer), velegnet til forskellige industrielle miljøer med høje temperaturer, såsom placeringer i nærheden af turbinelejehuse.
Enestående beskyttelsesklassificering: Sensorhovedet (sonde og integreret kabel) har en IP68-beskyttelsesklassificering, der tilbyder komplet beskyttelse mod støvindtrængning og kontinuerlig nedsænkning, hvilket sikrer stabil drift i barske, våde, olierede og støvede miljøer.
Robust mekanisk konstruktion:
Probemateriale: Sensorens følsomme spole er præcist indkapslet i sondespidsen lavet af PPS (Polyphenylene Sulfide), en højtydende, højtemperaturteknisk termoplast. PPS-materiale giver fremragende modstandsdygtighed over for høje temperaturer, kemikalier og mekanisk styrke.
Kropsmateriale: Sensorhuset er fremstillet af AISI 316L rustfrit stål og er sikkert krympet til sondesektionen, hvilket sikrer overordnet strukturel integritet og korrosionsbestandighed.
Trykmodstandsdesign: Sensoren kan modstå en maksimal trykforskel på 6 bar (100 psid) mellem sondespidsen og kroppen, velegnet til installationsmiljøer med trykgradienter.
Fleksibel konfiguration og installation:
Flere gevindtyper: Tilbyder både metriske (M10×1, M14×1,5, M16×1,5) og imperial (3/8'-24UNF, 5/8'-18UNF, 1/2'-20UNF) gevindmuligheder for at opfylde installationskravene for forskellige regioner og udstyr globalt.
Tilpasselige dimensioner: Kropslængde (C) og længde uden gevind (D) kan tilpasses i intervaller på 1 mm inden for et specificeret område (f.eks. 20 mm til 250 mm) for at tilpasse sig forskellige monteringshuldybder og mekaniske strukturer.
Flere kabellængder: Giver forskellige integrerede kabellængder (E) (f.eks. 0,5m, 1,0m, 1,5m, 2,0m, 5,0m, 10,0m), som kan kombineres med EA902-forlængerkabler for at opnå samlede systemlængder (TSL) på 1m, 5m, ledningsafstand eller 10m.
Omfattende eksplosionsbeskyttelsescertificeringer:
Tilgængelig i certificerede eksplosionssikre versioner (bestillingsoptionskode A5) til brug i farlige områder (potentielt eksplosive atmosfærer).
I 'Ex ec'-beskyttelsestilstand fungerer TQ902 i sig selv som et 'simpelt apparat' og kan, når det bruges sammen med en IQS900 signalbehandlingsanlæg, der er certificeret til 'Ex ec', anvendes i zone 2-gasmiljøer.
I 'Ex ia' egensikkerhedsbeskyttelsestilstand fungerer TQ902 også som et 'simpelt apparat' og, når det bruges med en IQS900 certificeret til 'Ex ia', kan den anvendes i zone 0, 1, 2 gasmiljøer og zone 20, 21, 22 støvmiljøer.
Har certificeringer fra flere globale regioner, herunder europæiske ATEX, International IECEx, North American cCSAus, Korean KGS, UK UKEX og Kasakhstani EAEU.
Valgfri beskyttelsessæt:
Fleksibel rustfri stålslange med FEP-kappe: Valgfri fleksibel rustfri stålslange med en FEP-kappe (fluorineret ethylenpropylen) giver forseglet (lækagetæt), mekanisk beskyttelse og elektrisk isolering til sensorkablet. FEP-kappen tilbyder også modstand mod næsten alle kemikalier, lav permeabilitet (mod væsker, gasser, fugt), fleksibilitet, lav friktion og høj mekanisk sejhed, hvilket effektivt beskytter kablet mod skader under krævende driftsforhold.
Fremragende vibrations- og stødmodstand:
I stand til at modstå vibrationer på 5 g peak mellem 10 Hz og 500 Hz og stødacceleration på 15 g peak (halvsinuspuls, 11 ms varighed), hvilket sikrer stabil signalforsyning selv ved siden af kraftigt vibrerende maskineri.
Komponentudskiftelighed:
Danner en kalibreret målekæde med EA902 forlængerkabel og IQS900 signalbehandlingsanlæg, hvor alle komponenter er udskiftelige. Det betyder, at enhver komponent kan udskiftes uden at rekalibrere hele systemet, hvilket reducerer vedligeholdelsesomkostningerne og lagerkompleksiteten markant.
Dybdegående arbejdsprincipforklaring
TQ902-sensoren er signalinitiatoren for hele målekæden. Dens arbejdsprincip er baseret på elektromagnetisk induktion og hvirvelstrømseffekten. Dette er en fysisk proces, der konverterer mekaniske spalteændringer til induktansændringer, beskrevet i de følgende trin:
Etablering af højfrekvent elektromagnetisk felt:
Sensoren kræver drev fra en nedstrøms IQS900 signalbehandler. En højfrekvent oscillator inde i IQS900 genererer en stabil, højfrekvent (typisk MHz-område) AC sinusformet strøm.
Denne højfrekvente strøm overføres via koaksialkabel til præcisionsspolen inde i TQ902-sensoren. Denne spole er lavet af viklet tråd og indkapslet i PPS-materialets sondespids.
Hvirvelstrømsgenerering og energiafledning:
Når højfrekvent strøm løber gennem spolen, genererer den et højfrekvent vekslende elektromagnetisk felt i det omgivende rum. Dette felt trænger ind i PPS-materialet i toppen af sensorsonden og strækker sig ind i rummet foran.
Når sensorsonden nærmer sig et metalmål (f.eks. en aksel), inducerer det vekslende elektromagnetiske felt strømme i lukket sløjfe, kaldet hvirvelstrømme, på måloverfladen.
Ifølge Lenz's lov genererer disse hvirvelstrømme et nyt induceret magnetfelt i modsat retning af det oprindelige felt, idet de altid forsøger at modarbejde ændringen i feltet, der skabte dem.
Sensorimpedansmodulation:
Når hvirvelstrømme flyder inden for målet, genererer de varme på grund af materialets resistive egenskaber, der spreder energi. Denne energi kommer fra kilden (IQS900), der driver spolen.
Denne energidissipation viser sig som en ændring i sensorspolens effektive impedans. Specifikt falder både spolens induktans (L) og effektive modstand (R).
Nøglepunkt: Mellemrummet (afstanden) mellem sensorsonden og metalmålet bestemmer direkte styrken af hvirvelstrømseffekten og styrer derved graden af spoleimpedansændring. Et mindre mellemrum resulterer i stærkere elektromagnetisk feltkobling, stærkere inducerede hvirvelstrømme, større energitab og mere signifikant spoleimpedansændring. Omvendt resulterer et større mellemrum i mindre impedansændring.
Signaloverførsel:
Ændringen i spoleimpedans modulerer (ændrer) amplituden af det højfrekvente signal, der reflekteres tilbage fra IQS900. I det væsentlige er gapinformationen kodet i amplitudevariationen af dette højfrekvente signal.
Dette modulerede højfrekvente signal returneres via koaksialkablet til IQS900 signalbehandlingsenheden til efterfølgende behandling.
Workflow: IQS900 leverer højfrekvent strøm → TQ902-spolen genererer vekslende magnetfelt → Inducerer hvirvelstrømme i metalmål → Hvirvelstrømme forårsager energitab → Spoleimpedansændringer → Impedansændring modulerer amplituden af retursignalet → Moduleret signal vender tilbage til IQS900.
TQ902 selv udsender ikke direkte et spændings- eller strømsignal, der er proportionalt med mellemrummet. Det udfører det første trin af 'elektromekanisk konvertering', der transformerer ændringer i mekanisk gap til ændringer i elektriske parametre (impedans/induktans). Efterfølgende komplekse signalbehandlingsopgaver - demodulation (ekstrahering af amplitudevariation fra højfrekvenssignalet), forstærkning, linearisering, temperaturkompensation og standardiseret output (konvertering til 4-20mA eller -1~-17V DC-signaler) - udføres alle af downstream IQS900 signalbehandlingsenheden. Ydeevnen og nøjagtigheden af TQ902 er grundlaget og garantien for højpræcisionsmåling af hele systemet.
Anvendelse og betydning i den komplette målekæde
Som sensorenhed spiller TQ902 en vital rolle i den komplette målekæde, der består af 'Sensor - Kabel - Signal Conditioner':
Frontend til maskinbeskyttelsessystemer: Det overvåger kontinuerligt akselvibrationer og position, og når vibrationsamplitude eller forskydning overstiger sikkerhedstærsklerne, udløser systemet alarmer eller nedlukninger for at forhindre katastrofal beskadigelse af udstyr.
Grundlag for tilstandsovervågning og -diagnostik: Det rå signal, det giver, indeholder omfattende maskintilstandsoplysninger. Analyse af vibrationsspektre og tendenser kan diagnosticere tidlige fejl såsom rotorubalance, fejljustering og lejeslid, hvilket muliggør forudsigelig vedligeholdelse.
Nøglekomponent i funktionelle sikkerhedsapplikationer: Når den er parret med en IQS900 med diagnostik (SIL 2-certificeret), kan hele målekæden bruges i Safety Instrumented Systems (SIS), såsom Overspeed Protection Systems (ODS), der giver beskyttelse til anlægssikkerhedsoperationer, der overholder internationale sikkerhedsstandarder (IEC 615849, ISO 13849).
Udgangspunkt for langdistancetransmission: Når dets signal konverteres til et strømsignal (2-leder) af IQS900 og transmitteres via isolationsenheder som GSI127, kan signaltransmission over afstande op til 1 kilometer opnås, velegnet til distribueret overvågning i store anlæg.
