Die Modelle 330171 und 330172 sind Kernkomponenten des Bently Nevada 3300 5-mm-Näherungswandlersystems und repräsentieren hochpräzise, berührungslose Weg- und Vibrationssensoren. Beide Modelle verfügen über ein 1/4-28 UNF-Gewindemontagedesign. Der Hauptunterschied liegt in ihrem mechanischen Schutz: Modell 330171 ist die Standardversion ohne Panzerung, während Modell 330172 eine flexible Edelstahlpanzerung für eine längere Haltbarkeit in rauen Umgebungen mit physischer Beanspruchung, Abrieb oder wenn zusätzlicher Kabelschutz von entscheidender Bedeutung ist, umfasst.
In Kombination mit einem 3300 XL-Verlängerungskabel und einem 3300 XL-Näherungssensor bilden diese Sonden ein komplettes 3300 5-mm-Näherungsmesssystem. Dieses System wird häufig zur Zustandsüberwachung rotierender Maschinen eingesetzt, einschließlich Messungen von Vibration, Position, Keyphasor-Signalen und Drehzahl.
2. Funktionsprinzip: Wirbelstrommessung
Das 3300 5-mm-Näherungssondensystem basiert auf dem Wirbelstrom-Erfassungsprinzip. Seine grundlegende Funktionsweise besteht darin, die Änderung des Spalts zwischen der Sondenspitze und einer leitenden Zieloberfläche elektromagnetisch zu messen. Das detaillierte Arbeitsprinzip ist wie folgt:
2.1 Erzeugung elektromagnetischer Felder und Wirbelstromeffekt
Die Sonde enthält an ihrer Spitze eine Miniaturspule. Wenn diese Spule mit einem hochfrequenten Wechselstrom (normalerweise vom Näherungssensor geliefert) gespeist wird, erzeugt sie ein hochfrequentes elektromagnetisches Wechselfeld, das von der Sondenspitze ausgeht. Wenn dieses Feld auf ein leitfähiges Material (z. B. eine Stahlwelle) gerichtet wird, induziert es zirkulierende elektrische Ströme, sogenannte Wirbelströme, auf der Oberfläche des Ziels. Diese Wirbelströme wiederum erzeugen ein eigenes Gegenmagnetfeld, dessen Stärke umgekehrt proportional zum Abstand zwischen Sondenspitze und Ziel ist.
2.2 Impedanzänderung und Signalumwandlung
Die Wechselwirkung zwischen dem Magnetfeld der Sonde und dem durch die Wirbelströme erzeugten Gegenfeld führt zu einer Änderung der effektiven Impedanz der Sondenspule. Wenn der Spalt kleiner wird, verstärkt sich der Wirbelstromeffekt, was zu einer deutlicheren und messbareren Änderung der Spulenimpedanz führt. Der angeschlossene 3300 XL Proximitor Sensor ist genau darauf ausgelegt, diese Impedanzänderung zu erkennen. Es bereitet das Signal auf und wandelt es in einen Gleichspannungsausgang um, der direkt proportional zum Spaltabstand ist. Dieses System ist in der Lage, sowohl statische (Position) als auch dynamische (Vibration) Änderungen zu messen und bietet eine hohe Genauigkeit und einen breiten Frequenzgang, der für die meisten Maschinenüberwachungsanwendungen geeignet ist.
2.3 Linearer Bereich und Kalibrierung
Der effektive lineare Messbereich des Systems reicht von 0,25 mm bis 2,3 mm (10 bis 90 mil). Die empfohlene Spalteinstellung für einen optimalen Betrieb beträgt 1,27 mm (50 mil). Innerhalb des linearen Bereichs bleibt der Zusammenhang zwischen der Ausgangsspannung und dem Spaltabstand hochgradig linear. Der inkrementelle Skalierungsfaktor beträgt typischerweise 7,87 V/mm (200 mV/mil) mit einer Toleranz von ±6,5 %, einschließlich Fehlern aufgrund der Austauschbarkeit von Komponenten. Die Abweichung von der Best Fit Straight Line (DSL) beträgt typischerweise weniger als ±0,038 mm (±1,5 mil). Die Sonden sind standardmäßig werkseitig für AISI 4140-Stahlziele kalibriert, eine Kalibrierung für andere Materialien ist jedoch auf Anfrage möglich.
3. Systemkomponenten und Integration
Das 5-mm-Wandlersystem 3300 fungiert als integrierte Einheit, die aus drei Hauptteilen besteht:
Der 5-mm-Näherungssonde 3300 (Modelle 330171/330172)
Das 3300 XL-Verlängerungskabel
Der Näherungssensor 3300 XL
Ein wesentlicher Vorteil dieses Systems ist die vollständige Austauschbarkeit von Sonden, Verlängerungskabeln und Proximitor-Sensoren. Dadurch entfällt die Notwendigkeit einer zeitaufwändigen und kostspieligen Abstimmung einzelner Komponenten oder einer Werkskalibrierung, was die Ersatzteilverwaltung und den Austausch vor Ort vereinfacht.
4. Strukturmerkmale und mechanisches Design
4.1 Sondenkonstruktion und Materialien
Material der Sondenspitze: Polyphenylensulfid (PPS) mit hervorragender Beständigkeit gegen hohe Temperaturen, Chemikalien und Verschleiß.
Material des Sondengehäuses: Edelstahl AISI 303 oder 304 für hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
Sondenkabel: Ein 75-Ω-Triaxialkabel mit Fluorethylen-Propylen-Isolierung (FEP). Die FluidLoc-Kabeloption ist erhältlich, um zu verhindern, dass Öl und andere Flüssigkeiten entlang des Kabelinneren wandern.
4.2 Steckverbinderdesign
Verfügt über korrosionsbeständige, vergoldete Messing-ClickLoc-Anschlüsse.
Zum Sichern ist nur ein Finger-Anzugsdrehmoment erforderlich (ein deutliches „Klicken“ bestätigt das Einrasten), und ein speziell entwickelter Verriegelungsmechanismus verhindert ein Lösen bei Vibrationen.
Steckerschutzvorrichtungen werden für alle Installationen dringend empfohlen und können vorinstalliert oder separat bestellt werden. Sie bieten eine hervorragende Umweltabdichtung und mechanischen Schutz für die Verbindungsstelle.
4.3 Gepanzerte vs. ungepanzerte Versionen
Modell 330172 (gepanzert): Das Kabel ist durch ein flexibles Panzergeflecht aus AISI 302 oder 304 SST mit einem FEP-Außenmantel geschützt. Diese Version ist für Anwendungen konzipiert, bei denen das Kabel potenziellem Quetschen, Abrieb oder anderen physischen Schäden ausgesetzt ist.
Modell 330171 (ungepanzert): Geeignet für allgemeine Industrieumgebungen, in denen solche physischen Risiken minimiert werden, und bietet eine flexiblere und kostengünstigere Lösung.
5. Elektrische Leistung und Umgebungsspezifikationen
5.1 Elektrische Parameter
Stromversorgungsanforderung: +17,5 V DC bis +26 V DC, mit einem maximalen Stromverbrauch von 12 mA.
Ausgangswiderstand: 50 Ω.
Versorgungsempfindlichkeit: Weniger als 2 mV Änderung des Ausgangs pro Volt-Änderung der Versorgungsspannung.
Frequenzgang: 0 bis 10 kHz (+0, -3 dB), geeignet zur Erfassung einer Vielzahl von Vibrationsphänomenen in rotierenden Maschinen.
Immunität gegenüber Magnetfeldern: Der Ausgang wird durch 60-Hz-Magnetfelder bis zu 300 Gauss nur minimal beeinträchtigt, wie im Datenblatt beschrieben.
5.2 Temperaturbereiche
Betriebstemperatur der Sonde: -35 °C bis +177 °C (-31 °F bis +351 °F). Bei Temperaturen unter -34 °C kann die Druckdichtung beeinträchtigt werden.
Betriebstemperatur des Verlängerungskabels: -51 °C bis +177 °C (-60 °F bis +351 °F) für Standardkabel.
5.3 Zertifizierungen und Zulassungen
Das System entspricht den CE-Kennzeichnungsanforderungen.
Es verfügt über verschiedene Zulassungen für explosionsgefährdete Bereiche wie ATEX und IECEx für den Einsatz in klassifizierten Bereichen der Zone 0, 1 und 2, die häufig den Anschluss an geeignete Eigensicherheitsbarrieren oder galvanische Isolatoren erfordern.
Konform mit der RoHS-Richtlinie.
6. Anwendungsszenarien und Installationsrichtlinien
6.1 Typische Anwendungen
Schwingungsüberwachung an flüssigkeitsfilmgelagerten Maschinen (z. B. Turbinen, Kompressoren, Pumpen).
Radiale und axiale Positionsmessung.
Keyphasor- und Geschwindigkeitsmessanwendungen. (Spezifische Anwendungshinweise zum Übergeschwindigkeitsschutz erhalten Sie bei Bently Nevada.)
Vorausschauende Wartung kritischer Geräte wie Generatoren und großer Elektromotoren.
6.2 Überlegungen zur Installation
Mindestzielgröße: 15,2 mm (0,6 Zoll) Durchmesser für ein flaches Ziel.
Schaftdurchmesser: Mindestens 50,8 mm (2 Zoll), mit einem empfohlenen Mindestwert von 76,2 mm (3 Zoll), um Änderungen des Skalierungsfaktors zu minimieren.
Abstand der Sondenspitzen: Um das elektrische Übersprechen zwischen zwei Systemen auf weniger als 50 mV zu begrenzen, halten Sie einen Mindestabstand von Spitze zu Spitze ein:
~38 mm (1,5 Zoll) für radiale Vibrationsmessungen.
~40 mm (1,6 Zoll) für axiale Positionsmessungen.
Gewindeeingriff: Halten Sie die maximalen Gewindeeingriffsgrenzen ein (0,375 Zoll für 1/4-28), um ein Festklemmen zu verhindern.
Kabelbiegeradius: Halten Sie einen Mindestbiegeradius von 25,4 mm (1,0 Zoll) ein, um Kabelschäden zu vermeiden.
7. Zusammenfassung der wichtigsten Produktvorteile
Vollständige Austauschbarkeit: Beim Austausch von Sonden, Kabeln oder Proximitoren ist keine Neukalibrierung des Systems erforderlich.
Hohe Genauigkeit und Stabilität: Sorgt für einen stabilen linearen Ausgang über einen weiten Temperaturbereich.
Verbesserte mechanische Robustheit: Das patentierte Tiploc-Formverfahren schafft eine stärkere Verbindung zwischen Sondenspitze und Körper.
Überlegener Umweltschutz: Optionen wie FluidLoc-Kabel, Steckerschutz und gepanzerte Konstruktionen sind für anspruchsvolle Umgebungen geeignet.
Sicherheit und Konformität: Zertifiziert für den Einsatz in Gefahrenbereichen und entspricht den wichtigsten internationalen Standards.
