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CA202 144-202-000-104 Piezoelektrischer Beschleunigungsmesser

CA202 144-202-000-104 Piezoelektrischer Beschleunigungsmesser

Marke:
VM
Artikel-Nr.:
CA202 144-202-000-104
Preis:
6000 $
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Der piezoelektrische Beschleunigungssensor CA202 ist ein leistungsstarker Vibrationssensor in Industriequalität aus der VM-Produktlinie. Es wurde speziell für raue Industrieumgebungen entwickelt und vereint hohe Empfindlichkeit, breiten Frequenzgang, außergewöhnliche Umweltverträglichkeit und mehrere internationale Explosionsschutzzertifizierungen. Sein Kern besteht aus einem symmetrischen polykristallinen piezoelektrischen Schermodus-Sensorelement, das in einem vollständig geschweißten austenitischen Edelstahlgehäuse untergebracht und mit einem integrierten gepanzerten Kabel ausgestattet ist und so eine äußerst zuverlässige, abgedichtete und auslaufsichere Messeinheit bildet.

Der CA202 wird hauptsächlich zur kontinuierlichen Online-Schwingungsüberwachung und Fehlerdiagnose rotierender Maschinen (wie Turbinen, Kompressoren, Pumpen, Lüfter usw.) verwendet und dient als wichtiges Front-End-Sensorgerät für industrielle Systeme zur vorausschauenden Wartung und zum Anlagenzustandsmanagement. Das Produkt ist in Standardversionen und „Ex“-zertifizierten Versionen erhältlich, die für den Einsatz in potenziell explosiven Atmosphären geeignet sind und die spezifischen Sicherheitsanforderungen von Hochrisikoindustrien wie Öl und Gas, Chemie, Energieerzeugung und Bergbau erfüllen.

2. Funktionsprinzip

Das Funktionsprinzip des piezoelektrischen Beschleunigungsmessers CA202 basiert auf dem direkten piezoelektrischen Effekt piezoelektrischer Materialien. Sein Kernsensorelement ist eine speziell polarisierte polykristalline piezoelektrische Keramik, die in einer symmetrischen Schermoduskonfiguration aufgebaut ist. Wenn der Sensor externen mechanischen Vibrationen ausgesetzt ist, übt eine interne seismische Masse eine Scherkraft auf den piezoelektrischen Kristall aus. Diese mechanische Spannung führt zu einer Verschiebung der Ladungszentren innerhalb des piezoelektrischen Materials und erzeugt eine proportionale elektrische Ladung auf den Elektrodenoberflächen des Kristalls relativ zur ausgeübten Kraft (und damit zur Beschleunigung).

Dieses Ladesignal ist hochohmig. Der CA202 überträgt dieses Ladungssignal über sein intern isoliertes Design und das rauscharme integrierte Kabel an einen externen Ladungswandler (oder Ladungsverstärker, wie z. B. die IPC70x-Serie). Die Hauptfunktion des Ladungswandlers besteht darin, das hochohmige Ladesignal in ein niederohmiges Spannungssignal umzuwandeln, es zu verstärken und zu normalisieren, damit es von nachfolgenden Datenerfassungssystemen, SPS oder Vibrationsmonitoren leicht gelesen und analysiert werden kann.

Das „Scher“-Design bietet erhebliche Vorteile: Es entkoppelt das piezoelektrische Element von Grunddehnungen und thermischen Störungen. Folglich ist der CA202 äußerst unempfindlich gegenüber Umwelteinflüssen wie Bodenbiegung, thermischen Transienten und akustischem Rauschen, sodass er außergewöhnlich „saubere“ Vibrationsbeschleunigungssignale ausgeben kann. In Kombination mit der vollständig abgedichteten Schweißkonstruktion gewährleistet dieses Prinzip langfristige Messstabilität und Genauigkeit in anspruchsvollen Industrieumgebungen.

3. Anwendungsbereiche

Der CA202 wird häufig in Industriebereichen eingesetzt, in denen strenge Anforderungen an die Zuverlässigkeit und Sicherheit der Geräte gestellt werden, darunter:

Energie- und Stromerzeugung: Vibrationsschutz und -überwachung für Gasturbinen, Dampfturbinen, Wasserturbinen, Generatoren, große Pumpen und Lüftersätze.
Öl und Gas: Kolben- und Zentrifugalkompressoren, Transferpumpen, gasturbinenbetriebene Geräte auf Offshore-Plattformen und Onshore-Anlagen, geeignet für Gefahrenbereiche der Zone 0, 1, 2.
Chemie und Petrochemie: Vibrationsüberwachung für verschiedene Reaktoren, Rührwerke, große Kompressoren und Pumpen, beständig gegen korrosive Atmosphären.
Bergbau und Metallurgie: Zustandsüberwachung von Minenlüftungsventilatoren, Brechern, Mahl- und Walzwerken in staubigen, vibrationsreichen Umgebungen.
Marine und Offshore: Überwachung von Hauptantriebsturbinen, Getrieben und Generatorsätzen unter Bedingungen hoher Temperatur, hoher Luftfeuchtigkeit und Salzsprühnebel.
Allgemeine industrielle Fertigung: Bereitstellung vorausschauender Wartungslösungen für große, kritische rotierende Maschinen, um ungeplante Ausfallzeiten zu verhindern.

4. Produktvorteile

Außergewöhnliche Langzeitstabilität: Das symmetrische Schermodus-Design isoliert effektiv die Auswirkungen von thermischen Transienten und Basisdehnungen und sorgt so für minimale Ausgangssignaldrift und lange Wartungsintervalle.
Überragende Umweltverträglichkeit: Vollständig abgedichtete Edelstahl-Schweißkonstruktion (Sensor und Kabel als eine Einheit verschweißt), die Schutzart IP68 gegen Wasser, Dampf, Öl, korrosive Chemikalien und 100 % Luftfeuchtigkeit bietet.
Großer Betriebstemperaturbereich: Der Betriebsbereich des Sensorkörpers reicht von -55 °C bis +260 °C und erfüllt die Anforderungen der meisten Hochtemperatur-Industrieanwendungen.
Umfassende Sicherheitszertifizierungen: Erhältlich in explosionsgeschützten Modellen, zertifiziert nach ATEX, IECEx, UKEX, cCSAus, KGS, EASC, die den sicheren Einsatz in der höchsten Klassifizierung gefährlicher Bereiche (Gaszone 0) unterstützen.
Hervorragende Signalqualität: Hohe Empfindlichkeit (100 pC/g), breiter Frequenzgang (0,5–6000 Hz) und geringe Querempfindlichkeit (≤3 %), was eine präzise Erfassung komplexer Schwingungssignaturen von niedrigen bis hohen Frequenzen ermöglicht.
Robuste und zuverlässige mechanische Konstruktion: Robustes Edelstahlgehäuse, das Stößen von bis zu 1000 g standhält und für Szenarien mit hohen Vibrationen geeignet ist.
Bequeme Installation und Integration: Das integrierte Kabeldesign eliminiert Steckerfehlerstellen; Der standardisierte Ladeausgang ist mit Signalaufbereitern verschiedener Marken kompatibel.

Kategorie	der	für die Parameterspezifikation	Bedingungen/Hinweise
Elektrische Eigenschaften	Empfindlichkeit	100 pC/g ±5 %	120 Hz, 5 g, 23 °C
	Dynamischer Messbereich	0,01 bis 400 g (Spitze)
	Überlastfähigkeit	≤ 500 g (Spitze)
	Linearität	0,01–20 g: ±1 % 20–400 g: ±2 %
	Querempfindlichkeit	≤ 3 %
	Isolationswiderstand	≥ 1 x 10⁹ Ω
	Sensorkapazität	Pin zu Pin: 5000 pF Pin zu Gehäuse: 10 pF	Nominell
	Kabelkapazität	Pro Meter, Pin zu Pin: 105 pF/m Pro Meter, Pin zu Gehäuse: 210 pF/m	Nominell
Frequenzeigenschaften	Frequenzgang	0,5 Hz bis 6000 Hz (±5 %)	Der niedrige Cutoff-Wert hängt vom Conditioner ab
	Resonanzfrequenz	> 22 kHz	Nominell
	Abweichung bei 8 kHz	+10 %	Typisch
Umwelteigenschaften	Betriebstemp. - Sensor - Integriertes Kabel	-55°C bis +260°C -55°C bis +200°C	Kontinuierlicher Betrieb
	Kurzfristige Überlebenstemperatur. - Sensor - Integriertes Kabel	-70°C bis +280°C -62°C bis +250°C
	Temperaturkoeffizient	-55 °C bis +23 °C: 0,25 %/°C +23 °C bis +260 °C: 0,1 %/°C	Bezogen auf 23°C
	Schutz und Versiegelung	Vollverschweißtes Gehäuse und Schutzschlauch aus austenitischem Edelstahl	Beständig gegen 100 % Luftfeuchtigkeit, Wasser, Dampf, Öl, Salznebel, Staub, Pilze, Sand
	Basisdehnungsempfindlichkeit	0,15 x 10⁻³ g/µε	Bei 250 µε Spitze-zu-Spitze
	Max. Schock	1000 g (Spitze)	Halbsinus, 1 ms
Mechanische Eigenschaften	Gehäusematerial	Austenitischer Edelstahl (1.4441)
	Schutzschlauchmaterial	Hitzebeständiger Edelstahl (1.4541)
	Gewicht	Sensor: ~250 g Kabel: ~135 g/m
	Befestigungsschrauben	4 x M6 x 35	Innensechskant
	Montagescheiben	4 x M4 Federringe
	Empfohlenes Montagedrehmoment	15 N·m
Signal & Verbindung	Ausgabetyp	Ladungsausgang
	Pin-System	2-polig, vom Gehäuse isoliert
	Erforderlicher Conditioner	Ladungswandler (z. B. IPC70x)
	Kabelkonfiguration	Integriertes geräuscharmes Kabel mit Edelstahl-Geflechtschutzschlauch	Längenoptionen
Zertifizierungen und Compliance	EU-Konformität	CE-Kennzeichnung, EU-Konformitätserklärung
	Eurasische Zollunion	EAC-Kennzeichnung, Konformitätserklärung
	Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)	EN 61000-6-2:2005, EN 61000-6-4:2007+A1:2011
	Elektrische Sicherheit	EN 61010-1:2010
	Umweltfreundlich	Konform mit der RoHS-Richtlinie (2011/65/EU).
	Explosionsgeschützte Zertifikate. (Ex-Versionen)	ATEX, IECEx, UKEX, cCSAus, KGS, EASC	Siehe Zertifikatliste auf Seite 3
Physische Daten	Kalibrierung	Dynamische Werkskalibrierung (5 g Spitze, 120 Hz)	Normalerweise ist keine Neukalibrierung vor Ort erforderlich
	Abmessungen	Siehe mechanische Zeichnungen auf Datenblatt Seite 5
Bestellinformationen	Standardmodelle	144-202-000-2xx (xx gibt den Kabellängencode an)	Kabellängen: 3, 6, 11, 20 Meter
	Explosionsgeschützte Modelle	144-202-000-1xx (xx gibt den Kabellängencode an)	Kabellängen: 3, 6, 11, 20 Meter

Installationsanleitung

Um eine optimale Leistung, Messgenauigkeit und Lebensdauer des CA202-Beschleunigungsmessers zu gewährleisten, muss der Installationsprozess strikt den Spezifikationen entsprechen. Die folgenden Richtlinien fassen die Kernanforderungen aus dem Datenblatt und dem allgemeinen Installationshandbuch zusammen.

1 Allgemeine Installationsanforderungen und Sicherheitswarnungen

Explosionsgeschützte Sicherheit: Vor der Installation einer Ex-Version in einem explosionsgefährdeten Bereich ist es unbedingt erforderlich, alle „Besonderen Bedingungen für die sichere Verwendung“ zu konsultieren und einzuhalten, die im Abschnitt „Zeitplan“ der entsprechenden „EG-Baumusterprüfbescheinigung“ aufgeführt sind (gekennzeichnet durch ein „X“ oder „U“ an der Zertifikatsnummer).
Montageort:

Hauptregel: Montieren Sie das Gerät so nah wie möglich am Lagergehäuse oder an der Vibrationsquelle und stellen Sie sicher, dass sich der Montagepunkt auf einer äußerst steifen mechanischen Struktur befindet.
Verboten: Nicht an Maschinengehäusen, dünnen Platten oder nicht starren Strukturen montieren, die zu lokalen Resonanzen neigen, da dies die Messsignale stark verfälschen würde.

Verantwortung für die Installation: Installateure müssen die allgemeinen Sicherheitsverfahren und spezifischen Richtlinien des Geräteherstellers befolgen.

2 Vorbereitung der Montagefläche (kritischer Schritt)

Die Qualität der Montagefläche bestimmt direkt die Messgenauigkeit.

Auswahl und Reinigung: Wählen Sie einen flachen, sauberen Montagebereich.
Bearbeitungsanforderungen:

Ebenheit: Die Montagefläche muss auf eine Ebenheit von 0,01 mm bearbeitet werden.
Oberflächenbeschaffenheit: Erzielen Sie eine Oberflächenbeschaffenheit von N7.
Rechtwinkligkeit: Die Montagefläche muss senkrecht zur gewünschten Schwingungsmessrichtung (empfindliche Achse) stehen.

Markieren und Bohren:

Markieren Sie die Positionen für die 4 Befestigungslöcher gemäß dem CA202-Grundmuster.
Bohren Sie mit einem Ø4,8-mm-Bohrer Löcher mit einer Tiefe von ca. 20 mm.

Tippen:

Schneiden Sie M6-Gewinde bis zu einer Mindesttiefe von 14 mm in die Löcher.
Entfernen Sie alle Metallspäne aus den Löchern.

3 Installation des Sensorgehäuses

Bereiten Sie die Komponenten vor: Halten Sie 4 Stück M6 x 35 Innensechskantschrauben und 4 Stück M6 Single-Coil-Federscheiben bereit.
Schraubensicherung auftragen: Schraubensicherungskleber LOCTITE 241 (oder gleichwertig) gleichmäßig auf die Schraubengewinde auftragen. Dieser Schritt ist entscheidend, um ein Lösen durch Vibrationen zu verhindern und eine spätere Demontage zu ermöglichen.
Montieren Sie den Sensor: Setzen Sie die Federscheiben auf die Schrauben und positionieren Sie den CA202-Beschleunigungsmesser über den Befestigungslöchern.
Anziehen:

Ziehen Sie die 4 Schrauben mit einem Drehmomentschlüssel schrittweise und über Kreuz fest.
Das endgültige Anzugsdrehmoment muss streng auf 15 N·m eingestellt werden. Ein unzureichendes Drehmoment kann zu einer Lockerung führen. Ein zu hohes Drehmoment kann die Sensorbasis oder das Gewinde beschädigen.
Hinweis: Der CA202 ist innen isoliert; Unter dem Sensorsockel ist keine zusätzliche Isolierscheibe erforderlich.

4 Kabelführung und -befestigung

Falsche Kabelhandhabung ist eine häufige Ursache für die Entstehung von Geräuschen und Ausfällen.

Biegeradius: Bei der Verlegung darf der minimale Biegeradius des Kabels (inkl. Schutzschlauch) 50 mm nicht unterschreiten. Vermeiden Sie scharfe Kurven.
Befestigungsintervall: Befestigen Sie das Kabel entlang seiner Route mit geeigneten Rohrschellen (für Kabel mit ~8 mm Durchmesser) in empfohlenen Abständen von 100 bis 200 mm.
Störungen vermeiden: Der Kabelverlauf sollte von Hochspannungskabeln, Hochstromleitungen oder Hochfrequenz-Emissionsquellen ferngehalten werden. Halten Sie einen parallelen Mindestabstand von mindestens 30 cm ein.
Befestigungsmethode: Bohren und klopfen Sie Löcher in die Auflagefläche, verwenden Sie Schrauben und Unterlegscheiben, um die Clips zu befestigen. Tragen Sie LOCTITE 241 auf die Schrauben auf.
Wichtig: Durch regelmäßiges Fixieren des Kabels werden niederfrequente Geräusche wirksam unterdrückt, die durch den „triboelektrischen Effekt“ verursacht werden, der durch langsame Reibung zwischen Kabelmantel und Abschirmung entsteht.

5 Elektrischer Anschluss und Systemintegration

Signalaufbereitung: Der CA202 ist ein Ladeausgangstyp und muss an einen speziellen Ladewandler (z. B. Meggitt IPC70x-Serie) angeschlossen werden, um das Ladesignal in ein Standardspannungssignal umzuwandeln.
Verkabelung: Befolgen Sie die Anweisungen im Handbuch des Ladewandlers, um die beiden Adern des CA202-Integralkabels korrekt an den hochohmigen Eingang des Wandlers anzuschließen. Die Abschirmung wird normalerweise am Konverterende abgeschlossen.
Erdung und Isolierung:

Um die Signalreinheit zu gewährleisten, wird empfohlen, in der Signalkette eine elektrische Isolationseinheit (z. B. wie im Handbuch gezeigt) zu verwenden, um Erdschleifen zu unterbrechen.
Die gesamte Messkette sollte dem Prinzip der „Einzelpunkterdung“ folgen, typischerweise auf der Seite des Signalverarbeitungssystems.

Schutz: Das Übertragungskabel vom Ladungswandler zum Kontrollraum sollte ein abgeschirmtes Twisted-Pair-Kabel verwenden und kann für zusätzlichen mechanischen Schutz in einem flexiblen Metallrohr (z. B. KS 106) oder Kabelrinnen verlegt werden.

6 Montagezubehör

Für Oberflächen, auf denen eine direkte Montage nicht möglich ist, kann das MA133-Montageadapter-Kit (Teilenummer: 809-133-000-011) von Meggitt verwendet werden. Dieses Kit enthält eine Basis mit einem Glimmerglas-Wärmedämmpad, das für Anwendungen geeignet ist, die eine Wärmedämmung erfordern oder bei denen die Oberflächen uneben sind.

CA202 Piezoelektrischer Beschleunigungsmesser Meggitt CA202 144-202-000-104 CA202 144-202-000-104 Meggitt CA202 CA202 Meggitt