CE281 444-281-000-112 Piezoelektrischer Beschleunigungsmesser

Der CE281 444-281-000-112 ist ein hochwertiger piezoelektrischer Beschleunigungsmesser aus Meggitts renommierter Vibrometer®-Produktlinie, der speziell für die industrielle Vibrationsüberwachung in potenziell explosionsgefährdeten Bereichen entwickelt wurde. Diese Ex-zertifizierte Version verfügt über eine integriert angeschlossene Elektronik, die eine Ladungs-Strom-Umwandlung auf der Platine durchführt, wodurch ein externer Ladungsverstärker überflüssig wird und ein strommodulierter Ausgang bereitgestellt wird, der immun gegen Kabelkapazität und elektromagnetische Störungen ist. Ausgestattet mit einem robusten Bajonettanschluss (MS3112E8-3P) ist der CE281 444-281-000-112 für die dauerhafte Installation in explosionsgefährdeten Bereichen konzipiert, in denen brennbare Gase, Dämpfe oder Stäube vorhanden sein können, und bietet Eigensicherheit (Ex ia) und Funkenfreiheit (Ex nA) gemäß internationalen Standards.

Der Sensor kombiniert ein mittig montiertes symmetrisches piezoelektrisches Schermoduselement mit integrierter Elektronik, untergebracht in einer hermetisch abgedichteten Ganzmetallkonstruktion. Der Sensorkopf, das flexible Schutzrohr aus Edelstahl und das Elektronikgehäuse sind zu einer einzigen, leckagefreien Baugruppe zusammengeschweißt und bieten absoluten Schutz gegen das Eindringen von Feuchtigkeit, Ölen, Chemikalien, Dampf und Partikeln. Dieses robuste Design gewährleistet langfristige Zuverlässigkeit in rauen Industrieumgebungen, einschließlich Chemiefabriken, Ölraffinerien, Gasterminals und Offshore-Plattformen.

Der CE281 444‑281‑000‑112 bietet eine Nennempfindlichkeit von 10 μA/g, einen dynamischen Messbereich von 0,0001 g bis 200 g Spitze und einen Frequenzgang von 3 Hz bis 7000 Hz innerhalb von ±5 %. Seine hohe Resonanzfrequenz (typischerweise 25 kHz) gewährleistet die genaue Erfassung hochfrequenter Vibrationskomponenten, einschließlich Zahneingriffs- und Schaufeldurchlauffrequenzen. Der Sensorkopf arbeitet kontinuierlich von –55 °C bis 260 °C, während die Elektronik für –40 °C bis 125 °C ausgelegt ist und somit ein breites Spektrum industrieller Prozesse abdeckt.

Der Bajonettstecker (MS3112E8-3P) bietet eine sichere Schnellverbindungsschnittstelle, die mit Standard-CG134-Bajonettsteckern (MS3112E08-3S) passt und so die Installation und Wartung in explosionsgefährdeten Umgebungen vereinfacht. Diese Ex-Version verfügt über mehrere internationale Zertifizierungen, darunter ATEX, IECEx, CCSAus, KGS und TR CU, wodurch sie für den weltweiten Einsatz in den Zonen 0, 1 und 2 klassifizierten Bereichen sowie an Standorten der Division 1 und 2 in Nordamerika geeignet ist.

Diese Produkteinführung bietet eine umfassende Beschreibung des CE281 444-281-000-112, einschließlich wichtiger Funktionen, Anwendungen, detaillierter technischer Spezifikationen in Tabellenform, Installationsrichtlinien, Bestellinformationen und verfügbarem Zubehör. Alle Informationen stammen aus dem offiziellen Meggitt-Datenblatt (2021) und spiegeln das Engagement des Unternehmens für technische Exzellenz und Sicherheit in extremen Umgebungen wider.

Hauptmerkmale und Vorteile

Ex-zertifiziert für explosionsgefährdete Bereiche – Der CE281 444-281-000-112 ist für den Einsatz in potenziell explosiven Atmosphären mit mehreren Zertifizierungen zugelassen: ATEX (II 1 G Ex ia IIC T6…T2 Ga und II 3 G Ex nA IIC T6…T2 Gc), IECEx, CCSAus (Klasse I, Division 1 und 2, Gruppen A–D; Klasse I, Zone 0 und 2), KGS und TR CU. Dies gewährleistet globale Konformität und einen sicheren Betrieb in den anspruchsvollsten Anwendungen.

Integral angeschlossene Elektronik – Der integrierte Ladungs-Strom-Wandler macht externe Signalkonditionierer überflüssig und reduziert so Systemkosten und -komplexität. Der strommodulierte 2-Draht-Ausgang ist von Natur aus immun gegen Kabelkapazität und Rauschen und ermöglicht so eine Signalübertragung über große Entfernungen ohne Beeinträchtigung.

Hermetisch verschweißte Ganzmetallkonstruktion – Der Sensorkopf, das flexible Schutzrohr aus Edelstahl und das Elektronikgehäuse sind in einer einzigen leckagedichten Baugruppe verschweißt, unempfindlich gegenüber 100 % relativer Luftfeuchtigkeit, Wasser, Dampf, Ölen, Salznebel, Staub, Pilzen und Sand. Dies gewährleistet einen jahrzehntelangen zuverlässigen Betrieb in rauen und gefährlichen Umgebungen.

Großer Temperaturbereich – Der Sensorkopf arbeitet kontinuierlich von –55 °C bis 260 °C (kurzfristiges Überleben bis 290 °C), während die Elektronik von –40 °C bis 125 °C funktioniert, wodurch sich der Sensor für die Maschinenüberwachung bei hohen Temperaturen in Gefahrenbereichen eignet.

Hohe Empfindlichkeit und großer Dynamikbereich – Mit einer Empfindlichkeit von 10 μA/g ±5 % und einem Messbereich von 0,0001 g bis 200 g Spitze erfasst der Sensor sowohl geringe Lagervibrationen als auch Unwuchtereignisse mit hoher Amplitude. Überlastfähigkeit bis zu 2000 g Spitze schützt vor Stoßtransienten.

Hervorragender Frequenzgang – Ein flacher Frequenzgang von ±5 % von 3 Hz bis 7000 Hz, kombiniert mit einer typischen Resonanzfrequenz von 25 kHz, ermöglicht die genaue Messung der Maschinendynamik bei niedriger Drehzahl und hochfrequenter Getriebe- und Lagerdefekte.

Integrierte Gehäuseisolierung – Sowohl das Sensorelement als auch die Elektronik sind von ihren Gehäusen isoliert, was Erdschleifen verhindert und die Installation ohne elektrisch isolierte Montageflächen vereinfacht.

Geringe Querempfindlichkeit – Die Querempfindlichkeit beträgt weniger als 3 % bei 15 Hz und 5 g, wodurch sichergestellt wird, dass der Sensor überwiegend auf die vorgesehene Messachse reagiert und Querachsenstörungen minimiert werden.

Robuster Bajonettstecker – Der Standard-Bajonettstecker MS3112E8-3P bietet eine sichere, vibrationsfeste und schnell lösbare Schnittstelle, kompatibel mit weit verbreiteten CG134-Gegensteckern. Dies vereinfacht den Austausch vor Ort und die Kabelverlegung in explosionsgefährdeten Bereichen.

Werkskalibrierung – Dynamische Kalibrierung bei 120 Hz und 5 g gewährleistet Genauigkeit ab Auslieferung; Bei normalem Gebrauch ist keine nachträgliche Kalibrierung erforderlich, wodurch die Wartungskosten gesenkt werden.

Anwendungen

Der CE281 444‑281‑000‑112 ist ideal für die Schwingungsüberwachung in explosionsgefährdeten Bereichen und rauen Industrieumgebungen geeignet, darunter:

• Öl- und Gasindustrie – Überwachung von Kompressoren, Pumpen, Turbinen und Kolbenmaschinen in Raffinerien, Gasverarbeitungsanlagen und Offshore-Plattformen, auf denen brennbare Gase vorhanden sind.

• Chemie- und Petrochemieanlagen – Überwachung von Reaktoren, Mischern, Zentrifugen und Ventilatoren in den Zonen 0, 1 und 2 klassifizierten Bereichen.

• Stromerzeugung – Vibrationsmessung an Gas- und Dampfturbinen, Generatoren und Hilfsgeräten in Kraft-Wärme-Kopplungs- und Wärmekraftwerken mit potenziell explosionsgefährdeten Atmosphären.

• Bergbau und Mineralverarbeitung – Überwachung von Brechern, Mühlen, Förderbändern und Ventilatoren in Kohleumschlags- und Mineralverarbeitungsanlagen.

• Pharma- und Lebensmittelverarbeitung – Vibrationsüberwachung in Bereichen, in denen Lösungsmittel verarbeitet werden, und in staubexplosiven Umgebungen.

• Marine und Offshore – Antriebssysteme, Deckmaschinen und Ladepumpen auf Tankern und FPSO-Schiffen, die in Gefahrenzonenklassifizierungen eingesetzt werden.

• Prüfung und Messung in explosionsgefährdeten Bereichen – Temporäre oder permanente Installationen zur Leistungsvalidierung und vorausschauenden Wartung in Ex-klassifizierten Zonen.

Detaillierte Beschreibung der Ex-Bajonettversion (444‑281‑000‑112)

Der CE281 444-281-000-112 ist die Ex-zertifizierte Variante der CE281-Familie, ausgestattet mit einem Bajonettanschluss (MS3112E8-3P) und zugelassen für die Installation in explosionsgefährdeten Bereichen. Dieser Sensor ist so konzipiert, dass er die strengen Anforderungen der IEC 61508 für funktionale Sicherheit und der ATEX-Richtlinien für Geräte in explosionsgefährdeten Bereichen erfüllt. Die Ex-Zertifizierung deckt sowohl Eigensicherheit (Ex ia) für die Zonen 0, 1 und 2 als auch nicht funkend (Ex nA) für Zone 2 ab und bietet so Flexibilität für verschiedene Gefahrenbereichsklassifizierungen.

Die interne Architektur des Sensors besteht aus einem in der Mitte montierten symmetrischen piezoelektrischen Schermoduselement aus polykristallinem Material. Dieses Design bietet hervorragende Stabilität, geringe Querempfindlichkeit und hohe Beständigkeit gegenüber Grunddehnungen und Temperaturschwankungen. Die integrierte Elektronik wandelt die vom Piezoelement erzeugte Ladung in ein proportionales Stromsignal um. Der strommodulierte Ausgang (2-Leiter-System) überträgt sowohl Strom zum Sensor als auch das Signal vom Sensor über dieselben zwei Leiter, was die Verkabelung vereinfacht und die Installationskosten senkt. Da es sich bei dem Ausgang um ein Stromsignal handelt, ist es weitgehend unempfindlich gegenüber Kabelkapazitäten und elektromagnetischen Störungen und ermöglicht Kabelstrecken von mehreren hundert Metern ohne Signaldämpfung oder -verschlechterung.

Die gesamte Messkette vom Sensorelement bis zum Stecker ist durch eine hermetisch dichte mechanische Konstruktion geschützt. Der Sensorkopf ist mit einem flexiblen Edelstahl-Schutzrohr (1.4541) verschweißt, das wiederum mit dem Elektronikgehäuse (1.4441) verschweißt ist. Diese durchgängige Schweißbaugruppe stellt sicher, dass keine Feuchtigkeit, Öl oder Verunreinigungen in die inneren Komponenten eindringen können. Das Schutzrohr ist so konzipiert, dass es wiederholtem Biegen und mechanischer Beanspruchung standhält. Dadurch eignet sich das CE281 444-281-000-112 für Installationen, bei denen das Kabel durch enge Räume oder bewegliche Teile in Gefahrenzonen verlegt werden muss.

Das Elektronikgehäuse enthält die gesamte Signalaufbereitungsschaltung, einschließlich des Ladungs-Strom-Wandlers, des Spannungsreglers und des Ausgangstreibers. Für Ex-Installationen ist die Elektronik mit Eigensicherheitsbarrieren ausgestattet, die die dem Sensor zur Verfügung stehende Energie begrenzen und so die Entzündung explosionsfähiger Atmosphären verhindern. Das Gehäuse ist für den Betrieb bis 125 °C ausgelegt, was für die meisten Industrieanwendungen ausreichend ist, bei denen die Elektronik entfernt vom heißen Sensorkopf montiert werden kann. Der bis 260 °C ausgelegte Sensorkopf kann direkt auf heißen Maschinenoberflächen platziert werden, während die Elektronik dank der flexiblen Kabellänge (bei Bestellung angegeben) in einem kühleren Bereich untergebracht werden kann. Diese Trennung der thermischen Zonen verlängert die Gesamtlebensdauer und Zuverlässigkeit des Systems.

Der Bajonettstecker (MS3112E8-3P) besteht aus Edelstahl und bietet eine Schnellverbindungs- und formschlüssige Schnittstelle. Der Bajonettkupplungsmechanismus sorgt für eine sichere, vibrationsfeste Verbindung und ermöglicht gleichzeitig einen einfachen Kabelaustausch oder Sensorwechsel ohne Werkzeug. Für Ex-Anwendungen müssen der Gegenstecker und die Kabel zugelassenen Typen entsprechen (z. B. CG134-Bajonettstecker mit entsprechender Ex-Zertifizierung), um die Integrität des Sicherheitssystems aufrechtzuerhalten. Die Verkabelung muss den in den Ex-Zertifikaten angegebenen spezifischen Parametern entsprechen, einschließlich der maximalen Spannungs-, Strom- und Kapazitätsgrenzen.

Der CE281 444-281-000-112 ist doppelt zertifiziert für Ex ia und Ex nA, was bedeutet, dass er in Zone 0 (kontinuierlich explosionsfähige Atmosphäre) mit Eigensicherheitsbarrieren sowie Zone 2 (gelegentlich explosionsfähige Atmosphäre) mit nicht funkendem Schutz eingesetzt werden kann. Die Temperaturklassifizierung T6…T2 deckt einen weiten Bereich von Zündtemperaturen ab, wobei der tatsächliche T-Code von der Umgebungstemperatur und den spezifischen Modellparametern abhängt. Genaue T-Codes und besondere Bedingungen für die sichere Verwendung finden Sie in den einzelnen Ex-Zertifikaten (KEMA 04 ATEX 1055, IECEx DEK 15.0029 usw.), die bei Meggitt erhältlich sind.

Die Standard-Bajonettversion (444-281-000-012) ist nicht-Ex; Die Ex-Version mit Bajonettverschluss (444-281-000-112) und die Ex-Version mit Gewindeanschluss (444-281-000-212) sind explosionsgefährdet. Der CE281 444-281-000-112 ist daher die erste Wahl für alle Installationen, in denen brennbare Gase, Dämpfe oder Stäube vorhanden sein können.

Installations- und Montagerichtlinien

Eine ordnungsgemäße Installation ist unerlässlich, um die angegebene Leistung zu erreichen und die Ex-Zertifizierung des CE281 444-281-000-112 aufrechtzuerhalten. Die folgenden Richtlinien basieren auf den empfohlenen Vorgehensweisen von Meggitt und den Anforderungen der geltenden Ex-Zertifikate:

• Sensorkopfmontage – Der Sensorkopf wird mit drei M4×16-Inbusschrauben und drei M4-Federringen befestigt. Das empfohlene Anzugsdrehmoment beträgt 4,5 Nm (3,3 lb-ft). Die Montagefläche sollte flach, sauber und frei von Graten oder Farbe sein, um vollständigen Kontakt und eine gleichmäßige Vorspannung zu gewährleisten. Für eine optimale Hochfrequenzwiedergabe wird eine Oberflächengüte von 1,6 µm (63 µin) oder besser empfohlen.

• Montage des Elektronikgehäuses – Das Elektronikgehäuse wird mit vier M6×35-Inbusschrauben mit M6-Federscheiben montiert und mit einem Drehmoment von 15 Nm (11,1 lb-ft) angezogen. Das Gehäuse kann an einer Halterung, einer Platte oder einer Maschinenstruktur befestigt werden. Stellen Sie sicher, dass die Montagefläche starr ist, um Relativbewegungen zwischen Gehäuse und Sensorkopf zu vermeiden, die zu Kabelbelastungen führen könnten.

• Kabelführung – Das flexible Schutzrohr sollte mit einem Biegeradius verlegt werden, der ein Knicken oder Quetschen verhindert. Während im Datenblatt kein spezifischer Mindestbiegeradius angegeben ist, besteht die allgemeine Praxis bei ähnlichen Edelstahlschläuchen darin, einen Radius von mindestens 50 mm (2 Zoll) einzuhalten. Befestigen Sie das Kabel in regelmäßigen Abständen mit P-Clips oder Kabelbindern, aber vermeiden Sie ein zu festes Anziehen, das den Schlauch verformen könnte. Vermeiden Sie, dass das Kabel wiederholt an derselben Stelle gebogen wird, da dies zu Ermüdungserscheinungen führen kann.

• Elektrische Anschlüsse – Ex ia-Eigensicherheit – Bei Ex ia-Installationen muss der Sensor über eine zugelassene galvanische Trenneinheit (z. B. GSI127) oder eine eigensichere Barriere angeschlossen werden, die die Spannung und den Strom auf die im Ex-Zertifikat angegebenen Werte begrenzt. Die Versorgungsspannung muss zwischen 15 und 28 VDC liegen und der Ruhestrom zwischen 5 und 8 mA. Die Kabelkapazität und -induktivität muss innerhalb der zulässigen Grenzen liegen, um eine Funkenzündung zu vermeiden. Die Pins B und C des Bajonettsteckers müssen extern miteinander verbunden werden (wie im Schaltplan dargestellt) – dies geschieht normalerweise im Gegenstecker oder in der Anschlussdose. Verwenden Sie nur zugelassene Ex-zertifizierte Kabel und Anschlüsse (z. B. CG134 mit entsprechendem Zertifikat), um die Sicherheitsintegrität aufrechtzuerhalten.

• Elektrische Anschlüsse – Ex nA, nicht funkend – Für Ex nA-Installationen gelten dieselben grundlegenden elektrischen Parameter, aber die Barriereanforderungen sind weniger streng. Die gesamte Verkabelung muss jedoch gemäß den Bedingungen des Ex nA-Zertifikats erfolgen, einschließlich der Verwendung geeigneter Kabelverschraubungen und Gehäuse, um Funkenbildung während des normalen Betriebs zu verhindern.

• Erdung und Abschirmung – Durch die integrierte Gehäuseisolierung ist weder der Sensorkopf noch das Elektronikgehäuse elektrisch mit der Signalmasse verbunden. Dies verhindert Erdschleifen. Bei Ex-Installationen muss die Abschirmung und Erdung jedoch gemäß den Anforderungen des Ex-Zertifikats durchgeführt werden, typischerweise durch den Anschluss an eine Schutzerde an der Schalttafel. Befolgen Sie die Richtlinien im Installationshandbuch für CExxx- und PVxxx-Schwingungssensoren und der spezifischen Ex-Dokumentation.

• Thermische Überlegungen – Stellen Sie sicher, dass der Sensorkopf innerhalb seines angegebenen Temperaturbereichs verwendet wird. Wenn der Sensorkopf auf einer Oberfläche mit mehr als 260 °C montiert wird, verwenden Sie einen Wärmedämmsatz (MA133) oder einen Montageadapter (TA102, TA104), um die Wärmeübertragung zu reduzieren. Das Elektronikgehäuse muss unter 125 °C gehalten werden; Bei höheren Umgebungstemperaturen ist eine Zwangskühlung vorzusehen oder das Gehäuse in eine kühlere Zone zu verlegen.

• Vorsichtsmaßnahmen für explosionsgefährdete Bereiche – Die Installation muss von kompetentem Personal durchgeführt werden, das in Ex-Praktiken geschult ist. Alle Leitungen, Kabelverschraubungen und Anschlusskästen müssen den örtlichen Vorschriften und den relevanten Ex-Normen entsprechen. Der Sensor und die zugehörigen Kabel müssen vor mechanischer Beschädigung und chemischem Angriff geschützt werden. Regelmäßige Inspektionen und Wartungen gemäß den Sicherheitsverfahren der Anlage sind obligatorisch.

• Inbetriebnahme – Überprüfen Sie vor dem Einschalten, ob alle Anschlüsse korrekt sind und die Ex-Barrieren oder Trenneinheiten ordnungsgemäß installiert sind. Führen Sie einen Funktionstest mit einer bekannten Vibrationsquelle durch, um Empfindlichkeit und Ausgangsstrom zu bestätigen. Notieren Sie den Ruhestrom und die Signalpegel zur späteren Bezugnahme.

Inbetriebnahme und Überprüfung

Nach der Installation sollte der CE281 444-281-000-112 mit einer bekannten Vibrationsquelle oder einem tragbaren Kalibrator überprüft werden. Der Ausgangsstrom sollte proportional zur angewendeten Beschleunigung sein; Eine Empfindlichkeitsprüfung kann durchgeführt werden, indem ein bekannter G-Wert angewendet und die aktuelle Änderung gemessen wird. Der Ruhestrom sollte zwischen 5 und 8 mA liegen, wenn keine Vibrationen vorhanden sind. Stellen Sie außerdem sicher, dass die Verbindung des Steckers sicher ist und dass der Schirmdurchgang intakt ist. Zur Langzeitüberwachung werden regelmäßige Systemprüfungen (z. B. im Rahmen der routinemäßigen Wartung) empfohlen, um sicherzustellen, dass der Sensor und die Elektronik ordnungsgemäß funktionieren. Stellen Sie bei Ex-Installationen sicher, dass die Barriere oder Isolationseinheit innerhalb ihrer spezifizierten Parameter funktioniert.

Bestellinformationen

Der CE281 444‑281‑000‑112 wird unter folgender Bezeichnung bestellt:

Geben Sie bei der Bestellung des CE281 444-281-000-112 die erforderliche Kabellänge an (falls werkseitig mit einer bestimmten Länge konfektioniert, obwohl die integrierte Kabellänge bei der Herstellung festgelegt ist; wenden Sie sich für kundenspezifische Längen an Meggitt). Geben Sie auch alle besonderen Anforderungen für das Ex-Zertifikat an (z. B. T-Code, bestimmte Gasgruppe). Die Ex-Zertifikatsdokumentation (ATEX, IECEx usw.) wird auf Anfrage mit dem Produkt geliefert.

Zubehör

Als Ergänzung zum CE281 444-281-000-112 ist eine Reihe von Zubehörteilen erhältlich, die die Installation, Kabelverlängerung und Systemintegration in explosionsgefährdeten Bereichen erleichtern:

Hinweis: Stellen Sie bei der Bestellung von Kabelbaugruppen oder Steckverbindern für CE281 444-281-000-112 sicher, dass diese für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen zertifiziert und mit dem Bajonettanschluss (MS3112E8-3P) kompatibel sind. Der Gegenstecker ist vom Bajonetttyp CG134 (MS3112E08‑3S) mit entsprechender Ex-Zertifizierung (z. B. zur Verwendung mit K210-Kabel). Die spezifischen Sicherheitsparameter (maximale Spannung, Strom, Kapazität, Induktivität) der gesamten Schleife entnehmen Sie bitte immer den Ex-Zertifikaten.

Entsorgung und Umweltkonformität

Am Ende seiner Lebensdauer sollte der CE281 444-281-000-112 gemäß den örtlichen Umweltvorschriften entsorgt werden. Der Sensor enthält eine INCONEL-Legierung, Edelstahl und elektronische Komponenten. In der Europäischen Union gilt die Richtlinie über Elektro- und Elektronik-Altgeräte (WEEE) – getrennte Sammlung und Recycling sind Pflicht. Meggitt unterstützt eine umweltfreundliche Entsorgung und kann Sie über geeignete Recyclingkanäle beraten.