CE620 444-620-000-011-A1-B500 Piezoelektrischer Beschleunigungsmesser

Der CE620 444-620-000-011-A1-B500 ist ein hochempfindlicher piezoelektrischer Beschleunigungsmesser mit integrierter Elektronik aus Meggitts hervorragender Vibrometer®-Produktlinie, der speziell für die universelle Vibrationsüberwachung in rauen Industrieumgebungen entwickelt wurde, in denen eine hervorragende Signalauflösung bei niedrigen Pegeln erforderlich ist. Diese Standardversion mit einer Empfindlichkeit von 500 mV/g ist für den Einsatz in ungefährlichen (normalen) Bereichen vorgesehen und bietet einen außergewöhnlichen Dynamikbereich von ±16 g. Damit eignet sie sich ideal für die Messung von Schwingungen mit niedriger Amplitude an großen, langsam laufenden Maschinen, Präzisionsgeräten und Strukturen, bei denen eine hohe Empfindlichkeit von größter Bedeutung ist. Der Sensor liefert ein Spannungsausgangssignal, das proportional zur Beschleunigung ist, mit einem hohen Signal-Rausch-Verhältnis und ermöglicht so die genaue Erkennung subtiler Veränderungen im Maschinenzustand.

Der CE620 444-620-000-011-A1-B500 verfügt über ein piezoelektrisches Sensorelement mit integrierter Elektronik (IEPE – Integrated Electronics Piezo Electric), das die vom Element erzeugte Ladung in ein Spannungssignal mit niedriger Impedanz umwandelt. Dieses Signal wird über ein standardmäßiges zweiadriges abgeschirmtes Kabel übertragen, das gleichzeitig den Sensor mit Strom versorgt und das AC-Vibrationssignal überträgt, das einer DC-Vorspannung überlagert ist. Der Sensor benötigt eine Konstantstromversorgung (typischerweise 2 bis 4 mA) und wird mit einer 18 bis 30 VDC-Versorgung betrieben, wodurch er mit den meisten industriellen Überwachungssystemen kompatibel ist. Die integrierte Elektronik ist vom Gehäuse masseisoliert und gewährleistet so eine hervorragende Störfestigkeit und eine stabile Vorspannungsleistung, selbst in elektrisch verrauschten Umgebungen.

Der CE620 444-620-000-011-A1-B500 ist in einem robusten, hermetisch abgedichteten Edelstahlgehäuse mit Schutzart IP67 untergebracht und bietet umfassenden Schutz vor Staub, Wasser und anderen Verunreinigungen. Sein kompaktes Design und die vielseitigen Montagemöglichkeiten (mit mitgelieferten Adapterbolzen für M8×1,25-, M8×1- und 1/4-28UNF-Gewinde) ermöglichen eine einfache Installation auf einer Vielzahl von Maschinenoberflächen. Der Sensor verfügt über einen 2-poligen MIL-C/DTL-5015-Stecker, der mit einer Vielzahl von Kabelbaugruppen kompatibel ist, um unterschiedlichen Umgebungsbedingungen gerecht zu werden.

Mit einem Frequenzgang von 2 Hz bis 10 kHz (±5 %) und einer Nennresonanzfrequenz von 18 kHz erfasst der CE620 444-620-000-011-A1-B500 sowohl niederfrequente Maschinendynamik als auch hochfrequente Getriebe- und Schaufelpasssignaturen. Sein Temperaturbereich von –55 °C bis 140 °C, kombiniert mit einer Temperaturreaktionsabweichung von nur ±5 % über den gesamten Bereich, gewährleistet einen zuverlässigen Betrieb in extremen thermischen Umgebungen. Die Empfindlichkeit von 500 mV/g bietet einen erheblichen Ausgangspegel für Signale mit niedriger Amplitude, wodurch der Bedarf an zusätzlicher Verstärkung reduziert und die Messgenauigkeit verbessert wird.

Diese Produkteinführung bietet eine umfassende Beschreibung des CE620 444-620-000-011-A1-B500, einschließlich wichtiger Funktionen, Anwendungen, detaillierter technischer Spezifikationen in Tabellenform, Installationsrichtlinien, Bestellinformationen und verfügbarem Zubehör. Alle Informationen stammen aus dem offiziellen Meggitt-Datenblatt (CE620 alte Version, 2020) und spiegeln das Engagement des Unternehmens für technische Exzellenz und Kundensupport wider.

Hauptmerkmale und Vorteile

Hohe Empfindlichkeit für Messungen bei niedrigen Pegeln – Mit einer Empfindlichkeit von 500 mV/g ±5 % liefert der CE620 444-620-000-011-A1-B500 ein starkes Ausgangssignal für Vibrationen mit geringer Amplitude (z. B. Lagerverschleiß, Strukturresonanzen), wodurch der Bedarf an externer Verstärkung minimiert und das Signal-Rausch-Verhältnis verbessert wird. Dies macht es ideal für die vorausschauende Wartung großer, langsam laufender Maschinen und Präzisionsanwendungen.

Integrierte Elektronik (IEPE) – Der integrierte Ladungs-zu-Spannungs-Wandler macht einen externen Ladungsverstärker überflüssig und bietet einen niederohmigen Spannungsausgang, der mit Standard-Datenerfassungssystemen kompatibel ist. Die 2-Draht-Schnittstelle vereinfacht die Verkabelung und reduziert die Installationskosten.

Begrenzter Dynamikbereich optimiert für Empfindlichkeit – Der Dynamikbereich von ±16 g (für die 500 mV/g-Version) ist perfekt auf Überwachungsanwendungen mit niedriger Amplitude abgestimmt und stellt sicher, dass der Sensor für die meisten Zustandsüberwachungsszenarien innerhalb seines linearen Bereichs arbeitet und gleichzeitig eine hervorragende Auflösung bietet.

Hervorragender Frequenzgang – Ein flacher Frequenzgang von ±5 % von 2 Hz bis 10 kHz, kombiniert mit einer Nennresonanzfrequenz von 18 kHz, ermöglicht die genaue Messung von langsam laufenden Maschinen, schnell laufenden Turbinen und Getriebevibrationen.

Erdungsisoliertes Gehäuse – Die Basis und das Gehäuse des Sensors sind elektrisch von der Signalerde isoliert, wodurch Erdschleifen vermieden werden und eine saubere Signalübertragung in elektrisch verrauschten Industrieumgebungen gewährleistet wird. Diese Funktion vereinfacht auch die Installation auf geerdeten Strukturen.

Großer Betriebstemperaturbereich – Der CE620 444‑620‑000‑011‑A1‑B500 arbeitet kontinuierlich von –55 °C bis 140 °C mit minimaler temperaturbedingter Empfindlichkeitsabweichung (±5 % typisch), wodurch er für Anwendungen von Kryopumpen bis hin zu heißen Gasturbinengehäusen geeignet ist.

Robuster IP67-Schutz – Das hermetisch abgedichtete Edelstahlgehäuse bietet vollständigen Schutz vor Staub, Eindringen von Wasser und einer Vielzahl industrieller Verunreinigungen und gewährleistet langfristige Zuverlässigkeit in rauen Umgebungen.

Geringes elektrisches Rauschen – Das verbleibende elektrische Rauschen beträgt nur 0,1 mg (maximal) und gewährleistet so ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis für präzise Vibrationsmessungen bei niedrigen Pegeln. Die elektromagnetische Empfindlichkeit ist mit 50 μg/Gauss außergewöhnlich niedrig.

Verpolungsschutz – Der Sensor ist gegen versehentlich vertauschte Stromanschlüsse geschützt und verhindert so Schäden während der Installation oder Wartung.

Einfache Montage – Der Sensor wird mit drei Adapterbolzen (M8×1,25, M8×1 und 1/4‑28UNF) geliefert und kann ohne zusätzliche Adapter direkt an einer Vielzahl von Gewindegrößen montiert werden. Das Außengewinde (1/4‑28UNEF‑2A oder 5/8‑24UNEF‑2A) sorgt für eine sichere Befestigung.

Werkskalibrierung – Jede Einheit wird im Werk dynamisch kalibriert; Bei normalem Gebrauch ist keine nachträgliche Kalibrierung erforderlich, wodurch die Wartungskosten gesenkt werden.

CE-gekennzeichnet und RoHS-konform – Der CE620 444-620-000-011-A1-B500 erfüllt die Umwelt- und Sicherheitsstandards der Europäischen Union und sorgt so für weltweite Akzeptanz.

Anwendungen

Der CE620 444-620-000-011-A1-B500 ist ideal für Schwingungsüberwachungsanwendungen geeignet, bei denen eine hohe Empfindlichkeit für Signale mit niedriger Amplitude erforderlich ist, einschließlich:

• Große, langsam laufende Maschinen – Überwachung von Lagern, Zapfen und strukturellen Vibrationen an großen Turbinen, Wasserkraftgeneratoren, Hauptwellen von Windkraftanlagen und Getrieben, bei denen die Vibrationswerte von Natur aus niedrig sind.

• Präzisionsausrüstung – Schwingungsanalyse von Werkzeugmaschinen, Spindeln und Hochgeschwindigkeitsfräsmaschinen, um Werkzeugverschleiß, Unwucht und Lagerdefekte frühzeitig zu erkennen.

• Structural Health Monitoring – Messung schwacher Vibrationen an Brücken, Gebäudefundamenten und schweren Bauwerken, um dynamische Eigenschaften zu bewerten und Ermüdungsrisse zu erkennen.

• Pumpen und Kompressoren – Überwachung niederfrequenter Pulsationen und Lagerverschleiß in Kreiselpumpen, Kolbenkompressoren und Vakuumpumpen, bei denen die Empfindlichkeit entscheidend ist.

• Test und Messung – Labor- und Feldtests für Modalanalyse, Stoßreaktion und Vibrationsqualifizierung, bei denen eine hohe Leistung von Vorteil ist.

• Automobil- und Luft- und Raumfahrttests – Vibrationsmessung an Prüfständen, Motorlagern und Flugzeugzellenkomponenten, bei denen Signale niedriger Amplitude mit hoher Genauigkeit erfasst werden müssen.

• Allgemeine industrielle Zustandsüberwachung – Alle rotierenden oder hin- und herbewegenden Maschinen in Fabriken, Kraftwerken und Verarbeitungsanlagen, in denen schwache Vibrationssignale für eine vorausschauende Wartung zuverlässig erkannt werden müssen.

Detaillierte Beschreibung der Standardversion (444‑620‑000‑011‑A1‑B500)

Der CE620 444‑620‑000‑011‑A1‑B500 ist die Standard-Nicht-Ex-Variante der CE620-Familie und zeichnet sich durch eine hohe Empfindlichkeit von 500 mV/g und einen weiten Temperaturbereich von –55 °C bis 140 °C aus (Bestelloption A1). Es ist für die universelle Schwingungsüberwachung in gewöhnlichen Industrieumgebungen konzipiert, in denen eine hohe Empfindlichkeit zur Erfassung von Schwingungen mit geringer Amplitude erforderlich ist. Der Sensor ist um ein piezoelektrisches Sensorelement herum aufgebaut, das eine elektrische Ladung proportional zur Beschleunigung erzeugt. Das im Sensorgehäuse untergebrachte integrierte Elektronikpaket wandelt diese Ladung in ein niederohmiges Spannungssignal um, das über ein zweiadriges, abgeschirmtes Kabel übertragen wird.

Der Ausgang des Sensors ist ein Spannungssignal, das aus einer DC-Vorspannung (nominal 12 V) und einer dieser überlagerten AC-Schwingungskomponente besteht. Die Vorspannung liefert einen Referenzpegel und versorgt auch die interne Elektronik mit Strom. Der Sensor benötigt eine externe Konstantstrom-Stromversorgung (häufig als IEPE-Conditioner bezeichnet), die eine Stromquelle zwischen 0,5 und 8 mA (typischerweise 2 bis 4 mA) und eine Gleichspannung von 18 bis 30 V bereitstellt. Die Stromquelle ist in Reihe mit der Signalleitung geschaltet, und das Wechselstromvibrationssignal wird über einen Lastwiderstand im Überwachungssystem gemessen, wobei die Wechselstromkomponente typischerweise über einen Hochpassfilter (Grenzfrequenz wird vom System bestimmt) extrahiert wird.

Das masseisolierte Design stellt sicher, dass das Sensorgehäuse und der Montagesockel elektrisch von der Signalmasse isoliert sind. Dies ist in industriellen Umgebungen von entscheidender Bedeutung, wo mehrere Erdungspunkte Erdschleifen erzeugen können, die zu Messfehlern und Rauschen führen können. Durch die Isolierung kann der Sensor auch direkt auf geerdeten Metallstrukturen montiert werden, ohne die Signalintegrität zu beeinträchtigen.

Die mechanische Konstruktion besteht aus einem hermetisch verschweißten Edelstahlgehäuse, das IP67-Schutz gegen Staub, Eintauchen in Wasser und Korrosion bietet. Der Stecker des Sensors ist ein robuster, runder 2-poliger MIL-C/DTL-5015-Stecker, der eine sichere, vibrationsbeständige Schnittstelle für Kabelverbindungen bietet. Es ist eine Reihe von Kabelkonfektionen erhältlich, darunter Standard-ETFE-Kabel, Kabel mit metallischer Umflechtung und flexible RADOX®-Kabel mit oder ohne Schutzrohre, um unterschiedlichen Umgebungen (Öl, hohe Temperaturen, mechanischer Abrieb) gerecht zu werden.

Die Montageschnittstelle ist ein Außengewinde – je nach Ausführung entweder 1/4-28UNEF-2A oder 5/8-24UNEF-2A. Die mitgelieferten Adapterbolzen ermöglichen die Umrüstung auf gängige metrische Gewinde (M8×1,25 und M8×1) sowie zöllige 1/4‑28UNF und bieten so Flexibilität bei der Montage auf verschiedenen Maschinenoberflächen. Der Sensor ist so konzipiert, dass er mit einem Bolzen direkt an der Maschinenoberfläche montiert werden kann. Das empfohlene Drehmoment gewährleistet eine ordnungsgemäße Kopplung und Hochfrequenzreaktion.

Der CE620 444-620-000-011-A1-B500 ist werkseitig auf eine Referenzfrequenz (typischerweise 100 Hz) und Amplitude kalibriert, wobei die Empfindlichkeit auf ±5 % der nominalen 500 mV/g überprüft wurde. Die Kalibrierung wird mit einem bekannten Beschleunigungsstandard durchgeführt und während der Lebensdauer des Sensors unter normalen Betriebsbedingungen ist keine weitere Kalibrierung erforderlich. Für kritische sicherheitsrelevante Anwendungen wird jedoch eine regelmäßige Überprüfung (z. B. alle 2–5 Jahre) empfohlen.

Diese Standardversion verfügt nicht über eine Ex-Zulassung und ist daher für den Einsatz in ungefährlichen Bereichen geeignet. Für Installationen in explosionsgefährdeten Bereichen stehen Ex-zertifizierte Versionen (mit Bestelloption A2 und einer anderen Teilenummer) mit Eigensicherheit (Ex ia) und reduziertem Temperaturbereich (–55 bis 115 °C) zur Verfügung. Der CE620 444‑620‑000‑011‑A1‑B500 ist daher die optimale Wahl für gewöhnliche Industrieanwendungen, bei denen hohe Empfindlichkeit und maximale Temperaturbeständigkeit erforderlich sind.

Die hohe Empfindlichkeit von 500 mV/g bietet einen erheblichen Ausgangspegel für Signale mit niedriger Amplitude und eignet sich daher ideal für die Überwachung großer, langsam laufender Maschinen (z. B. Wasserturbinen, Windkraftanlagen), bei denen die Vibrationspegel typischerweise unter 10 g liegen. Der Dynamikbereich von ±16 g stellt sicher, dass der Sensor bei den meisten Zustandsüberwachungsanwendungen linear bleibt, während die hervorragende Auflösung die Erkennung subtiler Änderungen im Lagerzustand, Unwucht oder Strukturresonanzen ermöglicht.

Installations- und Montagerichtlinien

Eine ordnungsgemäße Installation ist unerlässlich, um die angegebene Leistung des CE620 444-620-000-011-A1-B500 zu erreichen. Die folgenden Richtlinien basieren auf den empfohlenen Praktiken von Meggitt:

• Vorbereitung der Montagefläche – Die Montagefläche sollte flach, glatt und sauber sein. Sämtliche Grate, Farbe oder Korrosion müssen entfernt werden, um einen vollständigen Kontakt zwischen der Sensorbasis (oder dem Adapterbolzen) und der Maschinenoberfläche sicherzustellen. Für eine optimale Hochfrequenzwiedergabe wird eine Oberflächengüte von 1,6 µm (63 µin) oder besser empfohlen.

• Auswahl des Adapterbolzens – Der Sensor wird mit drei Adapterbolzen geliefert: einem M8×1,25, einem M8×1 und einem 1/4-28UNF. Wählen Sie den Bolzen, der zum Gewindeloch in der Maschine oder dem Montageblock passt. Bei Verwendung eines anderen Gewindes sind optionale Montageadapter (z. B. MA122 mit M6-Gewinde) erhältlich.

• Drehmomentanwendung – Schrauben Sie den ausgewählten Bolzen in die Sensorbasis (mit dem 1/4-28UNEF-2A- oder 5/8-24UNEF-2A-Gewinde) und ziehen Sie ihn mit dem empfohlenen Drehmoment an (normalerweise 7-10 N·m für den Bolzen oder wie im Zubehördatenblatt angegeben). Montieren Sie dann den zusammengebauten Sensor auf der Maschinenoberfläche und wenden Sie dabei das für das Maschinengewinde geeignete Drehmoment an (z. B. 15-20 N·m für M8). Nicht zu fest anziehen, da dies die Gewinde oder das Sensorgehäuse beschädigen kann.

• Ausrichtung und Ausrichtung – Der Sensor ist entlang seiner Hauptachse (auf dem Gehäuse markiert) empfindlich. Richten Sie den Sensor so aus, dass die Hauptachse mit der Richtung der zu messenden Schwingung (axial, radial oder tangential) übereinstimmt. Detaillierte Ausrichtungsdiagramme finden Sie im Installationshandbuch.

• Kabelführung und Stecker – Der Sensor verwendet einen 2-poligen MIL-C/DTL-5015-Stecker. Gegenstecker sind in verschiedenen Kabelkonfektionen erhältlich (EC602, EC612, EC318, EC319). Stellen Sie sicher, dass das Kabel mit einem minimalen Biegeradius (typischerweise >25 mm) verlegt wird, um Spannungen und innere Schäden zu vermeiden. Befestigen Sie das Kabel in regelmäßigen Abständen mit P-Clips oder Kabelbindern, aber vermeiden Sie ein zu festes Anziehen. Verwenden Sie für Umgebungen mit hoher Feuchtigkeit oder mechanischem Abrieb Kabel mit Schutzrohren (z. B. EC319 mit versiegeltem Schutzrohr).

• Elektrische Anschlüsse – Der Sensor benötigt eine Konstantstromversorgung. Verbinden Sie das Pluskabel (Pin A+) mit dem Pluspol der Stromquelle und das Minuskabel (Pin B-) mit der Rückleitung/Signalmasse. Die Versorgungsspannung muss zwischen 18 und 30 VDC liegen und der Strom muss zwischen 0,5 und 8 mA liegen. Das Signal wird als Wechselspannung auf der Bias-Ebene (typischerweise 12 V) über einen Entkopplungskondensator im Überwachungssystem gemessen. Stellen Sie sicher, dass das Überwachungssystem die entsprechende Hochpassfilterung bereitstellt (normalerweise mit einer Grenzfrequenz von 0,5 bis 1 Hz für die spezifizierte Reaktion des Sensors).

• Erdung – Die Basis des Sensors ist von der Signalerde isoliert, sodass die Montagefläche jedes Potenzial haben kann, ohne das Signal zu beeinträchtigen. Allerdings sollte der Kabelschirm an einem Ende (normalerweise am Überwachungssystem) geerdet werden, um elektromagnetische Störungen zu minimieren. Befolgen Sie die im Installationshandbuch des Systems empfohlenen Erdungspraktiken.

• Thermische Überlegungen – Der Sensor ist für den Dauerbetrieb bis 140 °C ausgelegt. Wenn die Montagefläche diese Temperatur überschreitet, verwenden Sie einen wärmeisolierenden Adapter (z. B. MA133, erhältlich für andere Sensorfamilien) oder montieren Sie den Sensor entfernt mit einer Verlängerungsstange. Der Stecker und das Kabel müssen außerdem für die erwartete Temperatur ausgelegt sein; Verwenden Sie für Hochtemperaturanwendungen Kabel mit geeigneter Isolierung (z. B. RADOX® 125 oder metallisches Geflecht).

• Schutz vor physischen Schäden – Schützen Sie den Sensor und das Kabel in rauen Umgebungen vor Stößen, Abrieb und chemischen Angriffen. Bei Bedarf Schutzabdeckungen oder Leitungen verwenden. Die Schutzart IP67 stellt sicher, dass der Sensor staubdicht und vor dem Eintauchen in Wasser geschützt ist. Ein mechanischer Schutz wird jedoch dennoch empfohlen.

• Vorsichtsmaßnahmen für explosionsgefährdete Bereiche – Diese Standardversion ist nicht Ex-zertifiziert; Daher darf es nicht in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden. Verwenden Sie für solche Bereiche die Ex-zertifizierten Versionen (Option A2) und befolgen Sie die spezifischen Installationsanforderungen der Ex-Zertifikate.

Inbetriebnahme und Überprüfung

Nach der Installation sollte der CE620 444-620-000-011-A1-B500 mit einer bekannten Vibrationsquelle (z. B. einem tragbaren Rüttler oder einem Referenzbeschleunigungsmesser) oder durch Vergleich mit einem bekanntermaßen guten Sensor überprüft werden. Die Vorspannung sollte gemessen werden, um sicherzustellen, dass sie etwa 12 V beträgt (innerhalb von ±1 V). Das Wechselstromsignal sollte auf ordnungsgemäße Empfindlichkeit überprüft werden. ein bekanntes Beschleunigungsniveau (z. B. 1 g bei 80 Hz) sollte die erwartete Ausgabe (500 mV/g) erzeugen. Stellen Sie außerdem sicher, dass das Signal frei von übermäßigem Rauschen ist und dass der Tieffrequenzgrenzwert für die beabsichtigte Messung geeignet ist. Zur Langzeitüberwachung werden regelmäßige Systemprüfungen im Rahmen der routinemäßigen Wartung empfohlen.

Zubehör

Zur Ergänzung des CE620 444-620-000-011-A1-B500 ist eine Reihe von Zubehörteilen erhältlich, darunter:

Hinweis: Bei der Bestellung einer Kabelbaugruppe muss die Kabellänge angegeben werden. Für EC318 und EC319 sind unterschiedliche Längen erhältlich – kontaktieren Sie Meggitt für kundenspezifische Längen.

Entsorgung und Umweltkonformität

Am Ende seiner Lebensdauer muss der CE620 444‑620‑000‑011‑A1‑B500 gemäß den örtlichen Umweltvorschriften entsorgt werden. Der Sensor enthält Edelstahl, elektronische Komponenten und piezoelektrische Materialien. 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 Hinweise zu geeigneten Recyclingkanälen geben.