Der TQ912 ist ein leistungsstarker, umgekehrt montierter Wirbelstrom-Näherungssensor aus der VM-Produktlinie. Es dient als eine der Kernkomponenten der Wirbelstrom-Näherungsmessketten der Serie TQ9xx, die für die berührungslose Messung der relativen Verschiebung, Vibration und axialen Position rotierender Maschinen in anspruchsvollen Industrieumgebungen konzipiert sind. Der TQ912 bildet zusammen mit dem passenden Verlängerungskabel EA90x und dem Signalaufbereiter IQS900 eine komplette, kalibrierte Messkette. Es wird häufig in Zustandsüberwachungs- und Sicherheitsschutzsystemen für große rotierende Geräte wie Dampfturbinen, Gasturbinen, Hydraulikturbinen, Generatoren, Turbokompressoren und Pumpen eingesetzt.
Das Kernmessprinzip und die wichtigsten Leistungsparameter des TQ912 stimmen im Wesentlichen mit denen des TQ902 überein. Ihr entscheidender Unterschied liegt in der mechanischen Montageart: Der TQ912 ist speziell für umgekehrte Montageanwendungen konzipiert. Dies bedeutet, dass das Sensorkabel an der Rückseite der Montagemutter austritt und nicht wie bei der Standardmontage (TQ902) seitlich. Dieses Design bietet mehr Flexibilität und Komfort bei der Verlegung und Installation an Montagepunkten mit Platzbeschränkungen oder spezifischen mechanischen Strukturen.
Dieser auf dem Wirbelstromprinzip basierende Sensor ist eine ideale Wahl für kritische Maschinenschutz- und vorausschauende Wartungsanwendungen. Er ist bekannt für seine hohe Zuverlässigkeit, hohe Genauigkeit, außergewöhnliche Umweltbeständigkeit und umfassende Sicherheitszertifizierungen (einschließlich Explosionsschutz- und Funktionssicherheitszertifizierungen).
Funktionsprinzip
Der Betrieb des TQ912-Sensors basiert auf dem Wirbelstromprinzip, einer berührungslosen elektromagnetischen Induktionsmesstechnik. Der Kernarbeitsprozess kann in die folgenden Schritte unterteilt werden:
Hochfrequenz-Anregungssignalerzeugung:
Der TQ912-Sensor selbst ist ein passives Gerät; Seine Betriebsenergie wird vom passenden Signalkonditionierer IQS900 bereitgestellt. Ein Hochfrequenzoszillator im IQS900 erzeugt einen hochfrequenten (typischerweise MHz-Bereich) Wechselstrom, der über das Verbindungskabel an den TQ912-Sensor geliefert wird.
Erzeugung elektromagnetischer Felder und Wirbelstromeffekt:
Der Kopf des TQ912-Sensors enthält eine präzisionsgewickelte Induktionsspule. Wenn der Hochfrequenzstrom durch diese Spule fließt, erzeugt sie ein hochfrequentes elektromagnetisches Wechselfeld um ihr vorderes Ende, also die Sensorspitze (hergestellt aus dem technischen Hochleistungsthermoplast PPS – Polyphenylensulfid).
Wenn dieses elektromagnetische Feld auf die Oberfläche eines leitfähigen Metallziels (typischerweise die Welle oder der Wellenbund rotierender Maschinen) einwirkt, werden gemäß dem Faradayschen Gesetz der elektromagnetischen Induktion in der Oberflächenschicht des Ziels geschlossene Ströme, sogenannte Wirbelströme, induziert.
Impedanzänderung und Entfernungsmessung:
Diese induzierten Wirbelströme erzeugen selbst ein sekundäres Magnetfeld, das dem ursprünglichen Feld der Sensorspule entgegenwirkt und dadurch der Energie des ursprünglichen Feldes entgegenwirkt (sie schwächt).
Diese Wechselwirkung führt zu einer Änderung der effektiven Impedanz der Sensorspule. Der Abstand (Spalt) zwischen der Sensorspitze und der Zieloberfläche bestimmt direkt die Stärke dieser Wechselwirkung: Je geringer der Abstand, desto stärker der Wirbelstromeffekt und desto größer die Änderung der Spulenimpedanz. Je weiter der Abstand, desto schwächer der Effekt und desto geringer die Impedanzänderung.
Daher besteht ein eindeutiger funktionaler Zusammenhang zwischen der Änderung der Spulenimpedanz und dem Luftspaltabstand zwischen Sensor und Ziel.
Signaldemodulation und -ausgabe:
Die Änderung der Spulenimpedanz wird von der im IQS900-Signalaufbereiter integrierten Demodulationsschaltung erfasst.
Der Signalaufbereiter verarbeitet und wandelt diese komplexe Impedanzschwankung um und gibt letztendlich ein analoges Signal (Spannung oder Strom) aus, das genau proportional zum Spaltabstand ist.
Dieses Ausgangssignal besteht typischerweise aus zwei Komponenten:
Eine dynamische Wechselstromkomponente: Entspricht der schnellen Vibrationsverschiebung der Welle relativ zum Sensor.
Eine quasistatische Gleichstromkomponente (DC): Entspricht dem durchschnittlichen Abstand (Position) zwischen Sensor und Welle.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der TQ912 physikalische Abstandsänderungen über elektromagnetische Induktion in elektrische Parameteränderungen der Spule umwandelt, die dann vom Signalaufbereiter in standardisierte elektrische Signale umgewandelt werden, was eine präzise berührungslose Wegmessung ermöglicht.
Kernfunktionen und Features
Als Herzstück einer Hochleistungsmesskette zeichnet sich der TQ912-Sensor durch folgende herausragende Funktionen und Merkmale aus:
Reverse-Mount-Design:
Dies ist das herausragendste Merkmal des TQ912. Sein Kabel tritt an der Rückseite des Sensorkörpers aus (Seite der Befestigungsmutter), nicht an der Seite wie beim Standardtyp. Durch dieses Design ist es besonders geeignet für:
Anwendungen, bei denen der Platz hinter dem Montageloch ausreichend ist, der seitliche Platz jedoch begrenzt ist.
Anwendungen, bei denen das Kabel für besseren Schutz oder eine sauberere Kabelführung in einer Montagehülse oder einer mechanischen Struktur versteckt werden muss.
Speziell entwickelte Sensormontageadapter.
Berührungslose hochpräzise Messung:
Basierend auf dem Wirbelstromprinzip ist kein physischer Kontakt mit dem Ziel erforderlich, wodurch Verschleiß- und Belastungseffekte vermieden werden und die dynamischen Vibrationen und Positionsinformationen von sich schnell drehenden Wellen genau reproduziert werden.
Bietet einen linearen Messbereich von 2 mm oder 4 mm (abhängig von der Signalaufbereitungsoption) mit ausgezeichneter Linearität und Empfindlichkeit (z. B. 8 mV/μm oder 4 mV/μm).
Breiter Frequenzgang:
Der gesamte Frequenzgang der Messkette kann DC bis 20 kHz (~3 dB) erreichen und ist in der Lage, alles von sehr langsamen Axialbewegungen bis hin zu Vibrationen von Hochgeschwindigkeitsrotoren mit Zehntausenden von U/min genau zu erfassen und erfüllt die Anforderungen von API 670, 5. Ausgabe, für Vibrationsüberwachungssysteme.
Außergewöhnliche Anpassungsfähigkeit an die Umwelt:
Großer Betriebstemperaturbereich: Das Sensorgehäuse kann kontinuierlich bei Umgebungstemperaturen von -40 °C bis +180 °C betrieben werden und hält kurzfristigen Temperaturen von bis zu 220 °C stand.
Robuste Konstruktion: Das Sensorgehäuse besteht aus Edelstahl (AISI 316L) und die Kopfsensorspule ist in PPS-Material eingekapselt, was eine hervorragende chemische Beständigkeit und mechanische Festigkeit bietet.
Hohe Schutzart: Der Sensorkopf (Sonde und integriertes Kabel) hat die Schutzart IP68 und ist beständig gegen das Eindringen von Staub und längeres Eintauchen in Wasser.
Vibrations- und Schockfestigkeit: Hält Vibrationen von 5 g Spitze (10 bis 500 Hz) und Stößen von 15 g Spitze (halbe Sinuswelle, 11 ms Dauer) stand.
Umfassende Zertifizierung für explosionsgefährdete Bereiche (optional):
Optional ist die A5-Version (Ex) verfügbar, die verschiedene internationale Explosionsschutzzertifizierungen erhält und für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen (potenziell explosive Atmosphären) geeignet ist.
Die Zertifizierungen decken mehrere Regionen und Standards ab, darunter Europa (ATEX), International (IECEx), Nordamerika (cCSAus/UL), Großbritannien (UKEX), Südkorea (KGS), Kasachstan (EAEU) usw. (z. B. Ex ec, Ex ia für Gas- und Staubumgebungen).
In explosionsgeschützten Anwendungen gilt der Sensor als „einfaches Gerät“ und muss mit EA90x-Kabeln und IQS900-Signalaufbereitern verwendet werden, die ebenfalls über entsprechende explosionsgeschützte Zertifizierungen verfügen.
Austauschbarkeit der Komponenten und Systemintegration:
Der TQ912, das Verlängerungskabel EA902 und der Signalaufbereiter IQS900 bilden eine vorkalibrierte Messkette. Jede Komponente innerhalb der Kette ist austauschbar, ohne dass eine Neukalibrierung erforderlich ist, was die Ersatzteilverwaltung und die Wartung vor Ort erheblich vereinfacht.
Vollständig kompatibel mit den Maschinenzustandsüberwachungssystemen VM600™/VM600 und VibroSmart® von Parker Meggitt; Das Ausgangssignal kann direkt angeschlossen werden.
Seine Form, Passform und Funktion entsprechen den klassischen Sensoren der TQ4xx-Serie und dienen als direkter Upgrade-Ersatz und erleichtern die Aufrüstung bestehender Systeme.
Unterstützung für funktionale Sicherheitsanwendungen:
In Kombination mit einem IQS900-Signalaufbereiter mit Diagnosefunktion (Bestelloption C2) ist die gesamte Messkette „by design“ SIL 2 (IEC 61508) und Kat. 1 PL c (ISO 13849).
Dies ermöglicht den Einsatz des TQ912 in sicherheitsrelevanten Systemen, wie z. B. Geschwindigkeitsmessketten in Overspeed Detection Systems (ODS), und liefert äußerst zuverlässige Eingaben für kritische Steuerungsfunktionen.
Flexible Konfigurationsoptionen:
Mehrere Gewindespezifikationen: Bietet sowohl metrische (z. B. M10x1, M14x1,5, M16x1,5) als auch zöllige (z. B. 3/8'-24UNF, 1/2'-20UNF, 5/8'-18UNF) Gewindeoptionen zur Anpassung an verschiedene mechanische Designstandards weltweit.
Mehrere Kabellängen: Das integrierte Kabel des Sensors ist in verschiedenen Standardlängen von 0,5 Metern bis 10 Meter. Es kann mit verschiedenen Längen von EA902-Verlängerungskabeln kombiniert werden, um eine Gesamtsystemlänge (TSL) von 1 m, 5 m oder 10 m zu erreichen.
Optionale Schutzsätze: Bieten einen flexiblen Edelstahlschlauch mit einer FEP-Ummantelung (Fluorethylenpropylen) für einen abgedichteten, chemikalienbeständigen Schutz vor mechanischen Beschädigungen. Ebenfalls optional ist der IP172-Verbindungsschutz, der den Verbindungspunkt zwischen dem Sensor und der Verlängerung schützt Kabel.
