El transductor de velocidad CV214 es un dispositivo de medición de vibraciones de alto rendimiento de VM Sensing Systems, diseñado específicamente para el monitoreo de vibraciones de baja frecuencia. Adecuado para diversos entornos industriales, destaca particularmente en el monitoreo de vibraciones en maquinaria giratoria de baja velocidad. Su construcción robusta, rango de temperatura de funcionamiento moderado y naturaleza autogeneradora lo convierten en una opción ideal para equipos críticos como turbinas hidroeléctricas y de vapor, especialmente adecuado para aplicaciones de temperatura media a baja.
Características y beneficios
1. Amplia respuesta de frecuencia y alta sensibilidad
El CV214 ofrece un amplio rango de respuesta de frecuencia de 10 Hz a 1 kHz, lo que lo hace particularmente hábil para capturar señales de vibración de baja frecuencia. Su sensibilidad nominal es de 20 mV/mm/s (508 mV/in/s), con una tolerancia de ±5 % a 22 °C, lo que garantiza datos de vibración precisos y estables incluso en máquinas de baja velocidad. La desviación de la respuesta de frecuencia del transductor es de sólo ±0,5 dB dentro del rango de 30 a 400 Hz y ±1 dB dentro del rango de 400 Hz a 1 kHz, con un punto de -3 dB a 10 Hz, lo que garantiza excelentes características lineales.
2. Operación autogenerada (no requiere energía)
Al funcionar según el principio de inducción electromagnética, este transductor no requiere fuente de alimentación externa. Genera una señal de salida de voltaje proporcional a la velocidad de vibración. Esta característica lo hace especialmente adecuado para sistemas de medición portátiles o aplicaciones de monitoreo remoto donde la disponibilidad de energía es limitada o indeseable. La baja impedancia de salida (<700 Ω) garantiza una alta relación señal-ruido y una fuerte inmunidad al ruido durante la transmisión de la señal.
3. Buena durabilidad ambiental
El CV214 funciona de manera confiable en temperaturas de -29°C a 121°C (-20°F a 250°F). Cuenta con un grado de protección IP64, lo que lo hace resistente a la entrada de polvo y humedad, y es adecuado para entornos industriales húmedos, corrosivos o polvorientos. Su resistencia de aislamiento interno es superior a 10⁷ Ω a temperatura ambiente, lo que garantiza seguridad y estabilidad eléctrica.
4. Certificaciones para áreas peligrosas
El transductor está certificado para su uso en atmósferas potencialmente explosivas según varios estándares internacionales, incluidos ATEX europeo, cCSAus norteamericano, KGS coreano y TR CU ruso. Está aprobado para operación segura en áreas peligrosas (por ejemplo, Zona 0/1/2 o División 1). Su designación a prueba de explosiones es Ex ia IIC T6…T4 Ga, adecuada para las clases de temperatura correspondientes en entornos peligrosos.
5. Construcción mecánica robusta
La carcasa del sensor está construida con una aleación de aluminio anodizado Anticorodal 100. El pie de montaje está hecho de Rylon®, un termoplástico de alto rendimiento, y el tornillo de montaje es de acero inoxidable (AISI 304). Esta combinación garantiza durabilidad general y resistencia a la corrosión. El transductor puede soportar una aceleración de choque de 50 g máximo (media onda sinusoidal, 1 ms de duración).
6. Opciones de montaje flexibles
El CV214 se puede montar dentro de ±100° de la posición vertical, acomodándose a varios diseños mecánicos. El par de montaje recomendado es de 6 N·m, garantizando una instalación segura sin dañar el equipo. La base de montaje cuenta con un orificio roscado de 1/2-20UNF-3A, que cumple con las especificaciones de montaje estándar.
7. No se requiere acondicionador de señal
El transductor proporciona una señal de salida de voltaje que se puede conectar directamente a la electrónica de monitoreo, eliminando la necesidad y el costo asociado con un módulo de acondicionamiento de señal adicional, simplificando así la integración del sistema. La transmisión de señal utiliza un sistema de 2 cables aislado de la carcasa, lo que mejora la seguridad y la confiabilidad.
8. Baja sensibilidad transversal
La sensibilidad transversal máxima es ±10%, lo que garantiza que el transductor sea principalmente sensible a la vibración axial. Esto reduce la influencia de la sensibilidad transversal en los resultados de la medición y mejora la precisión de los datos.
Principio de funcionamiento
El transductor de velocidad CV214 funciona según el principio de inducción electromagnética. Su elemento sensor central consta de una bobina móvil y un imán permanente fijo. Cuando el transductor se monta sobre una estructura vibratoria, la vibración hace que la bobina se mueva con respecto al imán. Según la ley de inducción electromagnética de Faraday, este movimiento induce una fuerza electromotriz (voltaje) en la bobina, que es directamente proporcional a la velocidad de vibración.
Mecanismo operativo detallado:
Transferencia de vibración: la vibración se transfiere desde la superficie de la máquina a la estructura mecánica interna del sensor a través de su base de montaje.
Movimiento del sistema inercial: el sistema inercial interno (incluida la bobina) se mueve con respecto a la carcasa (y el imán) bajo el efecto de la vibración. La bobina corta las líneas de flujo magnético del campo magnético fijo generado por el imán permanente.
Generación de EMF: cortar las líneas de flujo magnético induce una fuerza electromotriz (EMF) en la bobina. Según la ley de Faraday, la magnitud de la FEM es proporcional a la velocidad a la que la bobina corta las líneas de flujo, es decir, proporcional a la velocidad de vibración.
Salida de señal: La señal de voltaje generada se transmite al equipo de monitoreo a través del conector de estándar militar tipo MIL-C-5015 10 SL-4 de montaje lateral y el cable correspondiente. La amplitud de la señal corresponde directamente a la velocidad de vibración.
Respuesta de frecuencia: La estructura mecánica (sistema masa-resorte-amortiguador) del sensor determina sus características de frecuencia. Su frecuencia natural está diseñada para ser de 10 Hz ±1 Hz. Dentro de un cierto rango por encima de la frecuencia natural (10 Hz - 1 kHz), la señal de salida sigue linealmente el cambio en la velocidad de vibración. La respuesta típica de amplitud-frecuencia es: -3 dB a 10 Hz, ±0,5 dB entre 30 y 400 Hz y ±1 dB entre 400 Hz y 1 kHz.
Ventajas:
Autoalimentado: no requiere fuente de alimentación externa, simplifica la arquitectura del sistema, elimina el ruido de las líneas eléctricas y es ideal para entornos peligrosos o ubicaciones remotas.
Alta confiabilidad: como dispositivo pasivo, tiene menos piezas móviles y componentes electrónicos. Su estructura simple es robusta y duradera, ofreciendo un largo tiempo medio entre fallas (MTBF).
Alta relación señal-ruido: la amplitud de la señal de salida es relativamente grande (20 mV/mm/s) y la baja impedancia de salida (<700 Ω) proporciona una fuerte inmunidad a las interferencias electromagnéticas, lo que la hace adecuada para transmisiones de larga distancia.
Respuesta de fase estable: la respuesta de fase consistente en toda la banda de frecuencia se adapta a los sistemas de diagnóstico sensibles a la fase, lo que facilita un análisis de fase preciso.
Medición directa de la velocidad: la velocidad de vibración es un parámetro comúnmente utilizado por la Organización Internacional de Normalización (ISO) para evaluar la gravedad de la vibración de la máquina. El CV214 emite directamente una señal proporcional a la velocidad, eliminando la necesidad de integración o diferenciación y evitando los errores y cambios de fase asociados.
Aplicaciones
El CV214 se utiliza principalmente en los siguientes campos:
Generadores Hidroeléctricos: Monitoreo de vibraciones de turbinas, cojinetes de generadores y marcos, particularmente adecuado para ambientes húmedos de plantas hidroeléctricas.
Turbinas de vapor: Adecuadas para el monitoreo de vibraciones en componentes críticos como carcasas de presión intermedia y baja y carcasas de cojinetes. Su rango de temperatura cubre los requisitos de la mayoría de aplicaciones de turbinas de vapor.
Maquinaria industrial de baja velocidad: como ventiladores, bombas, compresores, cajas de engranajes y motores grandes para monitoreo y protección de vibraciones de rutina.
Sistemas portátiles de medición de vibraciones: No requiere energía, lo que facilita la instalación temporal y las verificaciones puntuales en el sitio, lo que los convierte en una herramienta ideal para los ingenieros de PdM (mantenimiento predictivo).
Atmósferas potencialmente explosivas: con sus certificaciones integrales a prueba de explosiones, puede usarse en áreas peligrosas con gases o polvo inflamables en industrias como la de petróleo, gas y productos químicos.
Cable a juego y consejos de instalación
El CV214 está diseñado para usarse con el conjunto de cables dedicado ED121. Este cable tiene una longitud nominal de 15 metros, cuenta con pares trenzados y blindados (núcleos trenzados de 2 × 0,5 mm²) y tiene una cubierta exterior de PTFE (politetrafluoroetileno), que ofrece una excelente resistencia química y propiedades a altas temperaturas. Su rango de temperatura de funcionamiento es de -65°C a 121°C. El cable está terminado con un conector MIL-C-5015 10SL-4SN, que encaja perfectamente con el conector del sensor.
En entornos industriales extremadamente hostiles (por ejemplo, con riesgos de alta temperatura, abrasión o aplastamiento), se recomienda proteger aún más el conjunto de cables con un conducto metálico flexible (funda flexible) para protección mecánica.
Durante la instalación, asegúrese de que la superficie de montaje del sensor esté limpia y plana para lograr una respuesta de frecuencia y una precisión de medición óptimas. Apriete el tornillo de montaje al par recomendado de 6 N·m para garantizar una rigidez de montaje suficiente, evitando apretar demasiado, lo que podría dañar el sensor o las roscas del equipo.
Resumen de especificaciones clave
Principio de funcionamiento: inducción electromagnética de bobina móvil
Sensibilidad: 20 mV/mm/s (508 mV/pulg/s) ±5 % (@100 Hz, 22 °C)
Rango de frecuencia: 10 Hz – 1 kHz (-3 dB a 10 Hz)
Frecuencia de resonancia: 10 Hz ±1 Hz
Sensibilidad transversal: máx. ±10%
Impedancia de salida: <700 Ω
Temperatura de funcionamiento: -29 °C a 121 °C (-20 °F a 250 °F)
Temperatura de almacenamiento: -40 °C a 100 °C (-40 °F a 212 °F)
Clasificación de protección: IP64 (IEC 60529)
Resistencia a los golpes: 50 g máximo (media onda sinusoidal, 1 ms de duración)
Conector: MIL-C-5015 10 SL-4 (montaje lateral)
Par de montaje: 6 N·m
Peso: aprox. 0,4 kilos
Certificaciones a prueba de explosiones: ATEX, cCSAus, KGS, TR CU (consulte las Especificaciones para obtener más detalles)
