Acondicionador de señal IQS450 204-450-000-001-A1-B21-H10-I0

El IQS450 204-450-000-001-A1-B21-H10-I0 es un sistema de medición de desplazamiento por corrientes parásitas sin contacto de alta precisión y confiabilidad presentado por Vibro-Meter SA. Este sistema está diseñado específicamente para el monitoreo y la protección continuos en línea de parámetros críticos como la vibración del eje, el desplazamiento axial, la excentricidad y la velocidad (Keyphasor) en maquinaria rotativa que opera en entornos industriales hostiles. Como componente de detección clave para el mantenimiento predictivo industrial y la gestión del estado de las máquinas, sus mediciones están directamente relacionadas con la seguridad de los equipos y la continuidad de la producción.

Basado en el principio clásico de corrientes parásitas, el núcleo del sistema consta de un transductor sin contacto serie TQ 402 o TQ 412 emparejado con un acondicionador de señal IQS 450, calibrado de fábrica como una unidad para garantizar una precisión de medición excepcional y una intercambiabilidad de componentes. El código 'H10' en el número de modelo indica una configuración del sistema con una longitud total de cable de 10 metros. Esto es adecuado para aplicaciones donde el punto de montaje del transductor está lejos del gabinete de monitoreo o la caja de conexiones, lo que brinda flexibilidad de diseño para monitorear unidades grandes, como turbinas de vapor de centrales eléctricas y trenes de compresores grandes.

Su diseño cumple estrictamente con los estándares internacionales de protección de maquinaria (por ejemplo, API 670) y ofrece múltiples opciones de configuración para diferentes requisitos ambientales. El sistema emite una señal de voltaje linealmente proporcional a la brecha medida, presentando una amplia respuesta de frecuencia, baja deriva de temperatura y una fuerte capacidad antiinterferencia. Es una opción ideal para salvaguardar el funcionamiento seguro y estable de activos críticos como turbomaquinaria, equipos de generación de energía y grandes bombas y ventiladores.

Valor principal y características:

• Predicción confiable de fallas: Mide con precisión la vibración relativa del eje y los cambios de posición, proporcionando una base de diagnóstico para fallas tempranas como desequilibrio, desalineación, roces y desgaste de rodamientos.

• Adaptabilidad a entornos hostiles: el transductor puede funcionar de forma estable en entornos de alta temperatura de -40 °C a +180 °C. El sistema general tiene un diseño robusto y resistente al aceite, la suciedad y la corrosión.

• Fidelidad de señal de larga distancia: la configuración de longitud del sistema de 10 metros (H10), combinada con cables coaxiales de alta calidad y acondicionamiento de señal optimizado, garantiza la integridad de la señal en largas distancias de transmisión.

• Ingeniería y mantenimiento simplificados: los componentes son totalmente intercambiables sin necesidad de recalibración en campo, lo que reduce significativamente el inventario de piezas de repuesto y el tiempo de inactividad por reparación.

• Integración flexible del sistema: la salida de voltaje estándar se puede conectar directamente a DCS, PLC o sistemas de monitoreo de vibración dedicados, satisfaciendo diversas necesidades de protección y control de automatización.

2. Breve principio de funcionamiento del sistema

El sistema funciona basándose en el efecto de las corrientes parásitas en la inducción electromagnética. El oscilador de alta frecuencia dentro del acondicionador de señal IQS 450 aplica una corriente constante de alta frecuencia a través del cable coaxial a la bobina en la punta del transductor TQ 402/412, generando un campo magnético alterno de alta frecuencia alrededor de la bobina.

Cuando este campo se acerca a un objetivo metálico conductor (por ejemplo, la superficie de un eje giratorio), se inducen corrientes parásitas en la capa superficial del objetivo. Estas corrientes parásitas generan un nuevo campo magnético opuesto al original, debilitando así el campo de la bobina del transductor y provocando un cambio en la impedancia efectiva de la bobina. Este cambio de impedancia es función de la distancia (espacio) entre la punta del transductor y la superficie objetivo.

El circuito de precisión dentro del IQS 450 detecta y demodula este cambio de impedancia, convirtiéndolo en una señal de voltaje CC (Opción B21) altamente lineal al espacio. El voltaje de salida se vuelve más negativo a medida que aumenta el espacio (por ejemplo, -2 V representa un espacio pequeño, -18 V un espacio grande). Esta señal de voltaje contiene un componente de CC estático (espacio promedio) y un componente de CA dinámico (vibración) de la posición objetivo, y puede adquirirse, analizarse y procesarse directamente mediante un equipo de monitoreo de backend.

El sistema cuenta con compensación de temperatura, lo que suprime eficazmente los cambios en la resistencia de la bobina del transductor y las características del cable causados ​​por las variaciones de la temperatura ambiente, garantizando así la estabilidad de las mediciones a largo plazo.

3. Escenarios de aplicación típicos

Este sistema con una longitud de cable de 10 metros es particularmente adecuado para equipos giratorios de tamaño mediano a grande con puntos de monitoreo dispersos y largas distancias de cableado:

1. Industria de generación de energía:

• Turbinas de vapor/gas: monitoreo de la vibración del eje (dirección X/Y), posición axial y excentricidad de carcasas y cojinetes HP/IP/LP.

• Generadores: Monitoreo de vibración de rodamientos. (Para el monitoreo de voltaje del eje con escobillas de puesta a tierra, se requiere una aplicación especial).

• Turbinas Hidráulicas: Monitoreo de giro y holgura de palas.

2. Petróleo, gas y petroquímica:

• Compresores centrífugos/axiales: monitoreo de vibración y posición axial de varios cojinetes de etapa para evitar sobretensiones y desgaste.

• Trenes de bombas grandes: monitoreo del estado de vibración de bombas de transferencia y bombas de agua de alimentación.

• Equipos impulsados ​​por turbinas de gas: Aplicaciones en estaciones compresoras de ductos, plantas de GNL.

3. Industria Pesada y Manufactura:

• Motores de Alta Velocidad, Cajas de Cambios: Monitoreo de condición y diagnóstico de fallas.

• Industria del Acero: Monitoreo de vibraciones para grandes ventiladores, ventiladores desempolvados.

• Industria Papelera: Monitorización de rodamientos de rodillos.

4. Propulsión Marina: Monitoreo de vibraciones para conjuntos de turbinas de propulsión principal y cajas reductoras.

4. Puntos clave para la instalación, configuración y puesta en servicio (para el sistema H10)

1. Fase de planificación de la instalación:

• Planificación del recorrido del cable: planifique con antelación un recorrido razonable para el cable de 10 metros para evitar enrollamientos excesivos y redundantes. Deje suficiente holgura para la expansión térmica y la vibración del equipo, pero asegúrelo cuidadosamente.

• Protección contra interferencias electromagnéticas (EMI): los cables largos son más susceptibles de actuar como antenas captando interferencias. Asegúrese de que los cables de señal estén encaminados en bandejas/conductos de cables separados de fuentes de interferencia fuertes, como cables de alimentación y cables de alimentación VFD, con un espacio paralelo mínimo >30 cm. Se recomienda utilizar conductos metálicos o bandejas de cables conectados a tierra para un blindaje adicional.

• Protección del conector: Utilice fundas termorretráctiles para sellar y evitar que se aflojen los conectores entre el transductor y el cable de extensión, y entre el cable de extensión y el acondicionador, especialmente en ambientes con vibración o posible condensación.

2. Instalación mecánica del transductor:

• Respete estrictamente las restricciones de instalación: lea y siga atentamente todos los diagramas y tablas de la Sección 2.2 del Manual de instalación (p. ej., requisitos de espacio libre, espaciado y diámetro del eje). Esto es fundamental para lograr el rendimiento nominal del sistema.

• Configuración inicial de la separación: Establezca la separación mecánicamente utilizando galgas de espesores con la máquina estacionaria.
  * Para medición de vibración: se recomienda establecer el espacio inicial cerca de la mitad del rango lineal (~1,15 mm), correspondiente a una salida de ~ -9,6 V, lo que permite un margen suficiente para la vibración bidireccional.
  * Para monitoreo de posición axial: configúrelo cerca de un extremo del rango lineal (cerca o lejos) según la dirección esperada del movimiento.

• Preparación del área objetivo: La superficie del eje objetivo debe ser lisa, limpia y de material uniforme. Evite rayones, corrosión o recubrimientos locales, que pueden causar 'desviación eléctrica' ​​e interferir con la señal de vibración.

3. Fijación de cables:

• Fijación Antivibración: Dentro y fuera de la máquina, los cables deben fijarse de forma segura a estructuras rígidas mediante abrazaderas o bridas para cables a intervalos de 100-200 mm. Esto es crucial para un cable de 10 metros para evitar señales falsas debido a la vibración del cable.

• Radio de Curvatura Mínimo: Asegure curvaturas suaves con un radio no menor a 20 mm a lo largo de todo el recorrido del cable.

4. Conexión eléctrica y verificación de encendido:

• Alimentación y conexión a tierra: proporcione una fuente de alimentación estable de -24 VCC al IQS 450. Asegúrese de que el blindaje del sistema esté conectado a tierra en un único punto en el lado del sistema de monitoreo para evitar que los bucles de tierra introduzcan ruido.

• Verificación de encendido: Después de la conexión, encienda. Con el objetivo estacionario, mida el voltaje de salida del IQS 450. Este voltaje debe estar entre -1,6 V y -17,6 V y corresponder aproximadamente al espacio inicial establecido mecánicamente (se puede estimar utilizando la curva de calibración para acero VCL 140). Si el voltaje está cerca del riel de suministro negativo o cero, verifique las conexiones, la fuente de alimentación y el estado del transductor.

5. Ajuste eléctrico opcional:
después de la instalación mecánica y la verificación básica, se puede realizar una calibración fina para obtener la mejor curva característica para esa instalación específica:

• Utilice galgas de espesores no conductoras (p. ej., fenólicas) o un objetivo de calibración estándar para cambiar la separación a varios valores conocidos alrededor de la separación inicial.

• Registre el voltaje de salida del IQS 450 correspondiente a cada espacio.

• Trace la curva 'brecha frente a voltaje' para verificar la sensibilidad y linealidad del sistema para esta instalación real.

5. Guía de selección y accesorios de soporte (basada en documentos adjuntos)

• Cable de extensión (EA 402): Se utiliza cuando la longitud del cable integral del transductor es insuficiente. La longitud total de 10 metros para este sistema ya se puede lograr mediante un cable integral largo o una combinación de cables integrales + de extensión.

• Adaptador de montaje de sonda (PA 151/152/153): Se utiliza para montar el transductor fuera de la carcasa de la máquina, lo que permite ajustar el espacio desde el exterior para facilitar el mantenimiento.

• Pasacables (SG 102): Se utiliza para mantener el sello de la carcasa (grado de protección IP 68) cuando el cable del transductor pasa a través del casco de presión de una máquina o un recinto a prueba de explosiones.

• Caja de conexiones (JB 118): Se utiliza para proteger el punto de conexión entre el cable del transductor y el cable de extensión en ambientes hostiles.

• Carcasa industrial (ABA 15x): Se utiliza para montar en campo y proteger el acondicionador de señal IQS 450, brindando protección IP 66.

• Adaptador de montaje (MA 130): Se utiliza para montar fácilmente el acondicionador de señal IQS 450 en un riel DIN estándar.

• Barrera/aislador de seguridad (GSV 14x / GSI 124): cuando es necesario instalar todo el sistema o parte de él en una atmósfera potencialmente explosiva (área peligrosa), se deben seleccionar los componentes correspondientes de la versión certificada a prueba de explosiones (A2/A3) y se deben instalar barreras de seguridad certificadas (por ejemplo, GSV 14x para salida de voltaje, GSI 124 para salida de corriente) entre las áreas seguras y peligrosas para limitar la energía en el área peligrosa. Este modelo A1 es estándar y no apto para zonas peligrosas.

6. Notas importantes y recomendaciones de mantenimiento

• Nunca modifique los cables: absolutamente no corte ni empalme transductores ni cables de extensión en el sitio. Esto destruye la calibración del sistema y la adaptación de impedancia, lo que provoca una degradación o falla grave del rendimiento.

• Manejo del conector: Apriete los conectores únicamente a mano. Apretar demasiado puede dañar las roscas y los pasadores internos.

• Inspección periódica: durante las inspecciones de rutina, verifique si el transductor está flojo, si el revestimiento del cable muestra desgaste, cortes o envejecimiento por alta temperatura y si los conectores están apretados.

• Solución de problemas: si la salida del sistema es anormal (p. ej., sin salida, salida saturada, ruido excesivo), primero verifique la fuente de alimentación, las conexiones de los cables y la conexión a tierra, luego verifique si hay contaminación en la superficie del transductor o cambios en la condición de la superficie objetivo.

• Almacenamiento y transporte: Guarde los transductores en un ambiente seco. Durante el transporte, se recomienda colocar una tapa protectora de plástico sobre la punta del transductor para evitar impactos.