El IQS900 es un acondicionador de señal modular de alto rendimiento de la línea de productos VM. Es un componente crítico diseñado específicamente para sistemas de protección y monitoreo de condición de maquinaria rotativa, utilizado para controlar y procesar señales de sensores de proximidad sin contacto (como el TQ402/TQ412) basados en el principio de corrientes parásitas. El IQS900 está destinado a reemplazar a su predecesor, el IQS450, no solo igualando sino a menudo superando su rendimiento, al mismo tiempo que introduce múltiples mejoras modernas, convirtiéndolo en una solución avanzada que satisface las demandas de alta confiabilidad, seguridad y diagnóstico inteligente en los sectores industriales actuales.
Este acondicionador sirve como el 'cerebro' central de un sistema completo de medición de proximidad (que normalmente consta de un sensor TQ4xx, un cable de extensión EA402 y el acondicionador de señal IQS900). Es responsable de excitar el sensor, procesar la señal débil devuelta y convertirla en una señal de salida de voltaje o corriente estandarizada y de alta precisión para su uso en sistemas de monitoreo posteriores. Esto permite un monitoreo continuo de parámetros clave como la vibración mecánica, el desplazamiento axial y la velocidad de rotación.
Funciones y beneficios principales
El conjunto de funciones del IQS900 está diseñado para ofrecer un rendimiento de medición excepcional, una alta flexibilidad del sistema y una sólida adaptabilidad ambiental. Sus funciones principales incluyen:
Compatibilidad del modo de salida dual:
Salida de corriente (2 cables): Proporciona una señal de corriente lineal de -15,5 mA a -20,5 mA (correspondiente a rangos de medición de 2 mm o 4 mm). Este modo es ideal para la transmisión de señales a larga distancia, ofrece una fuerte inmunidad al ruido y facilita la conexión con barreras o aisladores de seguridad de entrada de corriente.
Salida de voltaje (3 cables): Proporciona una señal de voltaje lineal de -1,6 V a -17,6 V (correspondiente a rangos de medición de 2 mm o 4 mm). Este modo presenta una impedancia de salida muy baja (<100 Ω en CC, <300 Ω a 20 kHz), lo que le permite controlar cargas de impedancia de entrada más altas y trabajar con una gama más amplia de aisladores de terceros con una atenuación de señal mínima.
Diagnóstico integrado (opcional):
Esta es una mejora importante con respecto a las generaciones anteriores. Los usuarios pueden optar por una versión con diagnóstico (Opción de pedido C2).
Esta función monitorea continuamente el estado de toda la cadena de medición, incluido el sensor, el cable coaxial y el propio acondicionador.
Al detectar problemas como circuitos abiertos, cortocircuitos, daños en los cables, fallas del sensor o errores del acondicionador interno, inmediatamente envía una alarma al llevar la señal de salida fuera de su rango operativo normal. Por ejemplo, la salida de corriente normal debe estar entre -15,5 y -20,5 mA; Una corriente de salida superior a -15,5 mA o inferior a -20,5 mA indica claramente una falla del sistema.
Esta característica es crucial para permitir el mantenimiento predictivo, reducir el tiempo de inactividad no planificado y mejorar la seguridad general del sistema.
Certificación de nivel de integridad de seguridad (SIL):
Inmunidad mejorada:
El diseño del IQS900 mejora significativamente la resistencia a las interferencias electromagnéticas (EMI) y a las perturbaciones transmitidas por la red (inmunidad al voltaje del marco). Esto garantiza señales de medición estables y precisas incluso en entornos industriales eléctricamente ruidosos, evitando falsas alarmas.
Interfaces de prueba y señal sin procesar:
Salida sin procesar (RAW/COM): Proporciona una señal de voltaje proporcional a la separación de la sonda del sensor (-0,8 a -8,8 V nominal) antes del acondicionamiento completo. Esta interfaz se puede utilizar para diagnósticos avanzados, puesta en servicio del sistema o conexión a equipos de prueba especializados.
Entrada de prueba (TEST/COM): Permite inyectar una señal de prueba externa (±0,1 a 4,0 Vp-p nominal, acoplada en CC) en el sistema para verificar la funcionalidad de todo el canal de monitoreo (desde el acondicionador en adelante) sin mover físicamente componentes mecánicos.
Mecanismos de Protección Integral:
Opciones de montaje flexibles:
Se puede montar directamente mediante dos tornillos M4.
El adaptador de montaje en carril DIN MA130 opcional (opción de pedido G2) permite una fácil instalación en carriles DIN estándar TH 35 (según EN 50022/IEC 60715), lo que facilita enormemente la integración y el mantenimiento dentro de los gabinetes de control.
Bloques de terminales extraíbles:
Las conexiones de entrada y salida utilizan conectores de terminales de tornillo extraíbles. El bloque de terminales se puede desconectar de la carcasa para realizar el cableado y volver a enchufarlo una vez finalizado. Este diseño simplifica enormemente el cableado, ahorrando tiempo y espacio de instalación.
Certificaciones de protección integral contra explosiones:
Ex ec [Gas]: Apto para Zona 2.
Ex ia [Gas]: Apto para Zonas 0, 1, 2 (Seguridad Intrínseca).
Ex ia [Polvo]: Apto para Zonas 20, 21, 22 (Seguridad Intrínseca).
El IQS900 está disponible en varias versiones certificadas (Opción de pedido A5) para uso en áreas peligrosas (atmósferas potencialmente explosivas). Sus modos de protección incluyen:
Posee certificaciones de numerosas regiones globales, incluidas ATEX europea, IECEx internacional, cCSAus de América del Norte, KGS de Corea, UKEX del Reino Unido y EAC de Rusia, lo que garantiza el cumplimiento de los mercados globales.
Explicación detallada del principio de funcionamiento
El principio de funcionamiento central del IQS900 es el efecto de corrientes parásitas. Su funcionamiento es un proceso electrónico preciso de circuito cerrado, que se puede descomponer en las siguientes etapas:
Generación de señal de excitación de alta frecuencia:
Impulsando el sensor y la generación de corrientes de Foucault:
Esta señal de alta frecuencia se transmite a través del cable coaxial al sensor de proximidad TQ402 o TQ412 conectado. El núcleo del sensor es una bobina de precisión encapsulada dentro de una punta de sonda hecha de Torlon.
Cuando la corriente de alta frecuencia fluye a través de la bobina, genera un campo electromagnético alterno de alta frecuencia a su alrededor.
Efecto de las corrientes de Foucault y pérdida de energía:
Cuando la sonda del sensor se acerca a un objetivo metálico (normalmente el eje de una máquina), el campo electromagnético alterno induce corrientes de circuito cerrado, llamadas corrientes parásitas, dentro de la superficie del objetivo.
Según la Ley de Lenz, estas corrientes parásitas generan un nuevo campo magnético opuesto al campo original, resistiendo sus cambios.
Este proceso consume energía, provocando un cambio en la impedancia efectiva de la bobina del sensor. Específicamente, tanto la inductancia (L) como la resistencia (R) de la bobina cambian. La distancia (espacio) entre la sonda del sensor y el objetivo determina directamente el grado de esta pérdida de energía: un espacio más pequeño da como resultado un efecto de corriente parásita más fuerte, una mayor pérdida de energía y un cambio de impedancia de la bobina más significativo.
Demodulación y extracción de señales:
El cambio en la impedancia de la bobina del sensor modula (altera) la amplitud de la señal de alta frecuencia reflejada desde el sensor al IQS900. La información de distancia está codificada en esta variación de amplitud.
El circuito demodulador dentro del IQS900 es responsable de detectar esta señal modulada de alta frecuencia. Actúa como un receptor de radio preciso, filtrando la onda portadora de alta frecuencia y extrayendo sólo la señal de variación de amplitud de baja frecuencia (es decir, la envolvente), que es proporcional al espacio.
Acondicionamiento de señal y salida estandarizada:
Amplificación: aumenta la señal de voltaje débil a un nivel utilizable.
Linealización: utiliza algoritmos internos y compensación de circuito para corregir la no linealidad inherente del sensor, asegurando que la salida sea altamente lineal con la separación mecánica en todo el rango especificado.
Compensación de temperatura: emplea un diseño con compensación de temperatura para minimizar el impacto de las variaciones de la temperatura ambiente en la precisión de la medición.
La señal bruta demodulada es muy débil y puede contener no linealidad y variación de temperatura. El circuito de acondicionamiento del IQS900 lo procesa a través de varias etapas:
Después del acondicionamiento, el circuito produce una señal de voltaje CC limpia y estable que es precisamente proporcional al espacio.
Conversión de etapa de salida:
Modo de salida de voltaje: Salida directa a través de un circuito seguidor de voltaje con impedancia de salida muy baja (<100Ω). Esto garantiza que el voltaje de salida permanezca estable incluso con cables largos o impedancia de carga más baja.
Modo de salida de corriente: utiliza un circuito convertidor VI (voltaje a corriente) de precisión para convertir proporcionalmente la señal de voltaje en una señal de corriente de rango de 4-20 mA (específicamente -15,5 a -20,5 mA). Este circuito mantiene un valor de corriente constante, que no se ve afectado por los cambios en la resistencia de carga (dentro de un cierto rango).
Operación de la función de diagnóstico (si está equipada):
El módulo de diagnóstico monitorea continuamente parámetros clave, como la amplitud del oscilador, los valores de corriente/voltaje de la etapa de salida y el voltaje de la fuente de alimentación.
Contiene algoritmos complejos y comparadores de umbrales. Si algún parámetro se desvía de una ventana de funcionamiento normal preestablecida (por ejemplo, un circuito abierto de la bobina del sensor que causa una falla del oscilador o un cortocircuito en el cable que causa una salida anormal), anula inmediatamente la salida de medición normal y la fuerza a un valor de estado de falla predefinido (fuera del rango de -15,5/-1,6 V o -20,5/-17,6 V), comunicando así claramente una condición de falla al sistema de monitoreo aguas arriba.
Aplicaciones primarias
El sistema IQS900 es una opción ideal para los siguientes equipos críticos importantes:
Turbinas de vapor, turbinas de gas: Monitoreo de vibración del rotor y frecuencia de paso de las palas.
Hidroturbinas: Monitoreo de descentramiento del eje y desplazamiento axial.
Turbocompresores (centrífugos, axiales): monitoreo de vibraciones para evitar daños causados por condiciones como sobretensiones.
Bombas grandes, ventiladores: monitoreo del estado de vibración para evitar daños en sellos y rodamientos.
Generadores, motores: monitoreo del estado de los rodamientos y la uniformidad del entrehierro.
