El TQ902 es un sensor de proximidad sin contacto de alto rendimiento basado en el principio de corrientes parásitas de la línea de productos VM. Sirve como componente principal de una cadena de medición de proximidad completa, que generalmente consta del sensor TQ902, un cable de extensión EA902 opcional y un acondicionador de señal IQS900.
El sensor TQ902 está diseñado específicamente para sistemas de protección y monitoreo de condición de maquinaria rotativa. Su función principal es medir con precisión el desplazamiento relativo (espacio) entre la sonda del sensor y un objetivo metálico (normalmente el eje de una maquinaria giratoria). Utilizando un método sin contacto, convierte cambios mínimos en la separación mecánica en variaciones en los parámetros eléctricos, proporcionando datos sin procesar para el posterior acondicionamiento de señales y la toma de decisiones del sistema.
El TQ902 es un reemplazo en forma, ajuste y funcionalidad equivalente para los sensores de la serie TQ4xx, con optimizaciones en materiales y diseño, igualando o incluso superando su rendimiento.
Este sistema se usa ampliamente en equipos críticos como turbinas de vapor, turbinas de gas, turbinas hidráulicas, turbocompresores, bombas grandes, ventiladores, generadores y motores para monitorear la vibración radial del eje, el desplazamiento axial (posición de empuje) y la velocidad de rotación (fasor clave). Es una unidad de detección indispensable para lograr protección de maquinaria, mantenimiento predictivo y seguridad funcional (por ejemplo, sistemas de detección de exceso de velocidad - ODS). Toda la cadena de medición cumple con los requisitos de API 670 5ª Edición.
Características y beneficios principales
El diseño del sensor TQ902 tiene como objetivo proporcionar mediciones confiables, estables y precisas en entornos industriales extremos. Sus características principales incluyen:
Principio de medición de corrientes parásitas sin contacto:
Utiliza el efecto maduro de corrientes parásitas para la medición, evitando por completo el contacto con el objetivo giratorio de alta velocidad, eliminando el desgaste y proporcionando una vida útil extremadamente larga y alta confiabilidad.
Capaz de medir objetivos fabricados de diversos materiales metálicos, ofreciendo una amplia gama de aplicaciones.
Resiliencia ambiental y a altas temperaturas:
Amplio rango de temperatura de funcionamiento: el cuerpo del sensor puede funcionar continuamente a temperaturas ambiente de -40 °C a +180 °C y soportar temperaturas de supervivencia a corto plazo de hasta +220 °C (durante un máximo de 2 horas), adecuado para diversos entornos industriales de alta temperatura, como ubicaciones cercanas a carcasas de cojinetes de turbinas.
Clasificación de protección excepcional: el cabezal del sensor (sonda y cable integral) cuenta con una clasificación de protección IP68, que ofrece protección completa contra la entrada de polvo y la inmersión continua, lo que garantiza un funcionamiento estable en entornos hostiles, húmedos, aceitosos y polvorientos.
Construcción mecánica robusta:
Material de la sonda: La bobina sensible del sensor está encapsulada con precisión dentro de la punta de la sonda hecha de PPS (sulfuro de polifenileno), un termoplástico de ingeniería de alto rendimiento y alta temperatura. El material PPS ofrece una excelente resistencia a altas temperaturas, productos químicos y resistencia mecánica.
Material del cuerpo: El cuerpo del sensor está fabricado en acero inoxidable AISI 316L y está engarzado de forma segura a la sección de la sonda, lo que garantiza la integridad estructural general y la resistencia a la corrosión.
Diseño de resistencia a
Configuración e instalación flexibles:
Múltiples tipos de roscas: ofrece opciones de roscas métricas (M10×1, M14×1,5, M16×1,5) e imperiales (3/8'-24UNF, 5/8'-18UNF, 1/2'-20UNF) para cumplir con los requisitos de instalación para diferentes regiones y equipos a nivel mundial.
Dimensiones personalizables: La longitud del cuerpo (C) y la longitud sin rosca (D) se pueden personalizar en incrementos de 1 mm dentro de un rango específico (por ejemplo, de 20 mm a 250 mm) para adaptarse a diferentes profundidades de orificios de montaje y estructuras mecánicas.
Múltiples longitudes de cable: proporciona varias longitudes de cable integral (E) (p. ej., 0,5 m, 1,0 m, 1,5 m, 2,0 m, 5,0 m, 10,0 m), que se pueden combinar con cables de extensión EA902 para lograr longitudes totales del sistema (TSL) de 1 m, 5 m o 10 m, cumpliendo con los requisitos de distancia de cableado en sitio.
Certificaciones de protección integral contra explosiones:
Disponible en versiones certificadas a prueba de explosiones (código de opción de pedido A5) para uso en áreas peligrosas (atmósferas potencialmente explosivas).
En el modo de protección 'Ex ec', el TQ902 actúa como un 'aparato simple' y, cuando se utiliza con un acondicionador de señal IQS900 certificado para 'Ex ec', se puede aplicar en entornos de gas de Zona 2.
En el modo de protección de seguridad intrínseca 'Ex ia', el TQ902 también actúa como un 'aparato simple' y, cuando se utiliza con un IQS900 certificado para 'Ex ia', se puede aplicar en entornos de gas Zona 0, 1, 2 y entornos de polvo Zona 20, 21, 22.
Posee certificaciones de múltiples regiones globales, incluidas ATEX europea, IECEx internacional, cCSAus de América del Norte, KGS de Corea, UKEX del Reino Unido y EAEU de Kazajstán.
Kits de protección opcionales:
Manguera flexible de acero inoxidable con funda de FEP: La manguera opcional de acero inoxidable flexible con funda de FEP (etileno propileno fluorado) proporciona protección mecánica sellada (a prueba de fugas) y aislamiento eléctrico para el cable del sensor. La funda de FEP también ofrece resistencia a casi todos los productos químicos, baja permeabilidad (contra líquidos, gases, humedad), flexibilidad, baja fricción y alta tenacidad mecánica, protegiendo eficazmente el cable contra daños en condiciones de operación exigentes.
Excelente resistencia a vibraciones y golpes:
Capaz de soportar vibraciones de 5 g máximo entre 10 Hz y 500 Hz y aceleración de impacto de 15 g máximo (pulso medio sinusoidal, 11 ms de duración), lo que garantiza un suministro de señal estable incluso junto a maquinaria que vibra vigorosamente.
Intercambiabilidad de componentes:
Forma una cadena de medición calibrada con el cable de extensión EA902 y el acondicionador de señal IQS900, en la que todos los componentes son intercambiables. Esto significa que cualquier componente se puede reemplazar sin recalibrar todo el sistema, lo que reduce significativamente los costos de mantenimiento y la complejidad del inventario.
Explicación detallada del princ
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Establecimiento de campo electromagnético de alta frecuencia:
El sensor requiere control desde un acondicionador de señal IQS900 posterior. Un oscilador de alta frecuencia dentro del IQS900 genera una corriente sinusoidal de CA estable de alta frecuencia (normalmente en el rango de MHz).
Esta corriente de alta frecuencia se transmite mediante un cable coaxial a la bobina de precisión dentro del sensor TQ902. Esta bobina está hecha de alambre enrollado y encapsulada dentro de la punta de la sonda de material PPS.
Generación de corrientes de Foucault y disipación de energía:
Cuando la corriente de alta frecuencia fluye a través de la bobina, genera un campo electromagnético alterno de alta frecuencia en el espacio circundante. Este campo penetra el material PPS en la parte superior de la sonda del sensor y se extiende hacia el espacio delante.
Cuando la sonda del sensor se acerca a un objetivo metálico (por ejemplo, un eje), el campo electromagnético alterno induce corrientes de circuito cerrado, llamadas corrientes parásitas, en la superficie del objetivo.
Según la Ley de Lenz, estas corrientes parásitas generan un nuevo campo magnético inducido de dirección opuesta al campo original, intentando siempre oponerse al cambio en el campo que las creó.
Modulación de impedancia del sensor:
A medida que las corrientes parásitas fluyen dentro del objetivo, generan calor debido a las propiedades resistivas del material, disipando energía. Esta energía proviene de la fuente (IQS900) que acciona la bobina.
Esta disipación de energía se manifiesta como un cambio en la impedancia efectiva de la bobina del sensor. Específicamente, tanto la inductancia (L) como la resistencia efectiva (R) de la bobina disminuyen.
Punto clave: El espacio (distancia) entre la sonda del sensor y el objetivo metálico determina directamente la fuerza del efecto de corriente parásita, controlando así el grado de cambio de impedancia de la bobina. Una brecha más pequeña da como resultado un acoplamiento de campo electromagnético más fuerte, corrientes parásitas inducidas más fuertes, una mayor pérdida de energía y un cambio de impedancia de la bobina más significativo. Por el contrario, una brecha mayor da como resultado un menor cambio de impedancia.
Transmisión de señal:
El cambio en la impedancia de la bobina modula (altera) la amplitud de la señal de alta frecuencia reflejada desde el IQS900. Básicamente, la información del intervalo está codificada en la variación de amplitud de esta señal de alta frecuencia.
Esta señal modulada de alta frecuencia se devuelve a través del cable coaxial al acondicionador de señal IQS900 para su posterior procesamiento.
Flujo de trabajo: IQS900 suministra corriente de alta frecuencia → La bobina TQ902 genera un campo magnético alterno → Induce corrientes parásitas en el objetivo metálico → Las corrientes parásitas causan disipación de energía → Cambios de impedancia de la bobina → El cambio de impedancia modula la amplitud de la señal de retorno → La señal modulada regresa a IQS900.
El TQ902 en sí no emite directamente una señal de voltaje o corriente proporcional al espacio. Realiza el primer paso de la 'conversión electromecánica', transformando los cambios en el espacio mecánico en cambios en los parámetros eléctricos (impedancia/inductancia). Las complejas tareas posteriores de procesamiento de señales: demodulación (extracción de variación de amplitud de la señal de alta frecuencia), amplificación, linealización, compensación de temperatura y salida estandarizada (conversión a señales de 4-20 mA o -1 ~ -17 V CC), son realizadas por el acondicionador de señal IQS900 aguas abajo. El rendimiento y la precisión del TQ902 son la base y la garantía para la medición de alta precisión de todo el sistema.
Aplicación e importancia en la cadena de medición completa
Como unidad de detección, el TQ902 desempeña un papel vital en la cadena de medición completa compuesta por 'Sensor - Cable - Acondicionador de señal':
Front End para sistemas de protección de maquinaria: monitorea continuamente la vibración y la posición del eje y cuando la amplitud o el desplazamiento de la vibración excede los umbrales de seguridad, el sistema activa alarmas o paradas para evitar daños catastróficos al equipo.
Base para el diagnóstico y el monitoreo de condiciones: la señal sin procesar que proporciona contiene información rica sobre el estado de la máquina. El análisis de los espectros y las tendencias de vibración puede diagnosticar fallas tempranas, como desequilibrio del rotor, desalineación y desgaste de los rodamientos, lo que permite un mantenimiento predictivo.
Componente clave en aplicaciones de seguridad funcional: cuando se combina con un IQS900 con diagnóstico (certificado SIL 2), toda la cadena de medición se puede utilizar en sistemas instrumentados de seguridad (SIS), como sistemas de protección contra exceso de velocidad (ODS), brindando protección para las operaciones de seguridad de la planta que cumple con los estándares de seguridad internacionales (IEC 61508, ISO 13849).
Punto de partida para la transmisión a larga distancia: cuando el IQS900 convierte su señal en una señal de corriente (2 cables) y la transmite a través de unidades de aislamiento como el GSI127, se puede lograr la transmisión de la señal a distancias de hasta 1 kilómetro, lo que es adecuado para el monitoreo distribuido en plantas grandes.
