El acelerómetro piezoeléctrico CA202 es un sensor de vibración industrial de alto rendimiento de la línea de productos de vibrómetros de Meggitt, diseñado para el monitoreo de vibraciones a largo plazo en entornos industriales hostiles y atmósferas potencialmente explosivas. Esta introducción de producto se centra en el modelo 144-202-000-116, que es la versión certificada a prueba de explosiones (Ex) con un cable integral de 6 metros, adecuada para medición de vibraciones en áreas peligrosas (Zonas 0, 1, 2).
Este sensor cuenta con un elemento de medición policristalino en modo de corte con aislamiento interno de la carcasa, que ofrece un diseño simétrico y robusto con excelente estabilidad de temperatura, alta sensibilidad y un amplio rango de respuesta de frecuencia. Su cable integral está encerrado en una manguera de protección flexible de acero inoxidable y soldado herméticamente a la caja del sensor, formando un conjunto sellado que es a prueba de polvo, agua, aceite y corrosión, lo que garantiza un funcionamiento confiable a largo plazo en condiciones severas como altas temperaturas, alta humedad, polvo y niebla salina.
Como unidad de detección 'frontal' de un sistema de monitoreo de vibraciones, el CA202 generalmente se integra con amplificadores de carga vibro-meter® (p. ej., serie IPC70x), unidades de separación galvánica (GSI XXX) y sistemas de monitoreo posteriores (p. ej., sistemas MMS o VM 600) para formar una cadena completa de medición de vibraciones. Se utiliza ampliamente para monitorear el estado y alerta temprana de fallas en varios tipos de maquinaria rotativa.
2. Características y beneficios clave
Diseño de alta confiabilidad: Cuenta con una caja de acero inoxidable austenítico completamente soldada y una manguera de protección de acero inoxidable resistente al calor, formando un conjunto herméticamente sellado que protege contra la humedad, agua, vapor, aceite, niebla salina, polvo, hongos y arena.
Adecuación ambiental excepcional: el sensor funciona en un amplio rango de temperatura de -55 °C a +260 °C, y el cable es capaz de soportar temperaturas continuas de -55 °C a +200 °C, lo que lo hace adecuado para ambientes extremadamente fríos y calientes.
Excelente rendimiento eléctrico y mecánico:
Alta sensibilidad: 100 pC/g, lo que permite una detección eficaz de señales de vibración débiles.
Amplia respuesta de frecuencia: 0,5 Hz a 6000 Hz (±5%), cubriendo los componentes de frecuencia de vibración de la mayoría de la maquinaria industrial.
Alta resistencia de aislamiento: ≥10^9 Ω, lo que garantiza una transmisión de señal limpia y minimiza las interferencias de fugas.
Baja sensibilidad transversal: ≤3%, lo que mejora la precisión de la medición direccional.
Certificaciones integrales a prueba de explosiones: el modelo 144-202-000-116 cuenta con certificaciones dobles a prueba de explosiones de seguridad intrínseca (Ex ia) y antichispas (Ex na). Cumple con los requisitos de múltiples regiones y estándares, incluidos Europa (ATEX), internacional (IECEx), América del Norte (cCSAus), Corea (KGS), el Reino Unido (UKEX) y Rusia (EA3C RU), lo que permite un uso seguro en áreas peligrosas designadas.
Fácil instalación y mantenimiento: proporciona orificios de montaje estándar para una instalación segura utilizando los tornillos M6 y las arandelas de resorte suministrados. El producto se suministra con calibración dinámica de fábrica, lo que normalmente elimina la necesidad de recalibración in situ.
3. Principio de medición y antecedentes técnicos
El CA202 es un acelerómetro piezoeléctrico. Su núcleo es un sensor sísmico basado en el efecto piezoeléctrico. La estructura interna consta de uno o más elementos de cristal de cuarzo o cerámico y una masa sísmica. Cuando el sensor vibra con el objeto medido, la masa sísmica aplica una tensión mecánica periódica (en modo de corte o compresión) a los cristales piezoeléctricos.
Según el efecto piezoeléctrico, esta tensión mecánica genera una señal de carga en la superficie del cristal proporcional a la aceleración aplicada. Esta señal de carga de alta impedancia se transmite a través de un cable de bajo ruido a un amplificador de carga externo (IPC XXX). El amplificador de carga convierte la señal de carga débil en una señal modulada por corriente de baja impedancia y resistente a interferencias (p. ej., 4-20 mA).
Esta señal de corriente se puede transmitir a largas distancias (más de 1000 metros) mediante un simple cable blindado de dos núcleos. Finalmente se envía a una unidad de separación galvánica (GSI XXX), que lo demodula en una señal de voltaje proporcional a la aceleración de la vibración (o velocidad después de la integración). Luego, esta señal de voltaje se procesa, muestra y utiliza para la generación de alarmas mediante sistemas de monitoreo de backend (por ejemplo, PLC, DCS o analizadores de vibración dedicados).
El CA202 pertenece a la categoría de 'acelerómetros con acondicionadores electrónicos separados'. Entre sus ventajas se incluyen:
Tolerancia a temperaturas extremas: el sensor en sí no contiene componentes electrónicos y puede funcionar de forma continua en entornos de hasta 260 °C.
Alta calidad de señal: el amplificador de carga se puede colocar cerca del sensor pero en un entorno más favorable, lo que reduce la pérdida de señal y la interferencia en largas distancias de transmisión de la señal de carga sin procesar.
Flexibilidad del sistema: Se pueden adaptar diferentes necesidades de medición cambiando los amplificadores de carga con diferentes sensibilidades o ajustando sus configuraciones.
4. Áreas de aplicación
Con su robustez, amplio rango de temperatura y características a prueba de explosiones, el acelerómetro piezoeléctrico CA202 se usa ampliamente para el monitoreo de vibraciones en los siguientes sectores industriales:
5. Instalación, cableado y precauciones de seguridad
5.1 Notas previas a la instalación
La seguridad es lo primero: lea y cumpla estrictamente las pautas de seguridad adjuntas. Para equipos utilizados en atmósferas potencialmente explosivas, es esencial que las marcas a prueba de explosiones en la placa de identificación del producto correspondan exactamente con las descritas en el Certificado de examen de tipo CE o documento de certificación equivalente.
Calificación del personal: Los instaladores deben poseer capacitación técnica profesional en electrónica e ingeniería mecánica (certificado/diploma profesional o equivalente) y estar familiarizados con los procedimientos de seguridad relevantes.
Protección contra descarga electrostática (ESD): al manipular el sensor y las placas de circuito de acondicionadores electrónicos (amplificadores de carga), se deben seguir los procedimientos de manipulación de dispositivos sensibles a la electrostática (ESD), como usar una muñequera antiestática y tocar un objeto metálico conectado a tierra para descargar la electricidad estática.
5.2 Puntos clave de instalación mecánica
Ubicación de montaje: Priorice el montaje en componentes rígidos como soportes de rodamientos, lo más cerca posible de los rodamientos. Evite el montaje sobre carcasas de máquinas o estructuras de baja rigidez para evitar que su propia resonancia introduzca errores de medición.
Preparación de la superficie de montaje:
La superficie debe ser plana, limpia y perpendicular al eje de medición.
Planitud superficial recomendada ≤ 0,01 mm, grado de rugosidad N7.
Taladre y rosca los agujeros según el dibujo (4 x M6).
Fijación de sensores:
Utilice los tornillos de cabeza hueca M6 x 35 y las arandelas de seguridad con resorte suministrados.
Se recomienda aplicar un adhesivo bloqueador de roscas de resistencia media como LOCTITE 241 a los tornillos para evitar que se aflojen debido a la vibración.
Con una llave dinamométrica, apriete los cuatro tornillos de manera uniforme en un patrón entrecruzado. El par final no debe exceder los 15 N·m.
Fijación de cables:
Utilice clips de montaje adecuados para tubos con un diámetro aproximado de 8 mm para fijar el cable firmemente a intervalos de 100 a 200 mm.
No doble excesivamente el cable. Se debe mantener el radio de curvatura mínimo ≥ 50 mm y en las curvaturas se debe formar un bucle suave de alivio de tensiones.
Evite tender el cable cerca de líneas eléctricas de alto voltaje o alta frecuencia para evitar interferencias electromagnéticas.
Fijar de forma segura el cable a intervalos regulares puede reducir el ruido de baja frecuencia causado por el efecto triboeléctrico.
5.3 Conexión eléctrica e integración del sistema
El CA202 debe integrarse con equipos vibro-meter® compatibles para formar una cadena de medición completa:
Amplificador de carga (IPC XXX): Monte en un lugar con vibración mínima y temperatura ambiente adecuada (-25 °C a +70 °C). Conecte correctamente el cable integral del CA202 y el cable de transmisión (serie K 2XX) a las regletas de terminales del amplificador según el diagrama de cableado.
Cable de transmisión (K 2XX): Cable blindado de doble núcleo que se utiliza para conectar el amplificador de carga a la unidad de separación galvánica. Se puede pasar a través de un conducto metálico flexible (p. ej., KS 106) para obtener protección mecánica adicional.
Unidad de separación galvánica (GSI XXX): normalmente montada en un riel DIN dentro de un gabinete o sala de control. Proporciona energía para el bucle de dos cables y lee la señal actual, convirtiéndola en una señal de voltaje para el sistema de monitoreo. Tenga en cuenta que el blindaje del cable de transmisión no debe conectarse a tierra en el extremo de la unidad de separación galvánica para evitar bucles de tierra.
Conexión a tierra: Siga estrictamente los requisitos del Manual de instalación (p. ej., Figuras 5-11, 6-13) para conexión a tierra de un solo punto. Una conexión a tierra correcta para todo el sistema es crucial para la supresión del ruido y la precisión de las mediciones.
5.4 Requisitos especiales para atmósferas potencialmente explosivas
La instalación, operación y mantenimiento deben cumplir estrictamente con las Condiciones Especiales para un Uso Seguro especificadas en la sección 'Programa' del Certificado de Examen de Tipo CE del producto o su equivalente.
Cualquier modificación, transformación o reparación realizada sin la autorización escrita de Vibro-Meter / Meggitt invalidará la certificación a prueba de explosiones y la garantía del producto.
Asegúrese de que el entorno de instalación (temperatura, grupo de gas, etc.) cumpla con la marca a prueba de explosiones del producto (por ejemplo, T6...T2).
6. Mantenimiento y soporte técnico
Mantenimiento de rutina: Inspeccione periódicamente la fijación mecánica del sensor y el cable por seguridad, y verifique si hay daños físicos o abolladuras. Inspeccione la integridad del sellado de cajas de conexiones y carcasas de amplificadores.
No se requiere calibración periódica: el producto se suministra con una calibración dinámica precisa de fábrica. Por lo general, la recalibración in situ no es necesaria a menos que los datos sean sospechosos después de un shock severo o una operación anormal.
Solución de problemas: Si las señales de medición son anormales, verifique sistemáticamente la cadena de medición: ¿Está seguro el montaje del sensor? ¿Las conexiones de los cables son firmes y correctas? ¿Es adecuada la conexión a tierra? ¿El suministro de energía es normal?
Soporte técnico y reparación: Para fallas no resueltas, comuníquese con Meggitt SA o su representante autorizado local. Los usuarios nunca deben desmontar ellos mismos el sensor ni los acondicionadores electrónicos. Todas las reparaciones deben ser realizadas por personal capacitado y calificado autorizado por Meggitt.
