تهویه کننده سیگنال IQS900 204-900-000-011

IQS900 یک حالت دهنده سیگنال ماژولار با کارایی بالا از خط تولید VM است. این یک جزء حیاتی است که به طور خاص برای نظارت بر وضعیت و سیستم‌های حفاظتی ماشین‌های دوار طراحی شده است که برای هدایت و پردازش سیگنال‌های حسگرهای مجاورت غیر تماسی (مانند TQ402/TQ412) بر اساس اصل جریان گردابی استفاده می‌شود. IQS900 در نظر گرفته شده است تا جایگزین مدل قبلی خود یعنی IQS450 شود، نه تنها مطابقت دارد، بلکه اغلب از عملکرد خود فراتر می رود، در حالی که چندین پیشرفت مدرن را ارائه می دهد، و آن را به یک راه حل پیشرفته تبدیل می کند که نیازها را برای قابلیت اطمینان بالا، ایمنی و تشخیص هوشمند در بخش های صنعتی امروزی برآورده می کند.

این تهویه‌کننده به‌عنوان هسته «مغز» یک سیستم اندازه‌گیری مجاورت کامل عمل می‌کند (معمولاً شامل یک سنسور TQ4xx، یک کابل داخلی EA402 و تهویه‌کننده سیگنال IQS900). وظیفه برانگیختن سنسور، پردازش سیگنال ضعیف برگشتی و تبدیل آن به سیگنال خروجی ولتاژ یا جریان با دقت بالا برای استفاده توسط سیستم های نظارت بعدی را بر عهده دارد. این امکان نظارت مداوم بر پارامترهای کلیدی مانند ارتعاش مکانیکی، جابجایی محوری و سرعت چرخش را فراهم می کند.

ویژگی ها و مزایای اصلی
مجموعه ویژگی های IQS900 برای ارائه عملکرد اندازه گیری استثنایی، انعطاف پذیری بالای سیستم و سازگاری محیطی قوی طراحی شده است. توابع اصلی آن عبارتند از:

1. سازگاری با حالت خروجی دوگانه:

• خروجی جریان (2 سیم): یک سیگنال جریان خطی از -15.5 میلی آمپر تا -20.5 میلی آمپر (مرتبط با محدوده اندازه گیری 2 میلی متر یا 4 میلی متر) ارائه می دهد. این حالت برای انتقال سیگنال در مسافت های طولانی ایده آل است، ایمنی قوی در برابر نویز ارائه می دهد و اتصال با موانع ایمنی ورودی جریان یا جداکننده ها را تسهیل می کند.

• خروجی ولتاژ (3 سیم): یک سیگنال ولتاژ خطی از 1.6- تا 17.6- ولت (مرتبط با محدوده اندازه گیری 2 یا 4 میلی متر) ارائه می دهد. این حالت دارای امپدانس خروجی بسیار کم (<100 Ω در DC، <300 Ω در 20 کیلوهرتز) است که به آن امکان می دهد بارهای امپدانس ورودی بالاتری را هدایت کند و با طیف وسیع تری از جداکننده های شخص ثالث با حداقل تضعیف سیگنال کار کند.

2. تشخیص داخلی (اختیاری):

• این یک ارتقاء بزرگ نسبت به نسل های قبلی است. کاربران می توانند نسخه ای با عیب یابی را انتخاب کنند (گزینه سفارش C2).

• این عملکرد به طور مداوم سلامت کل زنجیره اندازه گیری از جمله سنسور، کابل کواکسیال و خود تهویه کننده را کنترل می کند.

• به محض تشخیص مسائلی مانند مدارهای باز، اتصال کوتاه، آسیب کابل، خرابی سنسور یا خطاهای تهویه‌کننده داخلی، بلافاصله با هدایت سیگنال خروجی به خارج از محدوده عملکرد عادی خود، زنگ خطر را اعلام می‌کند. به عنوان مثال، خروجی جریان عادی باید بین -15.5 و -20.5 میلی آمپر باشد. جریان خروجی بالاتر از -15.5 میلی آمپر یا کمتر از -20.5 میلی آمپر به وضوح نشان دهنده خطای سیستم است.

• این ویژگی برای فعال کردن تعمیر و نگهداری پیش بینی شده، کاهش زمان خرابی برنامه ریزی نشده و افزایش ایمنی کلی سیستم بسیار مهم است.

3. گواهینامه سطح یکپارچگی ایمنی (SIL):

• نسخه IQS900 با عیب یابی برای مطابقت با SIL 2 (طبق استاندارد IEC 61508) و Category Level Performance Cat 1 (طبق ISO 13849) طراحی شده است. این بدان معناست که طراحی سخت‌افزار و نرم‌افزار آن الزامات قابلیت اطمینان بالا را برای کاربردهای ایمنی عملکردی برآورده می‌کند و می‌تواند در سیستم‌های حفاظتی ماشین‌های مرتبط با ایمنی استفاده شود.

4. تقویت ایمنی:

• طراحی IQS900 به طور قابل توجهی مقاومت در برابر تداخل الکترومغناطیسی (EMI) و اختلالات ناشی از شبکه (ایمنی ولتاژ قاب) را بهبود می بخشد. این سیگنال های اندازه گیری پایدار و دقیق را حتی در محیط های صنعتی پر سر و صدا تضمین می کند و از هشدارهای کاذب جلوگیری می کند.

5. رابط های آزمایشی و سیگنال خام:

• خروجی خام (RAW/COM): یک سیگنال ولتاژ متناسب با شکاف پروب سنسور (نامی 0.8- تا 8.8- ولت) قبل از تهویه کامل ارائه می دهد. این رابط را می توان برای تشخیص پیشرفته، راه اندازی سیستم یا اتصال به تجهیزات تست تخصصی استفاده کرد.

• ورودی تست (TEST/COM): اجازه می دهد تا یک سیگنال تست خارجی (± 0.1 تا 4.0 Vp-p نامی، DC جفت شده) به سیستم تزریق شود تا عملکرد کل کانال نظارت (از تهویه کننده به بعد) را بدون حرکت فیزیکی اجزای مکانیکی تأیید کند.

6. مکانیسم های حفاظتی جامع:

• شامل ویژگی هایی مانند حفاظت در برابر اتصال کوتاه خروجی و حفاظت از اضافه ولتاژ (معمولی -33 VDC)، افزایش استحکام دستگاه در حین نصب و بهره برداری، و جلوگیری از آسیب ناشی از خطاهای سیم کشی یا نوسانات تصادفی.

7. گزینه های نصب انعطاف پذیر:

• می توان مستقیماً با استفاده از دو پیچ M4 نصب کرد.

• آداپتور نصب ریلی MA130 اختیاری (گزینه سفارشی G2) امکان نصب آسان بر روی ریل های استاندارد TH 35 DIN (بر اساس استاندارد EN 50022 / IEC 60715) را فراهم می کند و ادغام و نگهداری در کابینت های کنترل را تا حد زیادی تسهیل می کند.

8. بلوک های ترمینال قابل جابجایی:

• اتصالات ورودی و خروجی از اتصالات ترمینال پیچی قابل جابجایی استفاده می کنند. بلوک ترمینال را می توان برای سیم کشی از محفظه جدا کرد و پس از اتمام دوباره به برق وصل کرد. این طرح سیم کشی را تا حد زیادی ساده می کند و در زمان و مکان نصب صرفه جویی می کند.

9. گواهینامه های جامع حفاظت از انفجار:

• Ex ec [Gas]: مناسب برای منطقه 2.

• Ex ia [گاز]: مناسب برای مناطق 0، 1، 2 (ایمنی ذاتی).

• Ex ia [گرد و غبار]: مناسب برای مناطق 20، 21، 22 (ایمنی ذاتی).

• IQS900 در نسخه های مختلف تایید شده (Ordering Option A5) برای استفاده در مناطق خطرناک (جوهای بالقوه انفجار) موجود است. حالت های حفاظتی آن عبارتند از:

• دارای گواهینامه های بسیاری از مناطق جهانی، از جمله ATEX اروپا، IECEx بین المللی، cCSAus آمریکای شمالی، KGS کره، UKEX UK و EAC روسیه است که از انطباق برای بازارهای جهانی اطمینان حاصل می کند.

توضیح اصل کار عمیق
اصل اصلی کار IQS900 اثر جریان گردابی است. عملیات آن یک فرآیند الکترونیکی حلقه بسته دقیق است که می تواند به مراحل زیر تقسیم شود:

1. تولید سیگنال تحریک فرکانس بالا:

• IQS900 دارای یک نوسان ساز داخلی با فرکانس بالا (مدولاتور) است. این مدار یک سیگنال سینوسی AC پایدار و با فرکانس بالا (معمولاً محدوده مگاهرتز) تولید می کند.

2. راندن سنسور و نسل جریان گردابی:

• این سیگنال با فرکانس بالا از طریق کابل کواکسیال به سنسور مجاورتی متصل TQ402 یا TQ412 منتقل می شود. هسته سنسور یک سیم پیچ دقیق است که در یک نوک کاوشگر ساخته شده از Torlon محصور شده است.

• هنگامی که جریان فرکانس بالا از سیم پیچ عبور می کند، یک میدان الکترومغناطیسی متناوب با فرکانس بالا در اطراف آن ایجاد می کند.

3. اثر جریان گردابی و اتلاف انرژی:

• هنگامی که کاوشگر حسگر به یک هدف فلزی (معمولاً شفت ماشین) نزدیک می شود، میدان الکترومغناطیسی متناوب جریان های حلقه بسته را که جریان گردابی نامیده می شود، در سطح هدف القا می کند.

• طبق قانون لنز، این جریان های گردابی یک میدان مغناطیسی جدید در مقابل میدان اصلی ایجاد می کنند و در برابر تغییرات آن مقاومت می کنند.

• این فرآیند انرژی مصرف می کند و باعث تغییر در امپدانس موثر سیم پیچ حسگر می شود. به طور خاص، هر دو اندوکتانس سیم پیچ (L) و مقاومت (R) تغییر می کنند. فاصله (فاصله) بین پروب سنسور و هدف مستقیماً درجه این اتلاف انرژی را تعیین می کند: شکاف کوچکتر منجر به اثر جریان گردابی قوی تر، اتلاف انرژی بیشتر و تغییر امپدانس سیم پیچ قابل توجه تر می شود.

4. دمودولاسیون و استخراج سیگنال:

• تغییر در امپدانس سیم پیچ حسگر دامنه سیگنال فرکانس بالا را که از حسگر به IQS900 منعکس می شود تعدیل می کند (تغییر می دهد). اطلاعات فاصله در این تغییر دامنه کدگذاری می شود.

• مدار دمدولاتور داخل IQS900 وظیفه تشخیص این سیگنال فرکانس بالا مدوله شده را بر عهده دارد. مانند یک گیرنده رادیویی دقیق عمل می کند، موج حامل فرکانس بالا را فیلتر می کند و تنها سیگنال تغییرات دامنه فرکانس پایین (یعنی پاکت) را که متناسب با شکاف است استخراج می کند.

5. تهویه سیگنال و خروجی استاندارد:

• تقویت: سیگنال ولتاژ ضعیف را تا حد قابل استفاده افزایش می دهد.

• خطی سازی: از الگوریتم های داخلی و جبران مدار برای تصحیح غیرخطی بودن ذاتی سنسور استفاده می کند و اطمینان حاصل می کند که خروجی بسیار خطی با شکاف مکانیکی در کل محدوده مشخص شده است.

• جبران دما: از طراحی جبران‌شده با دما برای به حداقل رساندن تأثیر تغییرات دمای محیط بر دقت اندازه‌گیری استفاده می‌کند.

• سیگنال خام دمودوله شده بسیار ضعیف است و ممکن است شامل غیر خطی بودن و رانش دما باشد. مدار تهویه IQS900 آن را طی چند مرحله پردازش می کند:

• پس از تهویه، مدار یک سیگنال ولتاژ DC تمیز و پایدار تولید می کند که دقیقاً متناسب با شکاف است.

6. تبدیل مرحله خروجی:

• حالت خروجی ولتاژ: به طور مستقیم از طریق یک مدار پیرو ولتاژ با امپدانس خروجی بسیار کم (<100Ω) خروجی می شود. این تضمین می‌کند که ولتاژ خروجی حتی با کابل‌های طولانی یا امپدانس بار پایین‌تر ثابت می‌ماند.

• حالت خروجی جریان: از یک مدار مبدل VI (ولتاژ به جریان) دقیق برای تبدیل سیگنال ولتاژ به سیگنال جریان محدوده 4-20 میلی آمپر (مخصوصاً 15.5- تا 20.5- میلی آمپر) استفاده می کند. این مدار یک مقدار جریان ثابت را حفظ می کند، بدون اینکه تغییر در مقاومت بار (در یک محدوده معین) تحت تأثیر قرار گیرد.

• بسته به گزینه سفارش کاربر (B21-B24)، این سیگنال ولتاژ DC در نهایت به یکی از دو فرم خروجی صنعتی استاندارد تبدیل می شود:

7. عملکرد عملکرد عیب یاب (در صورت مجهز بودن):

• ماژول تشخیص به طور مداوم پارامترهای کلیدی مانند دامنه نوسانگر، مقادیر جریان/ولتاژ مرحله خروجی و ولتاژ منبع تغذیه را نظارت می کند.

• این شامل الگوریتم های پیچیده و مقایسه کننده های آستانه است. اگر هر یک از پارامترها از یک پنجره عملیاتی از پیش تعیین شده منحرف شود (به عنوان مثال، مدار باز سیم پیچ حسگر باعث خرابی نوسانگر می شود، یا اتصال کوتاه کابل باعث خروجی غیرعادی می شود)، بلافاصله خروجی اندازه گیری عادی را لغو می کند و آن را به یک مقدار حالت خطا از پیش تعریف شده (خارج از -15.5/-1.6V یا -20.5/-) وادار می کند، با نظارت بر شرایط جریان بالا و با آن یک بازه ولتاژ 20.5/-17 را روشن می کند. سیستم

برنامه های کاربردی اولیه

سیستم IQS900 یک انتخاب ایده آل برای تجهیزات مهم زیر است:

• توربین های بخار، توربین های گاز: نظارت بر ارتعاش روتور و فرکانس عبور پره.

• هیدروتوربین ها: پایش خروج شفت و جابجایی محوری.

• کمپرسورهای توربو (گریز از مرکز، محوری): نظارت بر ارتعاش برای جلوگیری از آسیب در شرایطی مانند موج.

• پمپ های بزرگ، فن ها: نظارت بر وضعیت ارتعاش برای جلوگیری از آسیب آب بندی و یاتاقان.

• ژنراتورها، موتورها: نظارت بر وضعیت بلبرینگ و یکنواختی شکاف هوا.