شتاب سنج پیزوالکتریک ویبرومتر CA202 144-202-000-126

شتاب سنج پیزوالکتریک CA202 یک سنسور ارتعاش صنعتی شاخص از برند ارتعاش سنج Meggitt Sensing Systems است که برای نظارت مداوم با دقت بالا، بسیار قابل اعتماد و طولانی مدت در محیط های صنعتی بسیار خشن و مناطق خطرناک بالقوه قابل انفجار طراحی شده است. این گزارش جزئیات مدل 144-202-000-126 را نشان می دهد که نسخه گواهینامه ایمنی ذاتی (Ex ia) مجهز به کابل یکپارچه 11 متری است. این مدل به ویژه برای کاربردهایی که نیاز به فواصل انتقال سیگنال طولانی‌تر در مکان‌های طبقه‌بندی شده به عنوان مناطق خطرناک 0، 1 یا 2 دارند، مانند نظارت بر ارتعاش ماشین‌های دوار حیاتی در کارخانه‌های پتروشیمی، ایستگاه‌های کمپرسور گاز طبیعی، سکوهای دریایی و معدن مناسب است.

این سنسور از یک عنصر حسگر پیزوالکتریک پلی کریستالی پیشرفته حالت برشی با عایق بندی کامل کیس داخلی، تضمین تقارن سیگنال عالی، حساسیت عرضی بسیار کم و مصونیت بالا در برابر تداخل حلقه زمین استفاده می کند. ویژگی بارز آن جوشکاری کاملاً هرمتیک محفظه فولادی ضد زنگ آستنیتی حسگر به شلنگ محافظ فولاد ضد زنگ مقاوم در برابر دمای بالا است که یک واحد یکپارچه مقاوم و ضد نشت را تشکیل می دهد. این ساختار در برابر قرار گرفتن طولانی مدت در برابر آلاینده های پیچیده صنعتی مانند رطوبت 100٪، بخار پرفشار، روغن روان کننده، مواد شیمیایی خورنده، اسپری نمک و گرد و غبار مقاومت می کند.

CA202-126 به عنوان جزء حسگر اصلی سیستم‌های تعمیر و نگهداری پیش‌بینی‌کننده صنعتی، با تقویت‌کننده‌های شارژ vibro-meter® (مانند IPC704/705)، ماژول‌های جداسازی گالوانیکی (سری GSI) و سیستم‌های نظارت هوشمند سطح بالایی (به‌عنوان مثال، VM600) کار می‌کند تا یک تجزیه و تحلیل کامل ارتعاش، انتقال و اندازه‌گیری وضعیت ارتعاش را تشکیل دهد. تصمیم گیری این پایه داده های ضروری را برای اطمینان از عملکرد ایمن، پایدار و طولانی مدت دارایی های صنعتی عمده فراهم می کند.

---

2. مزایای اصلی و ارزش پیشنهادی

1. تحمل و قابلیت اطمینان محیطی استثنایی:

• محدوده دمای شدید: سر حسگر از -55 درجه سانتیگراد تا +260 درجه سانتیگراد کار می کند و به آن اجازه می دهد مستقیماً روی نقاط داغ مانند کانال های خروجی توربین گاز یا محفظه پمپ های با دمای بالا بدون ترتیبات خنک کننده پیچیده نصب شود.

• قلعه مهر و موم شده یکپارچه: مهر و موم کاملاً جوش داده شده از سر حسگر تا خروجی کابل، سطح حفاظتی را فراهم می کند که از سنسورهای مبتنی بر کانکتور سنتی پیشی می گیرد، اتصال کوتاه داخلی یا کاهش عملکرد به دلیل نشت اتصال را کاملاً حذف می کند و در نتیجه هزینه های چرخه عمر کمتری را به همراه دارد.

2. عملکرد اندازه گیری برتر و وفاداری سیگنال:

• پایه نسبت سیگنال به نویز بالا: حساسیت بالای 100 pC/g، همراه با کابل کواکسیال کم نویز، امکان ثبت دقیق علائم لرزش خطا در مراحل اولیه ضعیف را فراهم می کند.

• پهنای باند گسترده و خطی بالا: پاسخ فرکانس مسطح از 0.5 هرتز تا 6 کیلوهرتز (± 5%) و دامنه دینامیکی گسترده تا 400 گرم، توانایی نظارت بر فرکانس‌های پایه شفت با سرعت پایین و اجزای فرکانس بالا مانند مش دنده یا عبور تیغه را تضمین می‌کند. خطای خطی کمتر از 1% است.

• قابلیت ضد تداخل عالی: خروجی دیفرانسیل متقارن و طراحی عایق داخلی به طور موثر تداخل حالت مشترک را سرکوب می کند. مقاومت عایق 10^9 Ω به طور قابل توجهی خطر نشت سیگنال را کاهش می دهد.

3. گواهینامه معتبر ایمنی برای مناطق خطرناک: مدل 144-202-000-126 گواهینامه های ایمنی ذاتی (Ex ia IIC) را که بازارهای عمده جهانی از جمله EU ATEX، International IECEx، UK UKEX، Korea KGS و EAC روسیه را پوشش می دهد، دریافت کرده است. این تضمین می کند که محصول می تواند با خیال راحت حتی در خطرناک ترین محیط های حاوی گازهای انفجاری گروه IIB+C (منطقه 0) مورد استفاده قرار گیرد، و تضمینی محکم برای انطباق پروژه و تولید ایمن است.

4. استقرار مهندسی راحت و طراحی بدون تعمیر و نگهداری:

• کابل بلند از پیش نصب شده: کابل انتگرال 11 متری انعطاف پذیری نصب زیادی را ارائه می دهد، مسیریابی در اطراف موانع را در طرح های پیچیده و قرار دادن تقویت کننده شارژ در مکان های قابل سرویس تر را تسهیل می کند.

• دقت از کارخانه: هر سنسور به صورت دینامیکی تحت شرایط استاندارد (5 گرم، 120 هرتز) با داده‌های کالیبراسیون ارائه شده کالیبره می‌شود، که عملکرد پلاگین و بازی را امکان‌پذیر می‌کند و راه‌اندازی در محل را بسیار ساده‌تر می‌کند.

• ساختار مکانیکی قوی: محفظه سنگین و کابل زره پوش طراحی شده برای محیط های صنعتی در برابر تنش های نصب و ارتعاش عملیاتی مداوم مقاومت می کند.

  
  

---

3. اصل کار و توضیح فنی

CA202 یک شتاب سنج پیزوالکتریک خروجی شارژ با امپدانس بالا است. عنصر حسگر هسته آن، ماده سرامیکی پیزوالکتریک پلی کریستالی خاص پلاریزه شده است که در حالت برشی کار می کند. هنگامی که در معرض ارتعاش محوری قرار می‌گیرد، یک جرم لرزه‌ای محکم همراه نیروی برشی به کریستال پیزوالکتریک وارد می‌کند و باعث تغییر شکل آن می‌شود.

بر اساس اثر پیزوالکتریک، پلاریزاسیون درون کریستال رخ می‌دهد و یک مقدار بار (Q) متناسب با تنش مکانیکی اعمال‌شده (یعنی شتاب) روی دو وجه الکترود آن ایجاد می‌کند. این رابطه را می توان به صورت زیر ساده کرد: Q = S * a ، که در آن S حساسیت بار (pC/g) و *a* شتاب ارتعاش (g) است. این سیگنال شارژ دارای ویژگی های امپدانس بالایی است و به شدت مستعد تداخل حرکت کابل، مقاومت کانکتور و میدان های الکترومغناطیسی است.

بنابراین، یک تقویت کننده شارژ اختصاصی (به عنوان مثال، IPC70x) باید برای تهویه سیگنال محلی استفاده شود. تقویت کننده شارژ اساساً یک مدار تقویت کننده عملیاتی با بهره بالا و امپدانس ورودی بالا است. عملکرد اصلی آن تبدیل سیگنال شارژ ضعیف به سیگنال ولتاژ یا جریان کم امپدانس است. Vibro-meter® از فناوری مدولاسیون جریان 2 سیمه پیشرفته استفاده می کند: تقویت کننده شارژ یک سیگنال حلقه جریان 4-20 میلی آمپری متناسب با شارژ ورودی (یعنی سطح ارتعاش) خروجی می دهد. این فناوری مزایای قابل توجهی را ارائه می دهد:

• ایمنی برتر نویز: سیگنال های فعلی نسبت به مقاومت خط انتقال حساس نیستند و کمتر در معرض نویز الکترومغناطیسی در طول مسیر هستند.

• انتقال از راه دور: انتقال بدون اعوجاج بیش از 1000 متر را با استفاده از کابل محافظ معمولی جفت تابیده امکان پذیر می کند.

• قدرت و سیگنال ترکیبی: دو سیم به طور همزمان به تقویت کننده سنسور جلویی انرژی می دهند و سیگنال را برمی گرداند و سیم کشی را ساده می کند.

در نهایت، سیگنال فعلی توسط یک مانع جداسازی گالوانیکی از راه دور (سری GSI) دریافت می‌شود که محدودیت توان ذاتی ایمن را برای حلقه فراهم می‌کند و سیگنال فعلی را به سیگنال ولتاژ استاندارد قابل خواندن توسط DCS، PLC یا سیستم‌های نظارت بر لرزش تبدیل می‌کند و تبدیل کامل از لرزش فیزیکی به اطلاعات دیجیتال را تکمیل می‌کند.

ارزش مهندسی عمیق انتخاب معماری CA202 (تهویه مطبوع جداگانه) در جداسازی واحد سنجش خالص مقاوم در برابر دمای بالا از مدارهای الکترونیکی دقیق حساس به دما است. این به حسگر اجازه می‌دهد تا در دمای بالا در 'خطوط جلو' نفوذ کند، در حالی که وسایل الکترونیکی در 'منطقه عقب' معتدل‌تر قرار دارند و به تعادل بهینه عملکرد و قابلیت اطمینان سیستم دست می‌یابند.

---

4. سناریوهای کاربردی معمولی

مدل CA202-126 با ویژگی‌های مقاوم در برابر انفجار، دمای بالا، مقاوم در برابر خوردگی و کابل بلند، یک انتخاب ایده‌آل برای بخش‌های صنعتی پرخطر و با ارزش زیر است:

• نفت و گاز:

• ایستگاه های کمپرسور گاز طبیعی: نظارت بر ارتعاش در سیلندرهای کمپرسور رفت و برگشتی و گریز از مرکز، میل لنگ و لوله های ورودی/خروجی.

• تجهیزات پمپاژ: پمپ های پرسرعت و پمپ های چند مرحله ای برای انتقال نفت خام، LNG و مواد شیمیایی.

• سکوهای حفاری دریایی: تجهیزات حیاتی در ژنراتورهای اصلی برق، پمپ های آتش نشانی و ماژول های پردازش نفت و گاز.

• نیرو و انرژی:

• نیروگاه های توربین گاز: محفظه های یاتاقان توربین های گازی، کمپرسورها و محفظه های توربین. تقویت کننده های سیستم کمکی، پمپ های سوخت.

• نیروگاه های توربین بخار: یاتاقان های سیلندر توربین بخار HP/IP/LP، مجموعه پمپ آب تغذیه، فن های القایی/کشنده.

• نیروگاه های برق آبی: یاتاقان های راهنمای توربین آبی، یاتاقان های رانش، سیستم های گاورنر.

• صنایع شیمیایی و فرآیندی:

• سیستم های درایو همزن در راکتورهای بزرگ.

• سانتریفیوژهای پرسرعت (جداکننده، کمپرسور).

• فن های فرآیند و پمپ های گردشی بزرگ.

• معدن و متالورژی:

• فن های تهویه اصلی زیرزمینی و پمپ های زهکشی.

• سنگ شکن ها و آسیاب های گلوله ای در کارخانه های فرآوری مواد معدنی.

• فن های جمع آوری گرد و غبار و فن های اگزوز اصلی تف جوشی در کارخانه های فولادی.

• زیرساخت:

• پمپ های بخارساز احتراقی بزرگ (SCV) در پایانه های دریافت LNG.

• تجهیزات فشرده سازی در ایستگاه های تنظیم فشار شبکه توزیع گاز شهری.

  
  

---

5. دستورالعمل های نصب، اتصال و ایمنی

5.1 برنامه ریزی و آماده سازی نصب

1. تأیید انطباق: قبل از نصب در یک منطقه خطرناک، بررسی کنید که گروه گاز در محل، کلاس دما، و علامت ضد انفجار محصول (Ex ia IIC T6...T2 Ga) مطابقت داشته باشد و به شدت از 'شرایط ویژه برای استفاده ایمن' مشخص شده در گواهی معاینه نوع EC محصول پیروی کنید.

2. انتخاب مکان:

• نقطه اندازه گیری بهینه: در صلب ترین قسمت محفظه یاتاقان در جهت عمودی یا افقی، تا حد امکان نزدیک به ناحیه باربرینگ. از نصب بر روی پوشش های جدار نازک، دنده های جوش داده شده یا سازه های غیر باربر خودداری کنید.

• برنامه ریزی مسیریابی کابل: از طول کابل 11 متری برای برنامه ریزی مسیری دور از منابع گرمای با دمای بالا، قطعات چرخان و منابع قوی EMI (به عنوان مثال، کابل های VFD، باسبارهای جریان بالا) استفاده کنید. برای تسکین استرس، سستی کافی را در نظر بگیرید.

3. آماده سازی سطح نصب:

• صافی: ≤ 0.01 میلی متر برای اطمینان از تماس کامل پایه سنسور.

• زبری سطح: Ra 1.6 میکرومتر (درجه N7) یا بهتر را توصیه کنید.

• عمود بودن: نرمال سطح نصب باید با محور اندازه گیری ارتعاش مورد نظر هماهنگ باشد. انحراف بیش از حد باعث ایجاد خطای کسینوس می شود.

• تمیزی: روغن، زباله، رنگ و اکسیداسیون را کاملاً پاک کنید.

5.2 مراحل نصب مکانیکی سنسور

1. با استفاده از الگوی نصب یا نقشه، سوراخ های 4x M6 ضربه خورده را روی سطح آماده شده تا عمق کافی برای درگیری با نخ پیدا کرده و ماشین کنید.

2. مقدار متوسطی از چسب قفل کننده رزوه با استحکام متوسط ​​(مثلاً Loctite 241) را روی رزوه های پیچ ها (M6x35) بمالید.

3. سنسور را در جای خود قرار دهید، واشرهای قفل فنری را قرار دهید و پیچ ها را وارد کنید.

4. با استفاده از یک آچار گشتاور مدرج، هر چهار پیچ را به طور مساوی به صورت متقاطع در دو مرحله ببندید (مثلاً ابتدا به 10 نیوتن متر و سپس به 15 نیوتن متر). از ابزارهای بادی یا الکتریکی به طور مستقیم استفاده نکنید و هرگز از حداکثر گشتاور تجاوز نکنید.

5.3 مسیریابی و تعمیر کابل (مراحل حیاتی)

1. شعاع خمشی: حداقل شعاع خمشی استاتیک مطلق 50 میلی متر است. شعاع بزرگتر (مثلاً 100 میلی متر) را در مناطقی با ارتعاش دینامیکی حفظ کنید.

2. فاصله ثابت: از گیره های کابل فولادی ضد زنگ (مناسب برای لوله Φ8-10 میلی متر) برای تثبیت استفاده کنید. در مسیرهای مستقیم با فواصل 0.5-1 متر فاصله بگیرید. در هر دو طرف تمام خم ها و اتصالات ثابت کنید. گیره ها نباید کابل را تا حد تغییر شکل فشرده کنند.

3. کاهش تنش: در خروجی کابل حسگر، یک 'حلقه چکه' یا 'U-bend' طبیعی را به عنوان یک کشش مکانیکی برای جلوگیری از انتقال مستقیم ارتعاش به محل اتصال جوش تشکیل دهید.

4. درمان اتصال به زمین: محافظ کابل معمولاً در یک نقطه، معمولاً در انتهای تقویت کننده شارژ، به زمین متصل می شود. نقطه اتصال زمین خاص باید از نمودار سیم کشی کامل سیستم پیروی کند. چندین نقطه اتصال نادرست باعث ایجاد نویز حلقه زمین می شود.

5.4 اتصال برق سیستم

1. اتصال به تقویت کننده شارژ: سیم های پرنده CA202 (معمولاً سیگنال قرمز، زمین با سیگنال سفید، نوار محافظ) را به ترمینال های ورودی با امپدانس بالا تعیین شده تقویت کننده شارژ IPC70x وصل کنید. غده های مهر و موم شده جعبه اتصال تقویت کننده را سفت کنید.

2. کابل انتقال را وصل کنید: از خروجی جریان تقویت کننده، کابل انتقال محافظ دو هسته ای (مثلا سری K2XX) را که به ناحیه امن منتهی می شود وصل کنید.

3. اتصال موانع و سیستم: در کابین کنترل منطقه امن، کابل انتقال را به سمت ایمن ذاتی و کارت دریافت برق/سیگنال سیستم را به سمت غیر ایمن وصل کنید. اطمینان حاصل کنید که مانع ایمنی برای این حلقه به درستی پیکربندی و تایید شده است.

5.5 هشدارهای ایمنی

• بدون کار زنده: قبل از انجام هرگونه سیم کشی یا جداسازی قطعات در یک منطقه خطرناک، مطمئن شوید که سیستم برق ندارد و مراحل کار ایمن رعایت شده است.

• بدون تغییر: به هیچ وجه طول یا ساختار کابل یکپارچه سنسور را برش ندهید، به هم متصل نکنید یا تغییر ندهید. این بلافاصله گواهی ضد انفجار را باطل می کند و ممکن است باعث بروز حوادث ایمنی جدی شود.

• تعمیر و نگهداری حرفه ای: هر گونه تشخیص و تعمیر عیب باید توسط پرسنل آموزش دیده آشنا با مقررات ضد انفجار یا با تماس مستقیم با پشتیبانی فنی Meggitt انجام شود.

  
  

---

6. تعمیر و نگهداری، عیب یابی و خدمات پس از فروش

1. نگهداری پیشگیرانه:

• بازرسی منظم: هر سه ماه یا نیمه سال، امنیت مکانیکی سنسور و کابل را از نظر ضربه، خوردگی یا سایش بیش از حد بررسی کنید.

• بررسی الکتریکی: در هنگام خاموش شدن سیستم، مقاومت عایق سنسور در برابر زمین را با استفاده از مگاهم متر (باید در محدوده GΩ باشد) اندازه گیری کنید تا رطوبت داخلی را بررسی کنید.

2. عیب‌یابی: اگر سیستم مانیتورینگ سیگنال‌های غیرعادی (مثلاً بدون سیگنال، نویز زیاد، دریفت خواندن) را تشخیص دهد، به ترتیب عیب‌یابی کنید:

• بررسی کنید که آیا کانال سیستم مانیتورینگ کار می کند یا خیر.

• منبع تغذیه و سیم کشی مانع ایمنی و حلقه انتقال را بررسی کنید.

• نشانگرهای وضعیت تقویت کننده شارژ و خروجی را بررسی کنید.

• به ماندگاری خود سنسور مشکوک باشید. خرابی سنسور بسیار نادر است. مشکلات معمولاً مربوط به نصب یا سیم کشی است.

3. فاصله کالیبراسیون: در شرایط عملیاتی عادی، سنسور CA202 خود نیازی به کالیبراسیون دوره ای ندارد. خواص پیزوالکتریک آن بسیار پایدار است. تنها پس از تجربه شوک اضافه بار شدید یا اگر آزمایش مقایسه ای انحراف قابل توجهی را نشان داد، سنسور را برای کالیبراسیون مجدد به مرکز خدمات مجاز مگیت بازگردانید.

4. پشتیبانی فنی: Meggitt SA پشتیبانی فنی جامع و خدمات چرخه عمر محصول را ارائه می دهد. کاربران می‌توانند آخرین مستندات، گواهی‌ها و دستورالعمل‌های محصول را از طریق وب‌سایت رسمی آن دریافت کنند و از طریق توزیع‌کنندگان مجاز محلی یا با تماس مستقیم با دفتر مرکزی سوئیس، پشتیبانی مهندسی اپلیکیشن را دریافت کنند.

---