CE281 444-281-000-211 Accéléromètre piézoélectrique

Le CE281 444‑281‑000‑211 est un accéléromètre piézoélectrique haut de gamme de la célèbre gamme de produits vibro‑meter® de Meggitt, spécialement conçu pour la surveillance des vibrations industrielles dans les atmosphères potentiellement explosives où le plus haut niveau de sécurité de connexion, d'étanchéité environnementale et de sécurité intrinsèque est requis. Cette version certifiée Ex comprend des composants électroniques intégrés qui effectuent une conversion charge-courant intégrée, éliminant ainsi le besoin d'un amplificateur de charge externe et fournissant une sortie modulée en courant qui est intrinsèquement insensible à la capacité du câble et aux interférences électromagnétiques. Équipé d'un connecteur fileté robuste (EN2997Y10803MN), le CE281 444‑281‑000‑211 est conçu pour une installation permanente dans les zones dangereuses où des gaz, vapeurs ou poussières inflammables peuvent être présents, offrant à la fois une sécurité intrinsèque (Ex ia) et une protection anti-étincelles (Ex nA) selon les normes internationales les plus strictes. Le raccord fileté garantit une connexion résistante aux vibrations et étanche à l'environnement, supérieure aux types à baïonnette dans les applications à chocs et vibrations élevés, ce qui en fait le choix préféré pour les exigences de protection des machines dans les installations pétrolières et gazières, pétrochimiques et offshore où l'intégrité de la connexion est critique.

Le capteur combine un élément piézoélectrique symétrique en mode cisaillement monté au centre avec une électronique intégrée intégrée, logée dans une construction entièrement métallique hermétiquement fermée. La tête du capteur, le tube de protection flexible en acier inoxydable et le boîtier électronique sont soudés ensemble en un seul ensemble étanche, offrant une protection absolue contre les liquides de refroidissement, les lubrifiants, l'eau, la vapeur, l'huile, le brouillard salin, la poussière, les champignons et le sable. Cette conception robuste garantit des décennies de fonctionnement fiable dans des environnements difficiles et dangereux, notamment les usines chimiques, les raffineries de pétrole, les terminaux gaziers et les plates-formes offshore.

Le CE281 444‑281‑000‑211 offre une sensibilité nominale de 10 μA/g, une plage de mesure dynamique de 0,0001 g à 200 g de crête et une réponse en fréquence de 3 Hz à 7 000 Hz avec une tolérance de <±5 %. Sa fréquence de résonance élevée (25 kHz typique) garantit une capture précise des composants de vibration haute fréquence, y compris les fréquences d'engrenage et de passage de pale. La tête du capteur fonctionne en continu de –55 °C à 260 °C, tandis que l'électronique est conçue pour –40 °C à 125 °C, s'adaptant à un large spectre de processus industriels.

Le connecteur fileté (EN2997Y10803MN, acier inoxydable, type MIL‑C‑83723) fournit une interface de couplage fileté sécurisée qui s'accouple aux connecteurs filetés standard CG134. Ce type de connecteur offre une résistance supérieure au desserrage en cas de vibrations et de chocs sévères, et offre une étanchéité environnementale plus robuste que les connecteurs à baïonnette. La version filetée est particulièrement adaptée aux applications où une déconnexion accidentelle ne peut être tolérée, comme sur les turbines à grande vitesse, les compresseurs et les machines alternatives dans les zones dangereuses.

Cette version Ex possède plusieurs certifications internationales, notamment ATEX (II 1 G Ex ia IIC T6…T2 Ga et II 3 G Ex nA IIC T6…T2 Gc), IECEx, CCSAus (Classe I, Division 1 et 2, Groupes A‑D ; Classe I, Zones 0 et 2), KGS et TR CU (Fédération de Russie), ce qui la rend adaptée à un déploiement mondial dans les zones classées en zones 0, 1 et 2, ainsi que dans les Divisions 1 et 2. 2 emplacements en Amérique du Nord.

Cette introduction au produit fournit une description complète du CE281 444‑281‑000‑211, y compris les principales caractéristiques, les applications, les spécifications techniques détaillées sous forme de tableau, les directives d'installation, les informations de commande et les accessoires disponibles. Toutes les informations sont dérivées de la fiche technique officielle de Meggitt (CE281‑011, 2021) et reflètent l'engagement de l'entreprise envers l'excellence en ingénierie, la sécurité et le support client dans les environnements extrêmes.

Principales caractéristiques et avantages

Certifié Ex pour les zones dangereuses – Le CE281 444‑281‑000‑211 est approuvé pour une utilisation dans des atmosphères potentiellement explosives avec plusieurs certifications : ATEX (II 1 G Ex ia IIC T6…T2 Ga et II 3 G Ex nA IIC T6…T2 Gc), IECEx (Ex ia IIC T6…T2 Ga et Ex nA IIC T6…T2 Gc), CCSAus (Classe I, Division 1 & 2, groupes A‑D ; classe I, zones 0 et 2 ; AEx ia/nA IIC T6…T2 Ga/Gc), KGS (Ex ia IIC T6…T2) et TR CU (0Ex ia et 2Ex nA IIC T6…T2 Ga/Gc). Cela garantit une conformité mondiale et un fonctionnement sûr dans les applications les plus exigeantes.

Électronique intégrée – Le convertisseur charge-courant intégré élimine les conditionneurs de signaux externes, réduisant ainsi le coût et la complexité du système. La sortie à 2 fils modulée en courant est intrinsèquement insensible à la capacité et au bruit du câble, permettant une transmission de signaux longue distance sans dégradation – une caractéristique essentielle dans les grandes installations industrielles.

Construction entièrement métallique hermétiquement soudée – La tête du capteur, le tube de protection flexible en acier inoxydable et le boîtier électronique sont soudés en un seul assemblage étanche, imperméable à 100 % d'humidité relative, d'eau, de vapeur, d'huiles, de brouillard salin, de poussière, de champignons et de sable. Cela garantit des décennies de fonctionnement fiable dans des environnements difficiles et dangereux, sans risque de pénétration de contamination.

Large plage de températures – La tête du capteur fonctionne de –55 °C à 260 °C en continu (survie à court terme jusqu'à 290 °C), tandis que l'électronique fonctionne de –40 °C à 125 °C, ce qui rend le capteur adapté à la surveillance de machines à haute température dans des zones dangereuses, telles que les turbines à gaz et les compresseurs.

Haute sensibilité et large plage dynamique – Avec une sensibilité de 10 μA/g ±5 % et une plage de mesure de 0,0001 g à 200 g de pointe, le capteur capture à la fois les vibrations des roulements de faible niveau et les événements de déséquilibre de haute amplitude. La capacité de surcharge jusqu'à 2000 g en pointe protège contre les chocs transitoires.

Excellente réponse en fréquence – Une réponse plate <±5 % de 3 Hz à 7 000 Hz, combinée à une fréquence de résonance typique de 25 kHz, permet une mesure précise de la dynamique des machines à basse vitesse et des défauts d'engrenages et de roulements à haute fréquence.

Isolation intégrale du boîtier – L'élément du capteur et l'électronique sont isolés de leurs boîtiers, empêchant les boucles de masse et simplifiant l'installation sans surfaces de montage électriquement isolées.

Faible sensibilité transversale – La sensibilité transversale est inférieure à 3 % à 15 Hz avec 5 g, garantissant que le capteur répond principalement à l'axe de mesure prévu, minimisant ainsi les interférences sur l'axe transversal.

Connecteur fileté pour une sécurité maximale – Le connecteur fileté EN2997Y10803MN (type MIL‑C‑83723, acier inoxydable) fournit une interface positive, résistante aux vibrations et étanche à l'environnement. Contrairement aux connecteurs à baïonnette, le raccord fileté ne peut pas être accidentellement désengagé, ce qui le rend idéal pour les applications à chocs et vibrations élevés dans les zones dangereuses. Le connecteur est compatible avec les connecteurs filetés CG134 et offre une protection supérieure contre la pénétration de l'humidité et des contaminants.

Étalonnage en usine – L'étalonnage dynamique à 120 Hz et 5 g de pointe garantit la précision dès la livraison ; aucun étalonnage ultérieur n'est requis dans des conditions normales d'utilisation, ce qui réduit les coûts de maintenance.

Approbations mondiales – Marqué CE, certifié EAC, conforme RoHS et conforme aux normes EN 61000‑6‑2, EN 61000‑6‑4 et EN 61010‑1, garantissant l'adéquation aux applications industrielles mondiales dans les zones dangereuses.

Applications

Le CE281 444‑281‑000‑211 est parfaitement adapté à la surveillance des vibrations dans les zones dangereuses où la sécurité des connexions est critique, notamment :

• Industrie pétrolière et gazière – Surveillance des compresseurs, turbines, pompes et machines alternatives à grande vitesse dans les raffineries, les usines de traitement du gaz et les plates-formes offshore où des gaz inflammables sont présents et où les niveaux de vibrations sont importants. Le connecteur fileté garantit que le capteur reste solidement fixé malgré une contrainte mécanique continue.

• Usines chimiques et pétrochimiques – Surveillance des réacteurs, mélangeurs, centrifugeuses et ventilateurs dans les zones classées zones 0, 1 et 2, où le connecteur fileté résiste aux vibrations du processus et aux atmosphères corrosives.

• Production d'électricité – Mesure des vibrations sur les turbines à gaz et à vapeur, les générateurs et les équipements auxiliaires dans les centrales de cogénération et thermiques avec des atmosphères potentiellement explosives, en particulier sur les socles de turbine où des amplitudes de vibrations élevées sont courantes et où l'intégrité des connexions est primordiale.

• Exploitation minière et traitement des minéraux – Surveillance des concasseurs, broyeurs, convoyeurs et ventilateurs dans les installations de manutention du charbon et de traitement des minéraux, où les explosions de poussière constituent un risque et les chocs mécaniques sont fréquents. Le connecteur fileté empêche le desserrage en cas de choc violent.

• Marine et offshore – Systèmes de propulsion, machines de pont et pompes à cargaison sur les pétroliers et les navires FPSO opérant dans des zones dangereuses, où le connecteur fileté résiste aux brouillards salins et aux vibrations continues.

• Stations de compression – Compresseurs alternatifs et centrifuges dans les pipelines de transport de gaz naturel, où le capteur doit rester solidement fixé malgré les pulsations et la résonance mécanique.

• Test et mesure en zone dangereuse – Installations permanentes ou temporaires pour la validation des performances et la maintenance prédictive dans les zones classées Ex où l'intégrité des connexions est primordiale.

Description détaillée de la version du connecteur fileté Ex (444‑281‑000‑211)

Le CE281 444‑281‑000‑211 est la variante certifiée Ex de l'ancienne famille CE281 équipée d'un connecteur fileté (EN2997Y10803MN). Ce connecteur est un raccord fileté circulaire en acier inoxydable conforme aux normes MIL‑C‑83723, offrant une interface robuste, étanche à l'environnement et résistante aux vibrations. La conception filetée garantit que la connexion ne peut pas être accidentellement désengagée sous des contraintes mécaniques sévères, ce qui en fait le choix préféré pour les applications à chocs et vibrations élevés dans les zones dangereuses. Le connecteur s'accouple aux connecteurs filetés CG134 (MIL‑C‑83723, acier inoxydable), disponibles pour les installations non dangereuses (câble K209) et dangereuses (câble K210).

L'architecture interne du capteur se compose d'un élément piézoélectrique symétrique en mode cisaillement monté au centre en matériau polycristallin. Cette conception offre une excellente stabilité, une faible sensibilité transversale et une résistance élevée aux contraintes de base et aux transitoires de température. L'électronique intégrée convertit la charge générée par l'élément piézoélectrique en un signal de courant proportionnel. La sortie modulée en courant (système à 2 fils) transporte à la fois l'alimentation vers le capteur et le signal du capteur sur les deux mêmes conducteurs, simplifiant ainsi le câblage et réduisant les coûts d'installation. La sortie étant un signal de courant, elle est largement insensible à la capacité du câble et aux interférences électromagnétiques, ce qui permet des longueurs de câble de plusieurs centaines de mètres sans atténuation ni dégradation du signal – un avantage essentiel dans les grands complexes industriels où les capteurs peuvent être situés loin des panneaux de surveillance.

L'ensemble de la chaîne de mesure, depuis l'élément sensible jusqu'au connecteur, est protégé par une construction mécanique hermétiquement fermée. La tête du capteur est soudée à un tube de protection flexible en acier inoxydable (1.4541), lui-même soudé au boîtier électronique (1.4441). Cet assemblage soudé continu garantit qu'aucune humidité, huile ou contaminant ne peut pénétrer dans les composants internes. Le tube de protection est conçu pour résister aux flexions répétées et aux contraintes mécaniques, ce qui rend le CE281 444‑281‑000‑211 adapté aux installations où le câble doit être acheminé à travers des espaces restreints ou des pièces mobiles dans des zones dangereuses.

Le boîtier électronique contient tous les circuits de conditionnement du signal, y compris le convertisseur charge-courant, le régulateur de tension et le pilote de sortie. Pour les installations Ex, l'électronique est conçue avec des barrières de sécurité intrinsèques qui limitent l'énergie disponible pour le capteur, empêchant ainsi l'inflammation des atmosphères explosives. Le boîtier est conçu pour fonctionner jusqu'à 125 °C, ce qui convient à la plupart des applications industrielles où l'électronique peut être montée à distance de la tête de capteur chaude. La tête du capteur, évaluée à 260 °C, peut être placée directement sur les surfaces chaudes de la machine, tandis que l'électronique peut être située dans une zone plus froide, grâce à la longueur de câble flexible (spécifiée lors de la commande). Cette séparation des zones thermiques prolonge la durée de vie et la fiabilité globale du système.

Le connecteur fileté offre plusieurs avantages par rapport aux types à baïonnette. Le mécanisme de couplage fileté assure une étanchéité aux gaz et résiste au desserrage sous l'effet des vibrations continues et des cycles thermiques. La construction en acier inoxydable offre une excellente résistance à la corrosion dans les environnements marins et chimiques. Le connecteur est claveté pour éviter un accouplement incorrect, et l'écrou d'accouplement peut être serré à une valeur spécifiée pour une étanchéité et une pression de contact constantes. Cela fait du CE281 444‑281‑000‑211 le choix optimal pour la protection des machines critiques où une défaillance de connexion n'est pas une option.

Le CE281 444‑281‑000‑211 est doublement certifié Ex ia et Ex nA, ce qui signifie qu'il peut être utilisé en zone 0 (atmosphère explosive continue) avec barrières de sécurité intrinsèque, ainsi qu'en zone 2 (atmosphère explosive occasionnelle) avec protection anti-étincelles. La classification de température T6…T2 couvre une large plage de températures d'inflammation, le code T réel dépendant de la température ambiante et des paramètres spécifiques du modèle. Pour connaître le code T précis et les conditions spéciales pour une utilisation en toute sécurité, reportez-vous aux certificats Ex individuels (KEMA 04 ATEX 1055, IECEx DEK 15.0029, etc.) disponibles auprès de Meggitt. Notez que les broches 2 et 3 du connecteur fileté doivent être connectées ensemble à l'extérieur (comme indiqué dans le schéma de câblage) – cela se fait généralement dans le connecteur homologue ou la boîte de jonction.

Cette version de la série héritée (se terminant par 211) est le prédécesseur de la dernière variante 213, avec des performances mécaniques et électriques identiques mais des codes de commande plus anciens. Le CE281 444‑281‑000‑211 est le remplacement direct du filetage Ex du précédent 212 ? En fait, les 011/111/211 sont hérités ; 013/113/213 sont mis à jour. Le CE281 444‑281‑000‑211 reste entièrement interchangeable avec les versions ultérieures et est toujours pris en charge pour les systèmes existants.

Directives d'installation et de montage

Une installation correcte est essentielle pour atteindre les performances spécifiées et maintenir la certification Ex du CE281 444‑281‑000‑211. Les directives suivantes sont basées sur les pratiques recommandées par Meggitt et les exigences des certificats Ex applicables :

• Montage de la tête du capteur – La tête du capteur est fixée à l'aide de trois boulons Allen M4×16 et de trois rondelles à ressort M4. Le couple de serrage recommandé est de 4,5 Nm (3,3 lb‑ft). La surface de montage doit être plane, propre et exempte de bavures ou de peinture pour garantir un contact complet et une précharge constante. Pour une réponse haute fréquence optimale, une finition de surface de 1,6 µm (63 µin) ou mieux est recommandée.

• Montage du boîtier électronique – Le boîtier électronique est monté à l'aide de quatre boulons Allen M6 × 35 avec rondelles à ressort M6, serrés à 15 Nm (11,1 lb-ft). Le boîtier peut être fixé à un support, un panneau ou une structure de machine. Assurez-vous que la surface de montage est rigide pour éviter tout mouvement relatif entre le boîtier et la tête du capteur, qui pourrait induire une contrainte sur le câble.

• Acheminement des câbles – Le tube de protection flexible doit être acheminé avec un rayon de courbure qui évite le pliage ou l'écrasement. Bien qu'un rayon de courbure minimum spécifique ne soit pas indiqué dans la fiche technique, la pratique générale pour les tuyaux en acier inoxydable similaires est de maintenir un rayon d'au moins 50 mm (2 po). Fixez le câble à intervalles réguliers à l'aide de clips en P ou d'attaches de câble, mais évitez de trop serrer qui pourrait déformer le tuyau. Ne soumettez pas le câble à des flexions répétées au même endroit, car cela pourrait provoquer de la fatigue.

• Connexions électriques – Connecteur fileté – Le connecteur fileté (EN2997Y10803MN) s'accouple à un connecteur fileté CG134 (MIL‑C‑83723). Pour les installations Ex, assurez-vous que le connecteur correspondant et le câble sont certifiés pour les zones dangereuses (par exemple, CG134 pour une utilisation avec le câble K210). Serrez l'écrou d'accouplement au couple recommandé (voir la fiche technique du connecteur) pour obtenir une étanchéité et un contact appropriés. Notez que les broches 2 et 3 doivent être connectées ensemble en externe (comme indiqué dans le schéma de câblage) – cela se fait généralement dans le connecteur homologue ou la boîte de jonction. Pour les installations Ex ia, le capteur doit être connecté via une unité de séparation galvanique approuvée (par exemple, GSI127) ou une barrière intrinsèquement sûre qui limite la tension et le courant aux niveaux spécifiés dans le certificat Ex. La tension d'alimentation doit être comprise entre 15 et 28 VCC et le courant de polarisation entre 5 et 8 mA. La capacité et l'inductance du câble doivent être dans les limites autorisées pour éviter l'allumage par étincelle.

• Connexions électriques – Ex nA sans étincelles – Les mêmes paramètres électriques de base s'appliquent, mais les exigences en matière de barrière sont moins strictes. Cependant, tout le câblage doit être effectué conformément aux conditions du certificat Ex nA, y compris l'utilisation de presse-étoupes et de boîtiers appropriés pour éviter les étincelles pendant le fonctionnement normal. La connexion des broches 2 et 3 en externe est toujours requise.

• Mise à la terre et blindage – L'isolation intégrale du boîtier signifie que ni la tête du capteur ni le boîtier électronique ne sont connectés électriquement à la masse du signal. Cela évite les boucles de masse. Cependant, pour les installations Ex, le blindage et la mise à la terre doivent être effectués conformément aux exigences du certificat Ex, impliquant généralement une connexion à une terre de protection au niveau du panneau de commande. Suivez les directives du manuel d'installation des capteurs de vibrations CExxx et PVxxx et de la documentation Ex spécifique.

• Considérations thermiques – Assurez-vous que la tête du capteur est utilisée dans sa plage de température spécifiée. Si la tête du capteur est montée sur une surface supérieure à 260 °C, utilisez un kit d'isolation thermique (MA133) ou un adaptateur de montage (TA102, TA104) pour réduire le transfert de chaleur. Le boîtier électronique doit être maintenu en dessous de 125 °C ; si les températures ambiantes sont plus élevées, effectuez un refroidissement forcé ou déplacez le boîtier dans une zone plus froide.

• Précautions relatives aux zones dangereuses – L'installation doit être effectuée par un personnel compétent formé aux pratiques Ex. Tous les câblages, presse-étoupes et boîtes de jonction doivent être conformes aux réglementations locales et aux normes Ex pertinentes. Le capteur et ses câbles associés doivent être protégés des dommages mécaniques et des attaques chimiques. Une inspection et un entretien réguliers conformément aux procédures de sécurité de l'usine sont obligatoires.

• Mise en service – Avant la mise sous tension, vérifiez que toutes les connexions sont correctes, que le connecteur est correctement serré et que les barrières Ex ou les unités de séparation sont correctement installées. Effectuez un test fonctionnel à l'aide d'une source de vibration connue pour confirmer la sensibilité et le courant de sortie. Enregistrez le courant de polarisation et les niveaux de signal pour référence future.

Mise en service et vérification

Après l'installation, le CE281 444‑281‑000‑211 doit être vérifié à l'aide d'une source de vibration connue ou d'un calibrateur portable. Le courant de sortie doit être proportionnel à l'accélération appliquée ; un contrôle de sensibilité peut être effectué en appliquant un niveau g connu et en mesurant le changement actuel. Le courant de polarisation doit être compris entre 5 et 8 mA lorsqu'aucune vibration n'est présente. Vérifiez également que le connecteur fileté est entièrement engagé et serré, et que la continuité du blindage est intacte. Pour une surveillance à long terme, des vérifications périodiques du système (par exemple, lors de l'entretien de routine) sont recommandées pour garantir le bon fonctionnement du capteur et de l'électronique. Dans les installations Ex, assurez-vous que la barrière ou l'unité d'isolement fonctionne selon ses paramètres spécifiés.

Informations de commande

Le CE281 444‑281‑000‑211 est commandé sous la désignation suivante :

Lors de la commande du CE281 444‑281‑000‑211, spécifiez la longueur de câble requise (s'il est assemblé en usine avec une longueur spécifique ; consultez Meggitt pour les longueurs personnalisées). Indiquez également toute exigence particulière pour le certificat Ex (par exemple, code T, groupe de gaz spécifique). La documentation du certificat Ex (ATEX, IECEx, etc.) est fournie avec le produit sur demande. Pour les versions à connecteur fileté, assurez-vous que le connecteur homologue (fileté CG134) est commandé séparément s'il n'est pas inclus avec un assemblage de câbles.

Accessoires

Une gamme d'accessoires est disponible pour compléter le CE281 444‑281‑000‑211, facilitant l'installation, l'extension des câbles et l'intégration du système dans les zones dangereuses. Une attention particulière doit être accordée aux connecteurs et câbles certifiés pour une utilisation Ex avec l'interface filetée :

Remarque : lors de la commande d'assemblages de câbles ou de connecteurs pour le CE281 444‑281‑000‑211, assurez-vous qu'ils sont certifiés pour une utilisation dans les zones dangereuses et compatibles avec le connecteur fileté (EN2997Y10803MN). Le connecteur correspondant est du type fileté CG134 (MIL‑C‑83723, acier inoxydable) avec la certification Ex appropriée (par exemple, pour une utilisation avec le câble K210). Référez-vous toujours aux certificats Ex pour les paramètres de sécurité spécifiques (tension maximale, courant, capacité, inductance) de l'ensemble de la boucle.

Élimination et conformité environnementale

À la fin de sa durée de vie, le CE281 444‑281‑000‑211 doit être éliminé conformément aux réglementations environnementales locales. Le capteur contient de l'alliage INCONEL, de l'acier inoxydable et des composants électroniques. Dans l'Union européenne, la directive sur les déchets d'équipements électriques et électroniques (DEEE) s'applique : la collecte sélective et le recyclage sont obligatoires. Meggitt soutient une élimination respectueuse de l'environnement et peut vous conseiller sur les filières de recyclage appropriées.