CE311 444-311-000-113 Accéléromètre piézoélectrique

Le CE311 444‑311‑000‑113 est un accéléromètre piézoélectrique haut de gamme certifié Ex avec électronique intégrée de la célèbre gamme de produits vibro‑meter® de Meggitt, spécialement conçu pour la surveillance des vibrations industrielles dans les atmosphères potentiellement explosives où une sécurité intrinsèque est requise et où un assemblage de câbles robuste et étanche est essentiel pour une transmission fiable du signal. Cette version certifiée Ex présente une sensibilité de 50 μA/g et est fournie avec un câble intégré de 3 mètres installé en usine, protégé par un tuyau flexible en acier inoxydable étanche, terminé par des fils volants pour un câblage direct. Cette configuration prête à installer élimine le besoin d'un connecteur séparé à l'extrémité du capteur, fournissant une connexion continue et hermétique, idéale pour les installations permanentes dans les zones dangereuses où la protection contre les liquides de refroidissement, les lubrifiants, l'eau, la vapeur et d'autres contaminants est critique, et où la distance entre le capteur et la boîte de jonction est relativement courte. Le capteur délivre un signal de sortie modulé en courant proportionnel à l'accélération, avec une réponse en fréquence de 2 Hz à 8 kHz, ce qui le rend adapté à une large gamme de machines rotatives et alternatives dans les raffineries de pétrole, les usines chimiques, les terminaux gaziers, les plates-formes offshore et autres environnements dangereux où des gaz ou des poussières explosifs peuvent être présents.

Le CE311 444‑311‑000‑113 est un capteur de type IEPE à sortie de courant standard qui nécessite une alimentation à courant constant (5,5 à 7,5 mA) et fonctionne à partir d'une alimentation de 15 à 28 V CC. Il fournit une sortie modulée en courant à faible impédance qui est largement insensible à la capacité du câble et aux interférences électromagnétiques, permettant la transmission de signaux longue distance sans dégradation. L'électronique intégrée intègre un blindage interne et est isolée galvaniquement du boîtier du capteur, garantissant une immunité exceptionnelle au bruit, une réduction des interférences de boucle de terre et des performances de tension de polarisation stables. Pour les installations Ex ia, le capteur doit être connecté via une barrière à sécurité intrinsèque approuvée ou une unité d'isolation galvanique qui limite la tension, le courant et l'énergie à des niveaux qui ne peuvent pas enflammer l'atmosphère explosive, conformément aux paramètres spécifiés dans les certificats Ex. La série mise à jour (se terminant par 113) présente des spécifications de capacité de câble améliorées (105 pF/m pôle à pôle et 200 pF/m pôle à boîtier) par rapport aux versions existantes, améliorant ainsi la compatibilité avec les barrières intrinsèquement sûres et permettant des parcours de câbles plus longs sans dégradation du signal.

Le capteur est logé dans un boîtier hermétique en acier inoxydable (1.4441) avec le câble intégré protégé par un tuyau en acier inoxydable (1.4541). Le capteur et le tube de protection sont hermétiquement soudés l'un à l'autre, créant un ensemble étanche qui est imperméable à 100 % d'humidité relative, d'eau, de vapeur, d'huile, d'atmosphères de sel marin, de poussière, de champignons et de sable. Cette construction robuste garantit des décennies de fonctionnement fiable dans les environnements industriels les plus difficiles, y compris les installations offshore, chimiques et extérieures dans les zones dangereuses.

Avec une réponse en fréquence de –3 dB à 2 Hz, ≤±5 % de 6 Hz à 5 kHz et ≤±10 % de 5 kHz à 8 kHz, une fréquence de résonance nominale de 20 kHz et une plage dynamique de 0,004 g à 40 g en crête, le CE311 444-311-000-113 capture les vibrations structurelles basse fréquence et les signatures d'engrenages haute fréquence avec bonne fidélité. Sa plage de température de –40 °C à 125 °C, combinée à une excellente stabilité de température (±5 % sur toute la plage), garantit un fonctionnement fiable dans une grande variété d'environnements de processus industriels. Le capteur est certifié ATEX (KEMA 04 ATEX 1055) et IECEx (IECEx DEK 15.0029) pour Ex ia IIC T6…T3 Ga, ainsi que les certifications CCSAus, KGS et Ex nA et Ex ID (protection contre l'inflammation des poussières par boîtier). Cela fait du CE311 444‑311‑000‑113 un choix polyvalent et conforme à l'échelle mondiale pour les groupes de gaz IIC, les environnements poussiéreux et une large classification de température.

Cette introduction au produit fournit une description complète du CE311 444‑311‑000‑113, 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 (série mise à jour CE311, 2022-2023) et reflètent l'engagement de l'entreprise envers l'excellence en ingénierie et la sécurité dans les environnements extrêmes.

Principales caractéristiques et avantages

Certifié Ex pour les zones dangereuses – Le CE311 444‑311‑000‑113 est approuvé pour une utilisation dans des atmosphères potentiellement explosives avec plusieurs certifications : ATEX (KEMA 04 ATEX 1055) et IECEx (IECEx DEK 15.0029) pour Ex ia IIC T6…T3 Ga (zones de gaz 0, 1, 2) ; CCSAus (Classe I, Division 1, Groupes A, B, C, D ; Classe I, Zone 0 ); KGS (Ex ia IIC T6…T3) ; Ex nA (sans étincelles, Zone 2) selon LCIE 09 ATEX 1047 X et IECEx LCI 10.0021X ; et Ex ID (protection contre l'inflammation des poussières par boîtier, KGS 20‑GA4BO‑0464X). Cela garantit une conformité mondiale pour les zones dangereuses les plus graves, y compris la zone 0 et la zone 20.

Câble intégré avec tube de protection en acier inoxydable – Longueur de 3 mètres – Le câble de 3 mètres installé en usine (blindé par paire torsadée) avec un tuyau flexible et étanche en acier inoxydable offre une protection mécanique, une résistance chimique et une durabilité exceptionnelles. La conception étanche et sans connecteur élimine les points de défaillance potentiels au niveau de l'interface du capteur, garantissant ainsi l'intégrité du signal à long terme dans les environnements difficiles et dangereux. La longueur de 3 mètres est idéale pour les installations dans lesquelles le capteur est monté à proximité de l'électronique de surveillance, comme sur des compresseurs, des pompes ou de petites turbines dans des zones dangereuses.

Haute sensibilité et large plage dynamique – Avec une sensibilité de 50 μA/g ±5 % et une plage dynamique de 0,004 g à 40 g de pointe, le capteur capture un large spectre d'amplitudes de vibration, depuis l'usure subtile des roulements jusqu'aux événements de déséquilibre modérés, sans saturation.

Réponse en fréquence étendue – Le capteur offre un point de –3 dB à 2 Hz, une réponse plate de ±5 % de 6 Hz à 5 kHz et de ±10 % de 5 kHz à 8 kHz, couvrant les mouvements structurels à basse fréquence et les fréquences d'engrenage et de passage de pales à haute fréquence.

Faible bruit et haute résolution – Le bruit électrique résiduel est très faible, garantissant une détection claire des vibrations de faible niveau. Le blindage interne et l'électronique isolée suppriment davantage les interférences électromagnétiques.

Électronique intégrée (IEPE) – Le convertisseur charge-courant intégré élimine le besoin d'un amplificateur de charge externe. L'interface à 2 fils transporte à la fois l'alimentation et le signal, simplifiant le câblage et réduisant le coût du système. Le capteur fonctionne avec un courant constant de 5,5 à 7,5 mA et une tension d'alimentation de 15 à 28 VDC.

Spécifications de capacité de câble améliorées – La série mise à jour présente une capacité de câble inférieure (105 pF/m pôle à pôle et 200 pF/m pôle à boîtier) par rapport aux versions existantes, permettant des parcours de câble encore plus longs sans dégradation du signal et améliorant la compatibilité avec les barrières intrinsèquement sûres.

Boîtier isolé de la terre avec blindage interne – Le boîtier du capteur est électriquement isolé de la masse du signal, empêchant ainsi les boucles de masse. Un blindage interne améliore encore le rejet du bruit, garantissant une transmission propre du signal même lorsqu'il est monté sur des structures métalliques mises à la terre.

Construction robuste hermétiquement soudée – Le boîtier et le tube de protection en acier inoxydable hermétiquement soudés offrent une protection IP contre la poussière, l'eau et un large éventail de contaminants industriels. L'ensemble étanche est imperméable à 100 % d'humidité relative, à l'eau, à la vapeur, à l'huile, au sel marin, à la poussière, aux champignons et au sable, garantissant ainsi une fiabilité à long terme.

Large plage de températures de fonctionnement – ​​Le CE311 444‑311‑000‑113 fonctionne en continu de –40 °C à 125 °C, avec un écart de sensibilité à la température de ±5 % sur toute la plage, ce qui le rend adapté aux applications allant des environnements extérieurs froids aux zones de processus chaudes.

Tolérance élevée aux chocs – Avec une limite de choc de 500 g (demi-sinusoïdal, 1 ms), le capteur résiste aux transitoires mécaniques sévères sans dommage, garantissant ainsi la capacité de survie dans des environnements de machines exigeants.

Faible sensibilité à la déformation de base – La sensibilité à la déformation de base est typique de seulement 0,0015 g/με, minimisant ainsi les erreurs de mesure causées par la déformation de la surface de montage.

Installation facile – Le câble intégré se termine par des fils volants (codés par couleur), permettant une connexion directe aux borniers ou aux boîtes de jonction. Le capteur est monté à l'aide de quatre boulons M6 avec un couple recommandé de 15 N·m, assurant une fixation sécurisée.

Calibrage en usine – Chaque unité est calibrée dynamiquement en usine à 120 Hz et 5 g de crête ; aucun étalonnage ultérieur n'est requis dans des conditions normales d'utilisation, ce qui réduit les coûts de maintenance.

Marqué CE, conforme EAC et RoHS – Le capteur répond aux exigences de l'Union européenne en matière de CEM, de sécurité électrique et RoHS, ainsi qu'aux normes de l'Union douanière eurasienne, garantissant une acceptation mondiale.

Applications

Le CE311 444‑311‑000‑113 est parfaitement adapté à la surveillance générale des vibrations dans les zones dangereuses (gaz, poussière et mines) où la sécurité intrinsèque est requise et où un câble intégré robuste de 3 mètres est suffisant, comprenant :

• Industrie pétrolière et gazière – Surveillance des compresseurs, des pompes, des turbines et des machines à mouvement alternatif dans les raffineries, les usines de traitement du gaz et les plates-formes offshore où des gaz inflammables (groupe IIC) sont présents et où le capteur est monté à proximité du moniteur ou de la boîte de jonction.

• Usines chimiques et pétrochimiques – Surveillance des réacteurs, mélangeurs, centrifugeuses et ventilateurs dans les zones classées zones 0, 1 et 2 où des vapeurs explosives peuvent se produire, le câble du capteur étant acheminé vers une boîte de jonction sécurisée.

• Transformation pharmaceutique et alimentaire – Surveillance des vibrations dans les zones de manipulation de solvants et les environnements explosifs de poussière (par exemple, sucre, farine, amidon) où la sécurité intrinsèque est obligatoire.

• Production d'électricité – Mesure des vibrations sur les turbines à gaz, les générateurs et les équipements auxiliaires dans les centrales de cogénération et thermiques avec des atmosphères potentiellement explosives.

• 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.

• Eaux usées et biogaz – Surveillance des pompes, des soufflantes et des mélangeurs dans les usines de biogaz et les installations de traitement des eaux usées où du méthane ou du sulfure d'hydrogène peuvent être présents.

• Test et mesure en zone dangereuse – Installations permanentes pour la validation des performances et la maintenance prédictive dans les zones classées Ex, où le câble intégré simplifie l'installation et réduit les chemins de fuite potentiels.

Description détaillée de la version Ex (444‑311‑000‑113)

Le CE311 444‑311‑000‑113 est la variante certifiée Ex de la famille CE311 mise à jour, avec une sensibilité de 50 μA/g, une plage de température de –40 °C à 125 °C et un câble intégré de 3 mètres. Il est conçu pour une installation permanente dans les zones dangereuses où une sécurité intrinsèque (Ex ia) ou une protection anti-étincelles (Ex nA) est requise, et où une solution robuste, étanche et sans connecteur est nécessaire. Le capteur est construit autour d’un élément de mesure piézoélectrique symétrique en mode cisaillement utilisant un matériau polycristallin. Le boîtier électronique intégré, logé dans le boîtier du capteur, 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 via les deux mêmes conducteurs. La sortie étant un signal de courant, elle est largement insensible à la capacité du câble et aux interférences électromagnétiques, permettant des longueurs de câble de plusieurs centaines de mètres sans atténuation ni dégradation du signal. Le câble de 3 mètres ajoute une capacité minimale (environ 0,315 nF pôle à pôle, 0,6 nF pôle à boîtier) et se situe bien dans la capacité de commande de la boucle de courant et dans les limites des barrières de sécurité intrinsèques.

Pour les installations Ex ia, le capteur doit être connecté via une barrière à sécurité intrinsèque approuvée ou une unité d'isolation galvanique qui limite la tension, le courant et l'énergie à des niveaux qui ne peuvent pas enflammer l'atmosphère explosive. La barrière doit être conforme aux paramètres spécifiés dans le certificat Ex (KEMA 04 ATEX 1055 et IECEx DEK 15.0029). Le capteur lui-même est conçu avec une protection interne pour garantir qu'en cas de panne, l'énergie reste inférieure aux seuils d'allumage. Les paramètres de sécurité intrinsèques (ex : tension maximale Ui, courant Ii, puissance Pi, capacité Ci, inductance Li) sont fournis dans le certificat et doivent être respectés lors de la conception de la boucle. La capacité du câble de 3 mètres est faible et généralement bien dans les limites. La série mise à jour présente une capacité de câble inférieure, facilitant encore davantage la conformité aux exigences en matière de barrière.

La conception isolée de la terre garantit que le boîtier du capteur et la base de montage sont électriquement isolés de la masse du signal, évitant ainsi les boucles de masse. Le blindage interne et l'électronique isolée atténuent davantage les interférences électromagnétiques, garantissant une transmission propre du signal même dans des environnements avec des champs électriques puissants.

La construction mécanique comprend un boîtier en acier inoxydable (1.4441) hermétiquement soudé qui offre une protection robuste. Le câble intégré est soudé au capteur en usine, créant un joint continu et étanche qui empêche la pénétration d'humidité et garantit une fiabilité à long terme. Le câble est un câble blindé à paire torsadée et le tuyau flexible en acier inoxydable (1.4541) offre une protection robuste contre l'abrasion, la coupure et les attaques chimiques. Le câble se termine par des fils volants (codés par couleur) permettant un câblage direct vers des borniers ou des boîtes de jonction, éliminant ainsi le besoin d'un connecteur intermédiaire qui pourrait être un point de défaillance potentiel et une source de fuite dans les zones Ex. La longueur de 3 mètres constitue un choix pratique pour de nombreuses installations où le capteur est monté sur une machine et la boîte de jonction se trouve à proximité.

L'interface de montage se compose de quatre boulons Allen M6 × 35 (acier 12,9) avec quatre rondelles en acier à ressort M6. Le couple de montage recommandé est de 15 N·m (11,1 lb-pi), garantissant un couplage approprié et une réponse haute fréquence optimale.

Le CE311 444‑311‑000‑113 est calibré en usine à 120 Hz et 5 g de crête à 23 °C, avec une sensibilité vérifiée comme étant à ± 5 % de la valeur nominale de 50 μA/g. Aucun étalonnage ultérieur n'est requis dans des conditions normales d'utilisation, mais une vérification périodique (par exemple tous les 2 à 5 ans) est recommandée pour les applications critiques liées à la sécurité.

Cette version Ex est certifiée pour le groupe de gaz IIC, classes de température T6 à T3, couvrant un large spectre de températures d'inflammation. De plus, il est certifié Ex nA pour la Zone 2 et Ex ID pour la protection contre l'inflammation des poussières par boîtier (pour la Corée du Sud), ce qui le rend adapté à une large gamme d'applications dangereuses, y compris les environnements poussiéreux. Le capteur est adapté à la zone 0 (atmosphère explosive continue de gaz) et offre une sécurité intrinsèque pour les zones les plus dangereuses.

Directives d'installation et de montage

Une installation correcte est essentielle pour atteindre les performances spécifiées et maintenir la certification Ex du CE311 444‑311‑000‑113. Les directives suivantes sont basées sur les pratiques recommandées par Meggitt et les exigences des certificats Ex applicables :

• Préparation de la surface de montage – La surface de montage doit être plane, lisse et propre. Toute bavure, peinture ou corrosion doit être éliminée pour garantir un contact complet entre la base du capteur et la surface de la machine. Une finition de surface de 1,6 µm (63 µin) ou supérieure est recommandée pour une réponse haute fréquence optimale.

• Boulons et rondelles – Utilisez les boulons Allen M6 × 35 fournis (acier 12,9) et les rondelles à ressort en acier M6 (DIN 7980). Appliquez le couple recommandé de 15 N·m (11,1 lb-pi) uniformément sur les quatre boulons. Ne serrez pas trop fort, car cela pourrait endommager les filetages ou le boîtier du capteur.

• Orientation et alignement – ​​Le capteur est sensible le long de son axe principal (marqué sur le boîtier). Alignez le capteur de telle sorte que l'axe principal coïncide avec la direction de la vibration à mesurer (axiale, radiale ou tangentielle). Reportez-vous au manuel d'installation pour les schémas d'orientation détaillés.

• Acheminement et terminaison des câbles – Exigences Ex – Le câble intégré est protégé par un tuyau flexible en acier inoxydable. Acheminez le câble avec un rayon de courbure minimum pour éviter les contraintes et les dommages internes (recommandé > 50 mm). Fixez le câble à intervalles réguliers à l'aide de clips en P ou d'attaches de câble, mais évitez de serrer trop fort car cela pourrait déformer le tuyau. Tous les presse-étoupes et boîtes de jonction situés dans la zone dangereuse doivent être certifiés Ex et installés conformément aux réglementations locales. Les fils volants sont codés par couleur ; connectez-les à l'alimentation en courant constant et à l'entrée de signal du système de surveillance, de préférence via une boîte de jonction certifiée. Le blindage du câble doit être mis à la terre à une extrémité (généralement au niveau du système de surveillance) pour minimiser les interférences électromagnétiques.

• Connexions électriques – Sécurité intrinsèque – Le capteur doit être connecté via une barrière à sécurité intrinsèque approuvée ou une unité d'isolation galvanique (par exemple, GSI127) qui limite la tension, le courant et la puissance aux valeurs spécifiées dans le certificat Ex (KEMA 04 ATEX 1055 / IECEx DEK 15.0029). La barrière doit être située dans la zone sûre ou être certifiée pour une installation dans la zone dangereuse. La tension d'alimentation doit être comprise entre 15 et 28 VCC et le courant doit être compris entre 5,5 et 7,5 mA. Le signal est mesuré en tant que composante du courant alternatif sur le niveau de polarisation. Assurez-vous que le système de surveillance fournit le conditionnement de signal approprié (par exemple, conversion courant-tension et filtrage passe-haut). La capacité et l'inductance totales du câble doivent être dans les limites autorisées pour éviter l'allumage par étincelle. Se référer au certificat pour connaître les paramètres spécifiques (Ui, Ii, Pi, Ci, Li) et les conditions particulières pour une utilisation en toute sécurité.

• Mise à la terre – La base du capteur est isolée de la masse du signal, de sorte que la surface de montage peut être à n'importe quel potentiel sans affecter le signal. Cependant, le blindage du câble doit être mis à la terre à une extrémité (généralement au niveau du système de surveillance) pour minimiser les interférences électromagnétiques. Suivez les pratiques de mise à la terre recommandées dans le manuel d'installation du système et les exigences du certificat Ex.

• Considérations thermiques – Le capteur est conçu pour un fonctionnement continu jusqu'à 125 °C. La classe de température T6…T3 dépend de la température ambiante et de la température de surface ; assurez-vous que la température de surface maximale ne dépasse pas la limite autorisée pour le code T spécifique. Si la surface de montage dépasse 125 °C, utilisez un adaptateur d'isolation thermique (par exemple MA133) ou montez le capteur à distance. Assurez-vous que le tuyau de câble ne passe pas sur des surfaces chaudes qui dépassent ses limites matérielles.

• Protection contre les dommages physiques – Dans les environnements difficiles, protégez le capteur et le câble contre les chocs, l'abrasion et les attaques chimiques. Le tuyau en acier inoxydable offre une protection substantielle, mais des conduits supplémentaires ou des couvercles de protection peuvent être nécessaires dans des conditions extrêmes.

• 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. Le certificat Ex comprend des conditions particulières pour une utilisation sûre (par exemple, le capteur doit être utilisé avec une barrière certifiée et le câble doit être sécurisé pour éviter toute tension).

• Mise en service – Avant la mise sous tension, vérifiez que toutes les connexions sont correctes, que la barrière Ex est correctement installée et que le cheminement des câbles ne soumet pas le connecteur à une contrainte excessive. Effectuez un test fonctionnel à l’aide d’une source de vibration connue pour confirmer la sensibilité et le courant de polarisation. Enregistrez le courant de polarisation et les niveaux de signal pour référence future.

Mise en service et vérification

Après l'installation, le CE311 444‑311‑000‑113 doit être vérifié à l'aide d'une source de vibration connue (par exemple, un agitateur portable ou un accéléromètre de référence) ou en le comparant avec un capteur en bon état connu. Le courant de polarisation doit être mesuré pour confirmer qu'il se situe dans la plage spécifiée de 5,5 à 7,5 mA. La sensibilité du signal CA doit être vérifiée ; un niveau d'accélération connu (par exemple, 1 g à 80 Hz) devrait produire le changement de courant de sortie attendu (50 μA/g). Vérifiez également que le signal est exempt de bruit excessif et que la coupure basse fréquence est appropriée pour la mesure prévue. Dans les installations Ex, vérifiez que la barrière fonctionne selon ses paramètres spécifiés. Pour une surveillance à long terme, des vérifications régulières du système lors de la maintenance de routine sont recommandées.

Informations de commande

Le CE311 444‑311‑000‑113 est commandé sous la désignation suivante :

Remarque : Cette série mise à jour (se terminant par 013, 023, 033, 043, 113, 123) remplace l'ancienne série (012, 022, 032, 042, 112, 122). La nouvelle série présente des spécifications de capacité de câble améliorées et une documentation mise à jour. Les versions Ex sont certifiées en matière de sécurité intrinsèque (Ex ia), anti-étincelles (Ex nA) ou de protection contre l'inflammation des poussières (Ex ID).

Accessoires

Une gamme d'accessoires est disponible pour compléter le CE311 444‑311‑000‑113, notamment des adaptateurs de montage, des connecteurs, des boîtes de jonction et des unités de séparation galvanique.

Remarque : Pour les installations Ex, utilisez uniquement des connecteurs, des câbles et des barrières certifiés comme spécifié dans les certificats Ex pertinents.

Élimination et conformité environnementale

À la fin de sa durée de vie, le CE311 444‑311‑000‑113 doit être éliminé conformément aux réglementations environnementales locales. Le capteur contient de l'acier inoxydable, des composants électroniques et des matériaux piézoélectriques ; le câble contient des conducteurs métalliques et une isolation. 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 fournir des conseils sur les filières de recyclage appropriées.