Le transducteur de vitesse CV214 est un appareil de mesure de vibrations haute performance de VM Sensing Systems, spécialement conçu pour la surveillance des vibrations basse fréquence. Adapté à divers environnements industriels, il excelle particulièrement dans la surveillance des vibrations sur les machines tournant à basse vitesse. Sa construction robuste, sa plage de températures de fonctionnement modérée et sa nature autogénératrice en font un choix idéal pour les équipements critiques tels que les turbines hydroélectriques et à vapeur, particulièrement adapté aux applications à moyenne et basse température.
Caractéristiques et avantages
1. Réponse en fréquence large et haute sensibilité
Le CV214 offre une large plage de réponse en fréquence de 10 Hz à 1 kHz, ce qui le rend particulièrement apte à capturer les signaux de vibration basse fréquence. Sa sensibilité nominale est de 20 mV/mm/s (508 mV/in/s), avec une tolérance de ±5 % à 22°C, garantissant des données de vibration précises et stables même sur des machines à vitesse lente. L'écart de réponse en fréquence du transducteur n'est que de ±0,5 dB dans la plage de 30 à 400 Hz et de ±1 dB dans la plage de 400 Hz à 1 kHz, avec un point de -3 dB à 10 Hz, garantissant d'excellentes caractéristiques linéaires.
2. Fonctionnement autogénéré (aucune alimentation requise)
Fonctionnant sur le principe de l'induction électromagnétique, ce transducteur ne nécessite aucune alimentation externe. Il génère un signal de sortie de tension proportionnel à la vitesse de vibration. Cette fonctionnalité le rend particulièrement adapté aux systèmes de mesure portables ou aux applications de surveillance à distance où la disponibilité de l'énergie est limitée ou indésirable. La faible impédance de sortie (<700 Ω) garantit un rapport signal/bruit élevé et une forte immunité au bruit pendant la transmission du signal.
3. Bonne durabilité environnementale
Le CV214 fonctionne de manière fiable à des températures de -29°C à 121°C (-20°F à 250°F). Il bénéficie d'un indice de protection IP64, ce qui le rend résistant à la pénétration de la poussière et de l'humidité, et convient aux environnements industriels humides, corrosifs ou poussiéreux. Sa résistance d'isolation interne est supérieure à 10⁷ Ω à température ambiante, garantissant la sécurité et la stabilité électriques.
4. Certifications pour zones dangereuses
Le transducteur est certifié pour une utilisation dans des atmosphères potentiellement explosives par diverses normes internationales, notamment européenne ATEX, nord-américaine cCSAus, coréenne KGS et russe TR CU. Il est approuvé pour un fonctionnement sûr dans les zones dangereuses (par exemple, Zone 0/1/2 ou Division 1). Sa désignation antidéflagrante est Ex ia IIC T6…T4 Ga, adaptée aux classes de température correspondantes dans les environnements dangereux.
5. Construction mécanique robuste
Le boîtier du capteur est construit en alliage d'aluminium anodisé Anticorodal 100. Le pied de montage est en Rylon®, un thermoplastique haute performance, et la vis de montage est en acier inoxydable (AISI 304). Cette combinaison garantit la durabilité globale et la résistance à la corrosion. Le transducteur peut résister à une accélération de choc de 50 g en pointe (onde demi-sinusoïdale, durée de 1 ms).
6. Options de montage flexibles
Le CV214 peut être monté à ± 100° de la position verticale, s'adaptant à diverses configurations mécaniques. Le couple de montage recommandé est de 6 N·m, garantissant une installation sécurisée sans endommager l'équipement. La base de montage comporte un trou taraudé 1/2-20UNF-3A, conforme aux spécifications de montage standard.
7. Aucun conditionneur de signal requis
Le transducteur fournit un signal de sortie de tension qui peut être connecté directement à l'électronique de surveillance, éliminant ainsi le besoin et le coût associés à un module de conditionnement de signal supplémentaire, simplifiant ainsi l'intégration du système. La transmission du signal utilise un système à 2 fils isolé du boîtier, améliorant la sécurité et la fiabilité.
8. Faible sensibilité transversale
La sensibilité transversale maximale est de ±10 %, garantissant que le transducteur est principalement sensible aux vibrations axiales. Cela réduit l'influence de la sensibilité transversale sur les résultats de mesure et améliore la précision des données.
Principe de fonctionnement
Le transducteur de vitesse CV214 fonctionne sur le principe de l'induction électromagnétique. Son élément de détection central est constitué d'une bobine mobile et d'un aimant permanent fixe. Lorsque le transducteur est monté sur une structure vibrante, la vibration provoque le déplacement de la bobine par rapport à l'aimant. Selon la loi de Faraday sur l'induction électromagnétique, ce mouvement induit une force électromotrice (tension) dans la bobine, qui est directement proportionnelle à la vitesse de vibration.
Mécanisme opérationnel détaillé :
Transfert de vibrations : les vibrations sont transférées de la surface de la machine à la structure mécanique interne du capteur via sa base de montage.
Mouvement du système inertiel : Le système inertiel interne (y compris la bobine) se déplace par rapport au boîtier (et à l'aimant) sous l'effet des vibrations. La bobine coupe les lignes de flux magnétique du champ magnétique fixe généré par l'aimant permanent.
Génération EMF : La coupe des lignes de flux magnétique induit une force électromotrice (EMF) dans la bobine. Selon la loi de Faraday, l'ampleur de la FEM est proportionnelle à la vitesse à laquelle la bobine coupe les lignes de flux, c'est-à-dire proportionnelle à la vitesse de vibration.
Sortie de signal : le signal de tension généré est transmis à l'équipement de surveillance via le connecteur latéral de type militaire MIL-C-5015 10 SL-4 et le câble correspondant. L'amplitude du signal correspond directement à la vitesse de vibration.
Réponse en fréquence : La structure mécanique (système masse-ressort-amortisseur) du capteur détermine ses caractéristiques de fréquence. Sa fréquence propre est conçue pour être de 10 Hz ±1 Hz. Dans une certaine plage au-dessus de la fréquence propre (10 Hz - 1 kHz), le signal de sortie suit linéairement le changement de vitesse de vibration. La réponse amplitude-fréquence typique est : -3 dB à 10 Hz, ±0,5 dB entre 30 et 400 Hz et ±1 dB entre 400 Hz et 1 kHz.
Avantages :
Auto-alimenté : ne nécessite aucune alimentation externe, simplifie l'architecture du système, élimine le bruit des lignes électriques et est idéal pour les environnements dangereux ou les emplacements éloignés.
Haute fiabilité : en tant qu’appareil passif, il comporte moins de pièces mobiles et de composants électroniques. Sa structure simple est robuste et durable, offrant un long temps moyen entre pannes (MTBF).
Rapport signal/bruit élevé : l'amplitude du signal de sortie est relativement grande (20 mV/mm/s) et la faible impédance de sortie (<700 Ω) offre une forte immunité aux interférences électromagnétiques, ce qui la rend adaptée à la transmission longue distance.
Réponse de phase stable : une réponse de phase cohérente sur toute la bande de fréquence convient aux systèmes de diagnostic sensibles à la phase, facilitant une analyse de phase précise.
Mesure directe de la vitesse : la vitesse de vibration est un paramètre couramment utilisé par l'Organisation internationale de normalisation (ISO) pour évaluer la gravité des vibrations des machines. Le CV214 émet directement un signal proportionnel à la vitesse, éliminant le besoin d'intégration ou de différenciation et évitant les erreurs et déphasages associés.
Applications
Le CV214 est principalement utilisé dans les domaines suivants :
Générateurs hydroélectriques : Surveillance des vibrations des turbines, des roulements et des châssis des générateurs, particulièrement adaptés aux environnements humides des centrales hydroélectriques.
Turbines à vapeur : adaptées à la surveillance des vibrations sur les composants critiques tels que les carters intermédiaires et basse pression et les boîtiers de roulements. Sa plage de température couvre les exigences de la plupart des applications de turbines à vapeur.
Machines industrielles à vitesse lente : telles que les ventilateurs, les pompes, les compresseurs, les boîtes de vitesses et les gros moteurs pour la surveillance et la protection de routine contre les vibrations.
Systèmes portables de mesure des vibrations : aucune consommation électrique facilite une installation temporaire facile et des contrôles ponctuels sur site, ce qui en fait un outil idéal pour les ingénieurs PdM (maintenance prédictive).
Atmosphères potentiellement explosives : grâce à ses certifications antidéflagrantes complètes, il peut être utilisé dans des zones dangereuses avec des gaz ou des poussières inflammables dans des industries telles que le pétrole, le gaz et les produits chimiques.
Câble correspondant et conseils d'installation
Le CV214 est conçu pour être utilisé avec l'ensemble de câbles dédié ED121. Ce câble a une longueur nominale de 15 mètres, comporte des paires torsadées et blindées (2 âmes toronnées de 0,5 mm²) et possède une gaine extérieure en PTFE (polytétrafluoroéthylène), offrant une excellente résistance chimique et des propriétés à haute température. Sa plage de température de fonctionnement est de -65°C à 121°C. Le câble se termine par un connecteur MIL-C-5015 10SL-4SN, s'adaptant parfaitement au connecteur du capteur.
Dans des environnements industriels extrêmement sévères (par exemple avec des risques de température élevée, d'abrasion ou d'écrasement), il est recommandé de protéger davantage l'ensemble de câbles avec un conduit métallique flexible (gaine flexible) pour la protection mécanique.
Lors de l'installation, assurez-vous que la surface de montage du capteur est propre et plate pour obtenir une réponse en fréquence et une précision de mesure optimales. Serrez la vis de montage au couple recommandé de 6 N·m pour assurer une rigidité de montage suffisante, tout en évitant un serrage excessif qui pourrait endommager le capteur ou les filetages de l'équipement.
Résumé des spécifications clés
Principe de fonctionnement : induction électromagnétique à bobine mobile
Sensibilité : 20 mV/mm/s (508 mV/in/s) ±5 % (@100 Hz, 22°C)
Gamme de fréquences : 10 Hz – 1 kHz (-3 dB à 10 Hz)
Fréquence de résonance : 10 Hz ±1 Hz
Sensibilité transversale : Max. ±10%
Impédance de sortie : <700 Ω
Température de fonctionnement : -29°C à 121°C (-20°F à 250°F)
Température de stockage : -40°C à 100°C (-40°F à 212°F)
Indice de protection : IP64 (CEI 60529)
Résistance aux chocs : crête de 50 g (onde demi-sinusoïdale, durée de 1 ms)
Connecteur : MIL-C-5015 10 SL-4 (monté sur le côté)
Couple de montage : 6 N·m
Poids : env. 0,4kg
Certifications antidéflagrantes : ATEX, cCSAus, KGS, TR CU (voir Spécifications pour plus de détails)
