Conditionneur de signaux IQS450 204-450-000-001-A1-B23-H05-I0

L'IQS450 204-450-000-001-A1-B23-H05-I0 est un système de mesure de déplacement à courants de Foucault sans contact de qualité professionnelle, méticuleusement conçu par Vibro-Meter pour les applications de mesure de grands déplacements. Les principales caractéristiques de ce système résident dans sa combinaison optimisée d'une configuration de sortie de tension avec une grande plage de mesure linéaire de 4 mm (option de commande B23) et une longueur de câble standard de 5 mètres (option de commande H05). Il constitue une solution idéale pour les applications industrielles nécessitant la surveillance d'un déplacement mécanique important, offrant un espace de sécurité suffisant ou traitant de conditions de surface cibles loin d'être idéales.

Le système adhère strictement au principe de mesure des courants de Foucault, permettant une mesure précise des paramètres des machines tournantes tels que la position axiale, les vibrations relatives et l'excentricité grâce à l'adaptation précise et à l'étalonnage en usine du transducteur de proximité très fiable de la série TQ 402/412 et du conditionneur de signal IQS 450. La sortie de tension de sensibilité de 4 mV/μm fournie par l'option B23 étend la plage de mesure linéaire du système à 0,3-4,3 mm tout en conservant une résolution de signal suffisante. Cela fait plus que doubler la marge de mesure par rapport aux systèmes standard de plage de 2 mm. Cette conception est particulièrement adaptée aux applications telles que les unités à flotteur axial important (par exemple certaines pompes, ventilateurs), la surveillance de l'usure des butées et les scénarios nécessitant des marges de sécurité d'installation plus importantes.

La longueur de câble de 5 mètres (H05), l'une des configurations les plus couramment utilisées en milieu industriel, offre un équilibre parfait entre fidélité du signal et flexibilité d'installation. Conçu pour les environnements industriels standards (A1), le système propose également en option des versions certifiées antidéflagrantes (A2, A3) adaptées aux atmosphères potentiellement explosives afin de répondre aux exigences réglementaires de sécurité dans des domaines tels que le raffinage, la chimie et le gaz naturel.

Proposition de valeur fondamentale :

• Plage de mesure étendue : la plage linéaire de 4 mm (B23) offre une fenêtre plus large pour la surveillance du déplacement, adaptée aux applications à grand déplacement et aux situations nécessitant des facteurs de sécurité d'installation supplémentaires.

• Signal de tension robuste : sortie de tension CC de -1,6 V à -17,6 V, compatible avec la grande majorité des instruments de surveillance des vibrations et des systèmes d'acquisition de données, facilitant l'intégration du système.

• Adaptation des performances optimisée : la longueur de câble de 5 mètres (H05) garantit une réponse en fréquence et un rapport signal/bruit optimaux sur les distances de transmission typiques, évitant ainsi les effets parasites introduits par des câbles plus longs.

• Excellente tolérance d'installation : la plage linéaire plus large réduit les exigences de précision pour le réglage initial de l'écart, simplifiant ainsi le processus d'installation et de mise en service.

• Protection mécanique complète : les composants du système sont de conception robuste ; le transducteur peut fonctionner en continu dans des environnements allant jusqu'à 180°C, s'adaptant aux conditions difficiles.

• Solution rentable : fournit un produit prêt à l'emploi avec des performances supérieures, une fiabilité élevée et aucun besoin de personnalisation pour les besoins standard de surveillance de grands déplacements.

2. Principe de fonctionnement du système et caractéristiques de sortie B23

Le système fonctionne sur la base de l’effet des courants de Foucault. Le signal haute fréquence généré par le conditionneur IQS 450 entraîne la bobine du transducteur, produisant un champ magnétique alternatif. Lorsqu'une cible métallique entre dans ce champ, les courants de Foucault induits provoquent une modification de l'impédance de la bobine, qui est fonction de l'entrefer.

Pour le mode de sortie de tension B23, l'IQS 450 convertit linéairement le changement d'impédance du transducteur en un signal de tension négatif référencé à la masse. Ses principales caractéristiques comprennent :

1. Sortie linéaire à large plage : dans la plage d'entrefer de 0,3 mm à 4,3 mm, la sortie maintient un degré élevé de linéarité avec une pente (sensibilité) de 4 mV/μm. Cela signifie que le système fournit une réponse en tension stable et prévisible sur toute la plage de déplacement de 4 mm.

2. Plage dynamique étendue : la plage linéaire plus grande permet à la cible de se déplacer dans une plage de déplacement plus grande sans que le signal de sortie ne sature ou n'entre dans une région non linéaire. Ceci est crucial pour la surveillance des machines avec un grand flotteur axial (par exemple, certaines pompes verticales) ou des applications nécessitant un espace initial plus grand lors de l'installation.

3. Connexion à trois fils : nécessite généralement trois fils : alimentation négative (-24 V), masse commune (COM) et sortie de signal (OUTPUT). Cette méthode de connexion est simple, directe et facile à dépanner.

4. Interface de tension directe : la plage de tension de sortie de -1,6 V à -17,6 V peut être directement connectée à la plupart des cartes d'acquisition de données, des modules d'entrée analogiques PLC ou des moniteurs de vibrations dédiés sans nécessiter de convertisseurs de signal supplémentaires.

Avantages comparatifs par rapport au B21 (8 mV/μm, plage 2 mm) :

• Marge de sécurité plus grande : pour le même déplacement mécanique, le système B23 n'utilise qu'une partie de sa portée, offrant ainsi un espace tampon plus grand en cas de dépassement inattendu et réduisant le risque de collision transducteur-cible.

• Exigences d'installation plus indulgentes : La plage linéaire plus large réduit les exigences de précision strictes pour le réglage initial de l'écart, ce qui rend l'installation et la mise en service plus rapides.

• Convient aux cibles rugueuses ou inégales : lorsque la finition de la surface cible est mauvaise ou qu'il existe une légère excentricité, la plage de mesure plus large peut mieux « s'adapter » à ces erreurs mécaniques tout en garantissant un intervalle de mesure efficace.

3. Scénarios d'application typiques et avantages de la longueur de câble H05

Champs d'application idéaux pour la configuration B23 (gamme 4 mm) :

• Machines tournantes à grand déplacement axial : surveillance de la position axiale de certaines pompes centrifuges multi-étages, grands ventilateurs et roues de turbine hydraulique où la plage de déplacement de travail peut dépasser 2 mm.

• Surveillance de l'usure des roulements de butée : surveillance du changement lent de la position axiale du rotor tout au long du processus, du nouveau roulement à l'usure complète ; la gamme de 4 mm peut couvrir un cycle d'usure plus long.

• Unités à dilatation thermique importante : Machines dans lesquelles la dilatation axiale du rotor par rapport au carter de l'état froid à l'état chaud est importante.

• Limitations de l'espace d'installation ou mauvais état de la surface cible : lorsque des contraintes structurelles empêchent l'installation du transducteur très près de la cible, ou lorsque la surface cible présente des rainures/rayures admissibles, nécessitant un espace initial plus grand pour éviter les interférences mécaniques.

• Bancs d'essai universels pour l'éducation ou la R&D : Besoin de flexibilité pour s'adapter aux configurations expérimentales avec différentes amplitudes de déplacement.

Avantages de la configuration de longueur totale de 5 mètres (H05) :
5 mètres est une longueur de « point idéal » éprouvée car elle :

1. Fournit une excellente intégrité du signal : à cette longueur, l'atténuation du signal et le retard de phase introduits par le câble sont minimes, permettant au système de réaliser pleinement ses performances de réponse en fréquence large DC-20 kHz.

2. Satisfait la plupart des configurations de terrain : pour l'acheminement d'un transducteur à l'intérieur d'un boîtier vers une boîte de jonction externe ou une armoire à proximité, 5 mètres sont généralement suffisants et facilitent l'enroulement et la fixation soignés des câbles.

3. Optimise les coûts et les performances : évite les coûts supplémentaires, le poids et les exigences d'installation plus complexes des câbles plus longs tout en garantissant la qualité du signal.

4. Installation, câblage, mise en service et intégration du système

1. Schéma de câblage du système (application non explosive typique) :

[Arbre cible] <-- Écart --> [Transducteur TQ] == (Câble intégré de 5 m) ==> [Conditionneur IQS 450] | (-24 VCC) | (COM) | (SORTIE) --> [Canal AI du système de surveillance]

L'alimentation (-24 V CC) et la sortie de signal (OUTPUT) partagent COM comme masse de référence.

2. Étapes principales d'installation et de mise en service :

• Installation mécanique : Respecter strictement les contraintes d'installation. En raison de la large plage, l'écart initial peut être réglé entre le milieu et l'extrémité proche de la plage linéaire (par exemple, environ 2,3 mm, correspondant à une sortie de ~ -9,6 V) pour fournir une marge suffisante pour un déplacement bidirectionnel (comme une vibration) ou un déplacement primaire unidirectionnel.

• Installation du câble : fixez le câble à des intervalles de 100 à 200 mm, en respectant le rayon de courbure minimum. Il est recommandé d'utiliser des manchons thermorétractables sur les connecteurs pour protéger contre l'humidité et le desserrage.

• Connexion électrique :

• Connectez l'alimentation -24 V CC aux bornes « -24 V » et « COM » de l'IQS 450.

• Connectez les bornes 'OUTPUT' et 'COM' au canal d'entrée analogique de l'équipement de surveillance (impédance d'entrée ≥10kΩ).

• Mise à la terre du blindage en un seul point, généralement à l'extrémité du système de surveillance.

• Vérification et calibrage à la mise sous tension :

1. Allumez et mesurez la tension de sortie statique.

2. Cette tension doit être comprise entre -1,6 V et -17,6 V et correspondre approximativement à l'écart réglé mécaniquement (peut être estimé à l'aide de la courbe d'étalonnage du VCL 140 : Tension ≈ -3,84 * Écart (mm) - 0,45 V).

3. (Réglage fin en option) Utilisez des jauges d'épaisseur non conductrices pour modifier l'écart à plusieurs valeurs connues, enregistrer la tension de sortie et tracer la courbe réelle « écart par rapport à la tension » pour l'installation afin de vérifier la linéarité et la sensibilité.

3. Intégration avec les systèmes de surveillance :

• Connexion directe : le signal de tension de sortie peut être directement connecté aux cartes de vibration, aux modules PLC AI (configurés avec la plage correcte) ou aux systèmes d'acquisition de données.

• Réglage de la plage : dans le logiciel de surveillance, la plage du canal doit être réglée sur la plage mécanique correspondante (0,3-4,3 mm) et la plage du signal électrique (-1,6 à -17,6 V ou unités d'ingénierie converties).

• Réglage de l'alarme : en fonction des exigences de protection des machines, définissez les seuils d'alerte et de danger dans le système de surveillance, généralement basés sur des valeurs de déplacement crête à crête ou des valeurs de position statique.

5. Recommandations de dépannage et de maintenance

• Aucun changement de sortie ou sortie verrouillée à une valeur : vérifiez l'alimentation électrique, les connexions des câbles et tout dommage au transducteur. Confirmez que la cible est un métal conducteur et se trouve dans la plage de mesure valide.

• Bruit de sortie excessif : vérifiez la mise à la terre du blindage (un seul point) ; vérifiez si les lignes de signaux sont acheminées séparément des lignes électriques ; vérifiez les connexions sécurisées.

• Sensibilité anormale (changement de sortie incohérent) : Vérifiez la différence significative entre le matériau cible et le matériau d'étalonnage ; vérifiez si la pointe du transducteur est contaminée ; confirmer que la configuration du système (B23) est correcte.

• Entretien régulier : vérifiez périodiquement l'étanchéité du transducteur et l'état du câble. Nettoyez la pointe du transducteur. Des tests fonctionnels du système peuvent être effectués lors des révisions de la machine.