IPC707 VM उत्पाद श्रृंखला का एक उच्च-प्रदर्शन, अत्यधिक कॉन्फ़िगर करने योग्य सिग्नल कंडीशनर है, जिसे विशेष रूप से पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर के साथ उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका प्राथमिक कार्य पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर से चार्ज आउटपुट को मानक वर्तमान या वोल्टेज सिग्नल में परिवर्तित करना है, जो इसे कंपन और दबाव माप प्रणालियों के लिए उपयुक्त बनाता है, विशेष रूप से औद्योगिक सुरक्षा निगरानी और स्थिति निगरानी अनुप्रयोगों में। IPC707 न केवल उत्कृष्ट सिग्नल प्रोसेसिंग क्षमताएं प्रदान करता है बल्कि जटिल औद्योगिक वातावरण में उच्च विश्वसनीयता आवश्यकताओं को पूरा करते हुए विभिन्न फ़िल्टरिंग और नैदानिक कार्यों का भी समर्थन करता है। IPC704 मॉडल के उन्नत प्रतिस्थापन के रूप में, IPC707 प्रदर्शन, कार्यक्षमता और सुरक्षा में महत्वपूर्ण सुधार प्रदर्शित करता है।
आईपीसी707 और आईपीसी704 के बीच मुख्य अंतर
| फ़ीचर |
आईपीसी707 |
आईपीसी704 |
| डायग्नोस्टिक फ़ंक्शन (बीआईटीई) |
हाँ। सेंसर, केबल और स्व-स्थिति पर नज़र रखता है। डीसी बायस के माध्यम से गलती कोड आउटपुट करता है। कार्यात्मक सुरक्षा का समर्थन करता है (एसआईएल 2, पीएल सी)। |
नहीं। |
| फिल्टर |
तीसरा क्रम बटरवर्थ। एचपी और एलपी दोनों का ढलान ~60 डीबी/दशक है। बेहतर प्रदर्शन. |
एचपी: चौथा क्रम (~24 डीबी/ऑक्टेव ≈80 डीबी/दशक¹)। एलपी: दूसरा क्रम (~12 डीबी/ऑक्टेव ≈40 डीबी/दशक¹)। |
| स्थानांतरण संवेदनशीलता रेंज |
चौड़ा. कोई इंटीग्रेटर नहीं: 0.1-110; इंटीग्रेटर के साथ: 981-98,100। |
संकरा. मानक सामग्री: 0.1-10 / 981-98,100; GaPO₄ सामग्री: 0.1-50। |
| इनपुट डायनामिक रेंज |
50,000 pC (<10kHz) / 25,000 pC (10-20kHz) |
100,000 पीसी |
| बिजली की खपत |
अधिकतम 20 एमए |
अधिकतम 25 एमए |
| कनेक्टर्स |
हटाने योग्य स्क्रू टर्मिनल, 4 इनपुट/4 आउटपुट संपर्क। |
फिक्स्ड स्क्रू टर्मिनल, 3 इनपुट/3 आउटपुट संपर्क। |
| चरण प्रतिक्रिया |
इंटीग्रेटर के बिना 180° चरण शिफ्ट, इंटीग्रेटर के साथ 270° स्पष्ट रूप से बताता है। |
वही बताता है. |
| विस्फोट रोधी प्रमाणीकरण |
नई, अधिक व्यापक प्रमाणन प्रणाली, जोन 0 (एक्स आईए) और अधिक क्षेत्रों (उदाहरण के लिए, यूकेईएक्स, ईएईसी आरयू) को कवर करती है। |
अपेक्षाकृत पुरानी प्रमाणन प्रणाली, उच्चतम जोन 1 (एक्स आईबी) है। |
| अनुपालन एवं सुरक्षा |
स्पष्ट रूप से आईईसी 61508 एसआईएल 2 और आईएसओ 13849 पीएल सी कैट 1 का अनुपालन करता है। |
दस्तावेज़ीकरण में कार्यात्मक सुरक्षा प्रमाणपत्रों पर ज़ोर नहीं दिया गया है। |
| उत्पाद स्थिति निर्धारण |
प्रदर्शन, कार्यक्षमता और सुरक्षा के साथ IPC704 के लिए उन्नत प्रतिस्थापन। |
पिछली पीढ़ी का उत्पाद. |
¹ नोट: डीबी/ऑक्टेव से डीबी/दशक रूपांतरण तुलना के लिए अनुमानित है।
प्रमुख विशेषताएँ एवं विशेषताएँ
1 व्यापक सेंसर संगतता
IPC707 को CAxxx श्रृंखला पीजोइलेक्ट्रिक एक्सेलेरोमीटर और CPxxx श्रृंखला गतिशील दबाव सेंसर के साथ उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया है, जबकि यह विभेदक (सममित) आउटपुट विशेषताओं वाले अन्य पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर के साथ भी संगत है। यह केस-ग्राउंडेड और इंसुलेटेड दोनों सेंसर के साथ इंटरफेस कर सकता है। हालांकि इस पहलू में आईपीसी704 के समान, आईपीसी707 में इनपुट विद्युत विशेषताओं के लिए अधिक विशिष्ट और कठोर आवश्यकताएं हैं, खासकर जब इसके नैदानिक कार्यों का उपयोग किया जाता है।
2 लचीला स्थानांतरण फ़ंक्शन कॉन्फ़िगरेशन
pC से μA: लंबी दूरी की वर्तमान सिग्नल ट्रांसमिशन (2-तार प्रणाली) के लिए उपयुक्त
pC से mV: कम दूरी के वोल्टेज सिग्नल ट्रांसमिशन (3-तार प्रणाली) के लिए उपयुक्त
वैकल्पिक इंटीग्रेटर: एप्लिकेशन के दायरे का विस्तार करते हुए त्वरण संकेतों को वेग संकेतों में परिवर्तित करता है
IPC707 स्थानांतरण संवेदनशीलता की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करता है (इंटीग्रेटर के बिना: 0.1 से 110 μA/pC या mV/pC; इंटीग्रेटर के साथ: 981 से 98,100 μA/pC·s या mV/pC·s) और IPC704 (मानक सामग्री: 0.1 से 10; GaPO₄ सामग्री: 0.1 से) की तुलना में अधिक मानक मूल्य विकल्प प्रदान करता है 50).
3 विन्यास योग्य फ़िल्टर
हाई-पास फिल्टर (एचपी): 0.5 हर्ट्ज से 20 हर्ट्ज (डायग्नोस्टिक्स सक्षम होने पर न्यूनतम 1 हर्ट्ज), ढलान ~ 60 डीबी/दशक तक चयन योग्य कटऑफ आवृत्तियों के साथ तीसरा ऑर्डर बटरवर्थ फिल्टर
लो-पास फिल्टर (एलपी): 200 हर्ट्ज से 20 किलोहर्ट्ज तक चयन योग्य कटऑफ आवृत्तियों के साथ तीसरा ऑर्डर बटरवर्थ फिल्टर, ढलान ~ 60 डीबी/दशक
फ़िल्टर को स्थानांतरण फ़ंक्शन से स्वतंत्र रूप से कॉन्फ़िगर किया जा सकता है, जिससे उपयोगकर्ता वास्तविक आवश्यकताओं के अनुसार अनुकूलित कर सकते हैं। आईपीसी704 (एचपी चौथे क्रम के 24 डीबी/ऑक्टेव के रूप में, एलपी दूसरे क्रम के 12 डीबी/ऑक्टेव के रूप में) की तुलना में, आईपीसी707 में बेहतर फ़िल्टरिंग प्रदर्शन के लिए तेज रोल-ऑफ विशेषताओं के साथ उच्च-क्रम के फिल्टर की सुविधा है।
4 बिल्ट-इन डायग्नोस्टिक फंक्शन (BITE) - IPC707 का नया मुख्य फीचर
सेंसर, केबल और कंडीशनर की स्थिति पर लगातार नज़र रखता है
आउटपुट सिग्नल के डीसी पूर्वाग्रह मूल्यों के माध्यम से सिस्टम की स्थिति को इंगित करता है:
वर्तमान आउटपुट: 13 एमए पर सामान्य, 11 एमए पर सेंसर/केबल दोष, 10 एमए पर कंडीशनर दोष
वोल्टेज आउटपुट: 8 V पर सामान्य, 6 V पर सेंसर/केबल दोष, 5 V पर कंडीशनर दोष
यह कार्यक्षमता आईपीसी707 को कार्यात्मक सुरक्षा प्रणालियों के लिए उपयुक्त बनाती है, जो आईईसी 61508 एसआईएल 2 और आईएसओ 13849 पीएल सी कैट 1 मानकों का अनुपालन करती है। यह IPC704 में अनुपस्थित एक प्रमुख कार्यक्षमता है और IPC707 के मुख्य लाभों में से एक का प्रतिनिधित्व करती है।
खतरनाक वातावरण के लिए 5 उपयुक्तता
विभिन्न विस्फोट रोधी प्रमाणित संस्करणों में उपलब्ध है जिनमें शामिल हैं:
उदाहरण: आंतरिक रूप से सुरक्षित, जोन 0/1/2 के लिए उपयुक्त
पूर्व ईसी/पूर्व एनए: बढ़ी हुई सुरक्षा/गैर-स्पार्किंग, जोन 2 के लिए उपयुक्त
प्रमाणपत्र यूरोप (ATEX), इंटरनेशनल (IECEx), उत्तरी अमेरिका (cCSAus), दक्षिण कोरिया, यूके, रूस, ब्राज़ील और चीन सहित कई क्षेत्रों को कवर करते हैं। जबकि IPC704 विस्फोट-प्रूफ संस्करण (Ex ib, Ex nA) भी प्रदान करता है, IPC707 की प्रमाणन प्रणाली अधिक व्यापक और अद्यतित है, जो अधिक क्षेत्रों और अधिक कठोर ज़ोन 0 को कवर करती है।
6 यांत्रिक और स्थापना डिजाइन
IP40 सुरक्षा रेटिंग (इनडोर उपयोग के लिए) के साथ इंजेक्शन-मोल्ड एल्यूमीनियम से बना आवास। ABA17x औद्योगिक आवासों का उपयोग करके सुरक्षा स्तर को बढ़ाया जा सकता है।
स्क्रू माउंटिंग या DIN रेल माउंटिंग (वैकल्पिक MA130 एडाप्टर, IPC704 के साथ संगत) का समर्थन करता है।
हटाने योग्य स्क्रू-टर्मिनल कनेक्टर (प्रत्येक 4 इनपुट/4 आउटपुट संपर्क) स्थापना और रखरखाव की सुविधा प्रदान करते हैं। IPC704 में 3 निश्चित स्क्रू टर्मिनल हैं।
7 विद्युत लक्षण
आपूर्ति वोल्टेज: 18-30 वीडीसी, आमतौर पर 24 वीडीसी
बिजली की खपत: अधिकतम. 20 एमए (आईपीसी704: 25 एमए)
इनपुट डायनामिक रेंज: 50,000 pC (<10 kHz) तक, IPC704 के 100,000 pC से थोड़ा अधिक रूढ़िवादी, लेकिन 25,000 pC पर उच्च आवृत्तियों (10-20 kHz) के लिए अनुकूलित।
आउटपुट सिग्नल:
वर्तमान आउटपुट: ±5 mA शिखर, प्रतिबाधा >60 kΩ, शांत धारा 12 या 13 mA (निदान के साथ)
वोल्टेज आउटपुट: ±5 वी शिखर, प्रतिबाधा <500 Ω, शांत वोल्टेज 7.0 या 8.0 वी (निदान के साथ)
विस्तृत कार्य सिद्धांत
IPC707 का मुख्य कार्य पीज़ोइलेक्ट्रिक सेंसर द्वारा उत्पन्न उच्च-प्रतिबाधा चार्ज सिग्नल को कम-प्रतिबाधा वोल्टेज या वर्तमान सिग्नल में परिवर्तित करना है, जो उन्हें निगरानी प्रणालियों में लंबी दूरी के संचरण के लिए कंडीशनिंग करता है। इसकी सिग्नल प्रोसेसिंग एक सटीक इलेक्ट्रॉनिक श्रृंखला का अनुसरण करती है:
1. इनपुट सुरक्षा और आरएफआई फ़िल्टरिंग:
सेंसर सिग्नल केबल के माध्यम से आईपीसी707 के इनपुट तक प्रेषित होते हैं। सबसे पहले, सिग्नल एक सममित एलसी नेटवर्क आरएफआई फिल्टर से गुजरता है। यह फ़िल्टर बाहरी रेडियो फ़्रीक्वेंसी हस्तक्षेप (आरएफआई) और विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ईएमआई) को प्रभावी ढंग से दबाता है, बाद के सर्किट के लिए उच्च सिग्नल-टू-शोर अनुपात सुनिश्चित करता है और उच्च-आवृत्ति शोर को कमजोर चार्ज सिग्नल को दूषित करने से रोकता है। औद्योगिक वातावरण में विश्वसनीय माप के लिए यह महत्वपूर्ण है।
2. डिफरेंशियल चार्ज एम्पलीफायर:
फ़िल्टर किए गए सिग्नल को डिफरेंशियल (सममित) चार्ज एम्पलीफायर में फीड किया जाता है। यह सिग्नल कंडीशनिंग में पहला मुख्य रूपांतरण कदम है। चार्ज एम्पलीफायर का मुख्य कार्य पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर द्वारा उत्पादित चार्ज सिग्नल (पिकोकूलम्ब, पीसी) को कम-प्रतिबाधा वोल्टेज सिग्नल में रैखिक रूप से परिवर्तित करना है। विभेदक डिज़ाइन उत्कृष्ट सामान्य-मोड अस्वीकृति अनुपात (सीएमआरआर) प्रदान करता है, जो ट्रांसमिशन के दौरान दो सिग्नल लाइनों में पेश किए गए सामान्य-मोड शोर (उदाहरण के लिए, ग्राउंड लूप हस्तक्षेप) को प्रभावी ढंग से दबाता है, जिससे सिग्नल की गुणवत्ता में काफी सुधार होता है।
3. सिग्नल कंडीशनिंग और फ़िल्टरिंग:
चार्ज एम्पलीफायर से वोल्टेज सिग्नल फिर कॉन्फ़िगर करने योग्य फ़िल्टरिंग चरण में प्रवेश करता है।
हाई-पास फ़िल्टर (एचपीएफ): यह एक तीसरे क्रम का बटरवर्थ हाई-पास फ़िल्टर है जिसका उपयोग सिग्नल से कम-आवृत्ति शोर और अवांछित डीसी ऑफसेट घटकों को हटाने के लिए किया जाता है। इसकी कटऑफ आवृत्ति 0.5 हर्ट्ज से 110 हर्ट्ज तक कॉन्फ़िगर करने योग्य है। यह बेस कंपन या तापमान परिवर्तन के कारण होने वाले धीमे बहाव को अलग करने के लिए बहुत प्रभावी है, यह सुनिश्चित करते हुए कि आउटपुट सिग्नल में केवल वैध एसी माप घटक शामिल हैं।
वैकल्पिक इंटीग्रेटर: यदि एप्लिकेशन को त्वरण के बजाय वेग मापने की आवश्यकता होती है, तो एक इंटीग्रेटर सर्किट सक्षम किया जा सकता है। इंटीग्रेटर गणितीय रूप से त्वरण सिग्नल (त्वरण के आनुपातिक वोल्टेज) को एकीकृत करता है, वेग के आनुपातिक वोल्टेज सिग्नल को आउटपुट करता है।
लो-पास फ़िल्टर (एलपीएफ): इसके बाद तीसरे क्रम का बटरवर्थ लो-पास फ़िल्टर है जिसका उपयोग सिग्नल में उच्च-आवृत्ति शोर को फ़िल्टर करने और एंटी-अलियासिंग प्रदान करने के लिए किया जाता है। इसकी कटऑफ आवृत्ति 200 हर्ट्ज से 20,000 हर्ट्ज तक कॉन्फ़िगर करने योग्य है। यह सुनिश्चित करता है कि आउटपुट सिग्नल की बैंडविड्थ रुचि की आवृत्ति रेंज तक सीमित है, नाइक्विस्ट सैंपलिंग प्रमेय का अनुपालन करती है, और बाद के डिजिटल प्रसंस्करण के लिए सिग्नल तैयार करती है।
4. आउटपुट स्टेज एम्प्लीफिकेशन और कॉन्फ़िगरेशन:
फ़िल्टर किए गए सिग्नल को कॉन्फ़िगर करने योग्य एम्प्लीफिकेशन चरण में भेजा जाता है, जहां इसका लाभ उपयोगकर्ता द्वारा चयनित ट्रांसफर संवेदनशीलता के अनुसार सेट किया जाता है। अंत में, सिग्नल कॉन्फ़िगर करने योग्य आउटपुट चरण में प्रवेश करता है:
वर्तमान आउटपुट मोड (2-तार): आउटपुट चरण वोल्टेज सिग्नल को स्थैतिक प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी) पूर्वाग्रह पर आरोपित गतिशील रूप से भिन्न (एसी) वर्तमान सिग्नल में परिवर्तित करता है। गतिशील वर्तमान सीमा ±5 mA शिखर है, और स्थैतिक पूर्वाग्रह आमतौर पर 12 mA है। जब निदान सक्षम किया जाता है, तो यह स्थैतिक पूर्वाग्रह 13 mA (सामान्य), 11 mA (सेंसर/केबल दोष), या 10 mA (कंडीशनर दोष) पर संशोधित होता है। यह वर्तमान ट्रांसमिशन विधि लंबी दूरी (1 किमी तक) के ट्रांसमिशन के लिए आदर्श है क्योंकि यह केबल प्रतिरोध के प्रति असंवेदनशील है और इसमें मजबूत हस्तक्षेप-विरोधी क्षमताएं हैं।
वोल्टेज आउटपुट मोड (3-तार): आउटपुट चरण सीधे एक स्थिर प्रत्यक्ष धारा (डीसी) पूर्वाग्रह वोल्टेज पर आरोपित एक गतिशील रूप से भिन्न (एसी) वोल्टेज सिग्नल प्रदान करता है। गतिशील वोल्टेज रेंज ±5 V शिखर है, और स्थैतिक पूर्वाग्रह आमतौर पर 7.0 V है। डायग्नोस्टिक्स सक्षम होने के साथ, यह स्थैतिक पूर्वाग्रह 8.0 V (सामान्य), 6.0 V (सेंसर/केबल दोष), या 5.0 V (कंडीशनर दोष) पर संशोधित होता है। वोल्टेज ट्रांसमिशन कम दूरी के अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।
5. आउटपुट सुरक्षा और फ़िल्टरिंग:
सिग्नल अंततः आउटपुट होने से पहले, यह एक अन्य सममित एलसी नेटवर्क आरएफआई फिल्टर से गुजरता है, आउटपुट सिग्नल के लिए अंतिम सुरक्षा प्रदान करता है और आउटपुट केबल के माध्यम से सिग्नल अखंडता को प्रभावित करने से बाहरी हस्तक्षेप को रोकता है।
6. डायग्नोस्टिक फ़ंक्शन (BITE) सिद्धांत:
IPC707 का डायग्नोस्टिक फ़ंक्शन एक प्रमुख आकर्षण है। इसका डायग्नोस्टिक सर्किट संपूर्ण माप श्रृंखला की विद्युत विशेषताओं की लगातार निगरानी करता है:
सेंसर और केबल मॉनिटरिंग: यह इनपुट पर इन्सुलेशन प्रतिरोध (>20 kΩ होना चाहिए), केबल कैपेसिटेंस (<15 nF होना चाहिए), केबल श्रृंखला प्रतिरोध (कैपेसिटेंस मान के आधार पर अलग-अलग सीमाएँ), और शील्ड कनेक्शन प्रतिरोध (<100 mΩ होना चाहिए) की निगरानी करता है।
दोष संकेत: जब कोई पैरामीटर पूर्व निर्धारित सीमा से अधिक हो जाता है, तो डायग्नोस्टिक सर्किट माप सिग्नल को बाधित नहीं करता है, बल्कि आउटपुट सिग्नल के डीसी पूर्वाग्रह घटक को बदलकर गलती प्रकार को इंगित करता है। अपस्ट्रीम मॉनिटरिंग सिस्टम (उदाहरण के लिए, VM600) इस डीसी घटक की लगातार निगरानी करके, समय पर अलार्म जारी करके माप श्रृंखला की स्वास्थ्य स्थिति को दूरस्थ रूप से और स्वचालित रूप से निर्धारित कर सकता है, जिससे पूर्वानुमानित रखरखाव सक्षम हो सकता है और कार्यात्मक सुरक्षा आवश्यकताओं को पूरा किया जा सकता है।
7. पावर प्रबंधन:
पूरा सर्किट बाहरी 18-30 वीडीसी बिजली आपूर्ति द्वारा संचालित होता है, आंतरिक सर्किटरी इसे आवश्यक ऑपरेटिंग वोल्टेज पर स्थिर करती है। सुरक्षा-संबंधी अनुप्रयोगों में, बिजली आपूर्ति में सुरक्षित अलगाव और 40VDC की वोल्टेज सीमा की आवश्यकता होती है।
अनुप्रयोग क्षेत्र
कंपन निगरानी प्रणाली: घूमने वाली मशीनरी (जैसे टर्बाइन, कंप्रेसर, पंप) के कंपन माप और सुरक्षा के लिए।
दबाव निगरानी प्रणाली: दहन दबाव, हाइड्रोलिक पल्स जैसे गतिशील दबाव माप के लिए उपयुक्त।
कार्यात्मक सुरक्षा प्रणालियाँ: इसके नैदानिक कार्यों के लिए धन्यवाद, आईपीसी707 का उपयोग एसआईएल 2 और पीएल सी मानकों का अनुपालन करते हुए सुरक्षा-संबंधित नियंत्रण लूप में किया जा सकता है। यह एक ऐसा एप्लिकेशन है जिसे IPC704 सीधे तौर पर पूरा नहीं कर सकता है।
स्थिति की निगरानी और पूर्वानुमानित रखरखाव: वास्तविक समय निदान के माध्यम से सिस्टम की विश्वसनीयता और रखरखाव दक्षता को बढ़ाता है।
