निकटता माप श्रृंखला के साथ PA150 जांच माउंटिंग एडाप्टर वीएम उत्पाद लाइन से एक पूर्ण, स्व-निहित गैर-संपर्क विस्थापन माप प्रणाली है। यह एकीकृत प्रणाली एक TQ912 एड़ी वर्तमान निकटता सेंसर और एक IQS900 सिग्नल कंडीशनर को जोड़ती है जो एक ऊबड़-खाबड़, सीलबंद बाड़े में स्थित है, जो विशेष रूप से कठोर औद्योगिक वातावरण और खतरनाक क्षेत्रों (संभावित विस्फोटक वातावरण) के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका मुख्य कार्य घूमने वाली मशीनरी (जैसे भाप टर्बाइन, गैस टर्बाइन, हाइड्रोलिक टर्बाइन, जनरेटर, टर्बो-कंप्रेसर और पंप) में सापेक्ष शाफ्ट कंपन और अक्षीय स्थिति को सटीक रूप से मापना है। इसका व्यापक रूप से मशीनरी सुरक्षा, स्थिति निगरानी, ओवरस्पीड डिटेक्शन सिस्टम (ओडीएस), और सुरक्षा-संबंधी अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है, जो पूरी तरह से एपीआई 670 5वें संस्करण मानकों के अनुरूप है।
PA150 का एक प्रमुख लाभ इसका अत्यधिक एकीकृत और मॉड्यूलर डिज़ाइन है। यह सेंसर, 1-मीटर इंटीग्रल केबल और सिग्नल कंडीशनर को एक इकाई में जोड़ता है, जिससे एक अलग EA902 एक्सटेंशन केबल की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। यू-आकार के रिटेनर के साथ इसका अद्वितीय हटाने योग्य आवास मशीन के चलने के दौरान भी असाधारण रूप से आसान जांच स्थापना और अंतराल समायोजन की सुविधा प्रदान करता है। समायोज्य स्टेनलेस स्टील रॉड (50 से 800 मिमी की लंबाई में उपलब्ध) और विभिन्न एडाप्टर थ्रेड और लंबाई विकल्प जटिल मशीन संरचनाओं और स्थानिक बाधाओं के अनुकूल होने के लिए अत्यधिक स्थापना लचीलापन प्रदान करते हैं।
सिस्टम या तो वोल्टेज (3-तार) या करंट (2-तार) आउटपुट प्रदान करता है, जिसमें शॉर्ट-सर्किट सुरक्षा होती है। इसकी आवृत्ति प्रतिक्रिया डीसी से 20 किलोहर्ट्ज़ तक फैली हुई है, जो उच्च गति वाली घूर्णन मशीनरी में सूक्ष्म कंपन विवरणों को पकड़ने में सक्षम बनाती है। सेंसर अंत एक अत्यंत विस्तृत ऑपरेटिंग तापमान रेंज (-40°C से +180°C) प्रदान करता है, जो इसे उच्च तापमान वाले वातावरण को संभालने की अनुमति देता है। इसके अलावा, PA150 विभिन्न अंतरराष्ट्रीय मानकों (ATEX, IECEx, CSA, KGS, UKEX, EAC, आदि) द्वारा प्रमाणित मानक संस्करणों और विस्फोट-प्रूफ (Ex) संस्करणों में उपलब्ध है, जो विश्व स्तर पर खतरनाक क्षेत्रों में उपयोग के लिए सुरक्षा आवश्यकताओं को पूरा करता है। बिल्ट-इन IQS900 सिग्नल कंडीशनर वैकल्पिक बिल्ट-इन सेल्फ-टेस्ट (BIST) कार्यक्षमता, रॉ सिग्नल आउटपुट और टेस्ट सिग्नल इनपुट का भी समर्थन करता है, जो सिस्टम कमीशनिंग, फील्ड टेस्टिंग और समस्या निवारण प्रक्रियाओं को काफी सरल बनाता है।
काम के सिद्धांत
PA150 प्रणाली अपने उच्च-परिशुद्धता, गैर-संपर्क विस्थापन माप को प्राप्त करने के लिए एड़ी वर्तमान सिद्धांत के आधार पर संचालित होती है। इसका कार्य सिद्धांत एक जटिल और सटीक प्रक्रिया है जिसमें विद्युत चुम्बकीय प्रेरण, उच्च आवृत्ति सिग्नल मॉड्यूलेशन और डिमोड्यूलेशन, सिग्नल रैखिककरण, तापमान मुआवजा और अंतर्निहित निदान शामिल है। प्रक्रिया को नीचे चरण-दर-चरण विस्तृत किया गया है।
1. एड़ी धारा प्रेरण और सिग्नल जनरेशन
सिस्टम का मुख्य भाग TQ912 प्रॉक्सिमिटी सेंसर है। इसके सिर में एक जांच होती है जिसमें एक सटीक-घाव कुंडल होता है, जो उच्च-प्रदर्शन वाले थर्मोप्लास्टिक पीपीएस (पॉलीफेनिलीन सल्फाइड) में समाहित होता है और एक स्टेनलेस स्टील (एआईएसआई 316 एल) बॉडी में समेटा जाता है। IQS900 सिग्नल कंडीशनर के भीतर एक उच्च आवृत्ति थरथरानवाला मेगाहर्ट्ज रेंज में एक एसी सिग्नल उत्पन्न करता है, जो 70-ओम विशेषता प्रतिबाधा समाक्षीय केबल के माध्यम से सेंसर जांच कॉइल तक प्रेषित होता है।
जब कुंडल के माध्यम से उच्च-आवृत्ति धारा प्रवाहित होती है, तो यह इसके सामने के छोर पर एक वैकल्पिक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है। जब यह क्षेत्र एक प्रवाहकीय धातु लक्ष्य (आमतौर पर मशीन के शाफ्ट) के पास पहुंचता है, तो फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम के अनुसार लक्ष्य सतह पर एड़ी धाराएं प्रेरित होती हैं। ये एड़ी धाराएं स्वयं मूल क्षेत्र (लेन्ज़ का नियम) का विरोध करते हुए एक नया चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती हैं, जिससे सेंसर कॉइल के प्रभावी प्रतिबाधा में परिवर्तन होता है। प्रतिबाधा में इस परिवर्तन का जांच टिप और लक्ष्य सतह के बीच की अंतर दूरी के साथ एक विशिष्ट कार्यात्मक संबंध (आमतौर पर लगभग एक नकारात्मक घातांकीय संबंध) होता है और यह लक्ष्य सामग्री के विद्युत चुम्बकीय गुणों (चालकता, पारगम्यता) और परिवेश के तापमान से भी प्रभावित होता है।
2. सिग्नल मॉड्यूलेशन, ट्रांसमिशन और डिमोड्यूलेशन
सेंसर कॉइल के प्रतिबाधा आयाम में परिवर्तन कंडीशनर से उच्च आवृत्ति वाहक सिग्नल को मॉड्यूलेट करता है। अर्थात्, रिटर्न सिग्नल के आयाम (दूरी की जानकारी ले जाने वाले) में अंतराल की जानकारी होती है। यह संग्राहक उच्च-आवृत्ति सिग्नल समाक्षीय केबल के माध्यम से IQS900 सिग्नल कंडीशनर में वापस प्रेषित होता है।
IQS900 के अंदर, रिटर्न सिग्नल पहले पूर्व-प्रवर्धित होता है। इसके बाद, एक सटीक डिमॉड्यूलेशन सर्किट (अक्सर चरण-संवेदनशील पहचान तकनीक का उपयोग करके) उच्च-आवृत्ति वाहक को अलग करने के लिए जिम्मेदार होता है, जो कुंडल प्रतिबाधा में परिवर्तन के अनुपात में कम-आवृत्ति वोल्टेज सिग्नल निकालता है। यह प्रक्रिया महत्वपूर्ण है; इसे बिजली आपूर्ति में उतार-चढ़ाव, केबल कैपेसिटेंस भिन्नता और बाहरी विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ईएमआई) द्वारा शुरू किए गए शोर को प्रभावी ढंग से दबाते हुए, सिग्नल की शुद्धता और विश्वसनीयता सुनिश्चित करते हुए, प्रतिबाधा परिवर्तन के वास्तविक आयाम को सटीक रूप से बहाल करना चाहिए।
3. रैखिककरण, प्रवर्धन और आउटपुट रूपांतरण
डेमोडुलेटर से कच्चे वोल्टेज सिग्नल का अंतराल दूरी के साथ एक गैर-रेखीय संबंध होता है। IQS900 के आंतरिक प्रसंस्करण सर्किट में एक समर्पित रैखिककरण मॉड्यूल शामिल है। यह मॉड्यूल जटिल एल्गोरिदम (जैसे बहुपद फिटिंग या टुकड़ावार रैखिक मुआवजा) के माध्यम से कच्चे सिग्नल को एक मानक सिग्नल में परिवर्तित करने के लिए संसाधित करता है जिसका यांत्रिक अंतराल के साथ अत्यधिक रैखिक आनुपातिक संबंध होता है।
इसके बाद, ऑर्डरिंग विकल्पों के माध्यम से उपयोगकर्ता द्वारा चयनित आउटपुट रेंज और संवेदनशीलता से सटीक मिलान करने के लिए स्केलिंग और पूर्वाग्रह समायोजन के लिए रैखिक सिग्नल को एक सटीक प्रवर्धन सर्किट में भेजा जाता है:
वोल्टेज आउटपुट मोड (3-तार): -1.6 V (न्यूनतम अंतराल के अनुरूप) से -17.6 V (अधिकतम अंतर के अनुरूप) तक एक रैखिक वोल्टेज सिग्नल प्रदान करता है। इसमें कम आउटपुट प्रतिबाधा (<100 Ω), 16 वी की गतिशील रेंज है, और यह डेटा अधिग्रहण कार्ड या पीएलसी में कम दूरी के ट्रांसमिशन के लिए उपयुक्त है, जो मजबूत हस्तक्षेप-विरोधी क्षमता प्रदान करता है।
करंट आउटपुट मोड (2-वायर): -15.5 mA (न्यूनतम गैप) से -20.5 mA (अधिकतम गैप) तक करंट सिग्नल प्रदान करता है। डायनामिक रेंज 5 mA है। वर्तमान आउटपुट लंबी दूरी पर वोल्टेज की बूंदों और शोर से प्रतिरक्षित है, जो इसे नियंत्रण कक्ष या डीसीएस सिस्टम में लंबी दूरी के ट्रांसमिशन के लिए आदर्श बनाता है, और स्वाभाविक रूप से तार टूटने का पता लगाने की सुविधा प्रदान करता है।
दोनों आउटपुट शॉर्ट-सर्किट सुरक्षा और ओवरवॉल्टेज सुरक्षा के साथ डिज़ाइन किए गए हैं।
4. तापमान मुआवजा और सिस्टम अंशांकन
तापमान भिन्नता कुंडल प्रतिरोध, केबल विशेषताओं और लक्ष्य सामग्री के विद्युत चुम्बकीय गुणों को प्रभावित करती है। PA150 प्रणाली व्यापक तापमान क्षतिपूर्ति डिज़ाइन का उपयोग करती है। एक आंतरिक तापमान सेंसर परिवेश के तापमान की निगरानी करता है, और एल्गोरिदम निर्दिष्ट विस्तृत तापमान सीमा (सेंसर: -40 डिग्री सेल्सियस से + 180 डिग्री सेल्सियस; कंडीशनर: -40 डिग्री सेल्सियस से + 85 डिग्री सेल्सियस) में आउटपुट सिग्नल स्थिरता और सटीकता बनाए रखने के लिए उत्तेजना सिग्नल आयाम या डिमॉड्यूलेशन सर्किट पैरामीटर को गतिशील रूप से समायोजित करता है, माप बहाव को कम करता है (<5% @ -30 से 150 डिग्री सेल्सियस)।
संपूर्ण माप श्रृंखला (सेंसर + कंडीशनर) को मानक VCL 140 स्टील (1.7225) लक्ष्य का उपयोग करके 23°C ±5°C पर फ़ैक्टरी-कैलिब्रेटेड किया जाता है, जिससे घटकों की पूर्ण विनिमेयता सुनिश्चित होती है। इसका मतलब है कि सिस्टम के भीतर सेंसर या कंडीशनर को पूरे सिस्टम को रीकैलिब्रेट किए बिना व्यक्तिगत रूप से बदला जा सकता है, जिससे फील्ड रखरखाव बहुत सरल हो जाएगा और स्पेयर पार्ट्स इन्वेंट्री लागत कम हो जाएगी।
5. बिल्ट-इन डायग्नोस्टिक्स और टेस्ट फीचर्स (बीआईएसटी)
IQS900 सिग्नल कंडीशनर की वैकल्पिक डायग्नोस्टिक कार्यक्षमता एक असाधारण विशेषता है। यह बिल्ट-इन सेल्फ-टेस्ट (बीआईएसटी) का समर्थन करता है, जो लगातार या ऑन-डिमांड स्वचालित रूप से माप श्रृंखला (सेंसर, केबल और कंडीशनर सहित) के स्वास्थ्य की निगरानी कर सकता है। यदि किसी खराबी का पता चलता है (उदाहरण के लिए, सेंसर ओपन सर्किट, शॉर्ट सर्किट, केबल क्षति, या आंतरिक कंडीशनर की खराबी), तो यह आउटपुट को सामान्य ऑपरेटिंग रेंज (<-20.5 mA या > -15.5 mA; <-17.6 V या > -1.6 V) के बाहर के मूल्य पर चलाकर दूर से अलर्ट करता है, जिससे पूर्वानुमानित रखरखाव सक्षम होता है।
इसके अलावा, IQS900 अद्वितीय इन-सीटू परीक्षण समर्थन प्रदान करता है:
रॉ आउटपुट (RAW/COM): एक 'कच्चा' वोल्टेज सिग्नल (-0.8 से -8.8 V) प्रदान करता है जो अंतिम स्केलिंग प्रोसेसिंग से पहले कंडीशनर द्वारा प्राप्त आंतरिक सिग्नल को सीधे दर्शाता है। यह तब भी उपलब्ध है जब सिस्टम वर्तमान आउटपुट के लिए कॉन्फ़िगर किया गया हो। इस फ़ंक्शन का उपयोग सेंसर से सिग्नल कंडीशनर के सामने के छोर तक लिंक के स्वास्थ्य को सत्यापित करने के लिए किया जाता है।
टेस्ट इनपुट (टेस्ट/कॉम): एसी टेस्ट वोल्टेज सिग्नल को कंडीशनर के इनपुट में इंजेक्ट करने की अनुमति देता है। कंडीशनर इस परीक्षण सिग्नल को ऐसे संसाधित करता है जैसे कि यह वास्तविक सेंसर से आया हो और इसे मुख्य आउटपुट तक भेजता है। इसका उपयोग सिग्नल कंडीशनर से बाद की निगरानी प्रणाली (आइसोलेशन बैरियर और वायरिंग सहित) तक पूरे सिग्नल पथ की अखंडता को सत्यापित करने के लिए किया जाता है।
साथ में, ये सुविधाएँ तारों को काटे बिना या मशीन को रोके बिना कुशल इन-सीटू कमीशनिंग और समस्या निवारण को सक्षम बनाती हैं।
मुख्य विशेषताएं और लाभ
उच्च एकीकरण और आसान स्थापना: बाहरी एक्सटेंशन केबल को हटाकर सेंसर, केबल और कंडीशनर को एक इकाई में एकीकृत करता है। हटाने योग्य आवास और यू-आकार का रिटेनर मशीन के चलने के दौरान ऑनलाइन समायोजन का समर्थन करते हुए, असाधारण रूप से आसान जांच स्थापना और अंतराल समायोजन की अनुमति देता है।
उत्कृष्ट यांत्रिक डिजाइन और अनुकूलनशीलता: एक समायोज्य स्टेनलेस स्टील रॉड (50-800 मिमी), विभिन्न एडाप्टर धागे (एम 24, 7/8'-14UNF, 3/4'एनपीटी, जी3/4', 1'एनपीटी) और लंबाई, और कई केबल फिटिंग विकल्प (विकल्प एफ), लगभग सभी इंस्टॉलेशन स्थान और मैकेनिकल इंटरफ़ेस आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।
व्यापक पर्यावरण एवं सुरक्षा प्रमाणपत्र: सेंसर रेटेड IP68, समग्र आवास रेटेड IP65। ज़ोन 0/1/2 (गैस) और ज़ोन 20/21/22 (धूल) खतरनाक क्षेत्रों में उपयोग के लिए ATEX, IECEx, CSA, KGS, UKEX, EAC, आदि के अनुसार प्रमाणित विस्फोट-प्रूफ (Ex) संस्करणों में उपलब्ध है। एपीआई 670 5वें संस्करण और कार्यात्मक सुरक्षा मानकों एसआईएल 2 (आईईसी 61508) / कैट 1 पीएल सी (आईएसओ 13849-1) का अनुपालन करता है।
उच्च-प्रदर्शन मापन कोर: सिद्ध TQ912 और IQS900 माप श्रृंखला के आधार पर, 8 mV/μm, 4 mV/μm, 2.5 μA/μm, या 1.25 μA/μm की चयन योग्य संवेदनशीलता के साथ 2 मिमी या 4 मिमी रैखिक माप सीमा की पेशकश करता है। व्यापक आवृत्ति प्रतिक्रिया (डीसी से 20 किलोहर्ट्ज़) सभी प्रासंगिक कंपन घटकों को कैप्चर करना सुनिश्चित करती है।
उन्नत निदान और परीक्षण क्षमताएं: वास्तविक समय प्रणाली स्वास्थ्य निगरानी के लिए वैकल्पिक अंतर्निहित स्व-परीक्षण (बीआईएसटी)। रॉ आउटपुट और टेस्ट इनपुट इंटरफेस डाउनटाइम को कम करते हुए व्यापक इन-सीटू कमीशनिंग और गलती निदान का समर्थन करते हैं।
मजबूत पर्यावरणीय सहनशीलता: सेंसर -40°C से +180°C तक ऑपरेटिंग तापमान, 6 बार तक दबाव अंतर, 5g तक कंपन और 15g तक झटके का सामना कर सकता है। सीलबंद एल्यूमीनियम आवास (विटॉन ओ-रिंग्स और एनबीआर गैसकेट के साथ) सुनिश्चित करता है कि कंडीशनर कठोर औद्योगिक वातावरण में सुरक्षित है।
लचीली विद्युत आउटपुट और बिजली आपूर्ति: अधिकांश निगरानी प्रणालियों के साथ संगत, वोल्टेज और वर्तमान आउटपुट का समर्थन करता है। व्यापक बिजली आपूर्ति रेंज (-18 से -30 वीडीसी), निगरानी प्रणाली या बाहरी सुरक्षा बिजली आपूर्ति से प्राप्त की जा सकती है।
अनुप्रयोग
मशीनरी सुरक्षा प्रणालियाँ: विनाशकारी विफलताओं को रोकने के लिए भाप टर्बाइन, गैस टर्बाइन, हाइड्रोलिक टर्बाइन, कंप्रेसर, पंप और जेनरेटर जैसी बड़ी घूर्णन मशीनरी में शाफ्ट सापेक्ष कंपन और अक्षीय स्थिति की निगरानी के लिए।
स्थिति की निगरानी और पूर्वानुमानित रखरखाव: मशीन स्वास्थ्य विश्लेषण और दोष निदान के लिए उच्च-सटीक कंपन डेटा प्रदान करता है।
ओवरस्पीड डिटेक्शन सिस्टम (ओडीएस): महत्वपूर्ण ओवरस्पीड सुरक्षा कार्यों के लिए स्पीड (कीफ़ेसर) सेंसर के रूप में कार्य करता है।
सुरक्षा-संबंधित अनुप्रयोग: इसके एसआईएल 2 प्रमाणीकरण के साथ, इसका उपयोग कार्यात्मक सुरक्षा की आवश्यकता वाले मशीन सुरक्षा लूप में किया जा सकता है।
एपीआई 670 अनुप्रयोग: मशीनरी सुरक्षा प्रणालियों के लिए अमेरिकन पेट्रोलियम इंस्टीट्यूट के 5वें संस्करण मानक के साथ पूरी तरह से अनुपालन, जो इसे तेल, गैस और पेट्रोकेमिकल उद्योगों के लिए आदर्श बनाता है।
खतरनाक क्षेत्र अनुप्रयोग: विस्फोट-रोधी संस्करण विस्फोटक गैसों या धूल वाले वातावरण में उपयोग को सक्षम करते हैं, जैसे कि तेल और गैस, रसायन और दवा उद्योगों में।
