TQ432 एक दबाव-प्रूफ निकटता ट्रांसड्यूसर है जिसे विशेष रूप से उच्च दबाव वाले वातावरण के लिए VM द्वारा डिज़ाइन किया गया है, जो TQ 422 और TQ 432 / EA 402 / IQS 452 निकटता माप प्रणाली के एक महत्वपूर्ण घटक के रूप में कार्य करता है। TQ422 की तरह, यह सेंसर एड़ी वर्तमान सिद्धांत पर काम करता है, जो चलती मशीनरी घटकों के सापेक्ष विस्थापन या कंपन के गैर-संपर्क माप को सक्षम करता है। इसका अनोखा डिज़ाइन इसे 100 बार तक दबाव झेलने की अनुमति देता है, जो इसे विशेष रूप से सबमर्सिबल पंप, हाइड्रोलिक टर्बाइन (उदाहरण के लिए, कपलान और फ्रांसिस टर्बाइन) और अन्य उच्च दबाव अनुप्रयोगों जैसे जलमग्न वातावरण में रिवर्स माउंटिंग की आवश्यकता वाले माप अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है।
TQ432 ट्रांसड्यूसर एक मिलान IQS 452 सिग्नल कंडीशनर और वैकल्पिक EA 402 एक्सटेंशन केबल के साथ जोड़े जाने पर एक पूर्ण, कैलिब्रेटेड निकटता माप प्रणाली बनाता है। इस प्रणाली के सभी घटक विनिमेय हैं, जो परिचालन लचीलेपन और रखरखाव की सुविधा सुनिश्चित करते हैं।
TQ432 और TQ422 कार्यात्मक रूप से समान निकटता ट्रांसड्यूसर हैं। मुख्य अंतर उनकी माउंटिंग विधि और सुरक्षा कॉन्फ़िगरेशन में निहित हैं:
TQ422: फॉरवर्ड माउंटिंग के लिए डिज़ाइन किया गया। इसके जांच में सामने की ओर एक बीओए सुरक्षा कैप (लगभग 0.6 मिमी मोटी) है, जो वोल्टेज आउटपुट में -2.4V अंतर्निहित ऑफसेट का कारण बनता है। यह सीधे उच्च दबाव वाले माध्यम के संपर्क में आता है।
TQ432: रिवर्स माउंटिंग के लिए डिज़ाइन किया गया। यह आमतौर पर दबाव पोत के विपरीत दिशा से स्थापित किया जाता है, जिसका अर्थ है कि जांच टिप सीधे उच्च दबाव वाले माध्यम के संपर्क में नहीं आती है, और इसलिए बीओए सुरक्षा टोपी की आवश्यकता नहीं होती है, जिसके परिणामस्वरूप आउटपुट सिग्नल बिना ऑफसेट के 0 से शुरू होता है।
प्रमुख विशेषताएँ एवं विशेषताएँ
1. उच्च दबाव अनुप्रयोग डिजाइन
सेंसर जांच PEEK (पॉलीथेरेथेरकीटोन) सामग्री से निर्मित है, जो 100 बार तक द्रव दबाव को सीधे झेलने में सक्षम है।
ट्रांसड्यूसर बॉडी का निर्माण स्टेनलेस स्टील (1.4435) से किया गया है, जो उत्कृष्ट यांत्रिक शक्ति और संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करता है।
2. गैर-संपर्क मापन
एड़ी धारा सिद्धांत के आधार पर संचालित होता है, जिसमें लक्ष्य (आमतौर पर धातु शाफ्ट) के साथ किसी भौतिक संपर्क की आवश्यकता नहीं होती है, जिससे पहनने से बचा जा सकता है और घर्षण के बिना विश्वसनीय दीर्घकालिक माप सक्षम हो सकता है।
3. विस्फोटक वातावरण के लिए उपयुक्तता
4. रिवर्स माउंटिंग डिज़ाइन
विशेष रूप से रिवर्स माउंटिंग अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो आमतौर पर दबाव पोत के विपरीत दिशा से स्थापित किया जाता है।
जांच टिप सीधे उच्च दबाव वाले मीडिया के संपर्क में नहीं आती है, इसलिए उसे बीओए सुरक्षा टोपी की आवश्यकता नहीं होती है।
इस डिज़ाइन के परिणामस्वरूप अंतर्निहित ऑफसेट के बिना आउटपुट सिग्नल मिलता है, जिससे सिग्नल प्रोसेसिंग और अंशांकन प्रक्रियाएं सरल हो जाती हैं।
5. संपूर्ण सिस्टम समाधान
वोल्टेज या करंट आउटपुट प्रदान करने के लिए IQS 452 सिग्नल कंडीशनर के साथ जोड़ा गया:
वोल्टेज आउटपुट (3-तार): संवेदनशीलता 4 mV/μm, गतिशील रेंज 0 V से -16 V (कोई ऑफसेट नहीं)।
वर्तमान आउटपुट (2-तार): संवेदनशीलता 1.25 μA/μm, गतिशील रेंज 4 mA से 20 mA (GSI 124 आइसोलेशन यूनिट के साथ प्रयुक्त)।
माप दूरी बढ़ाने के लिए ईए 402 एक्सटेंशन केबल के साथ इस्तेमाल किया जा सकता है, जिससे संपूर्ण 5-मीटर या 10-मीटर सिस्टम बनता है।
6. पर्यावरणीय अनुकूलनशीलता
व्यापक ऑपरेटिंग तापमान रेंज: ट्रांसड्यूसर बॉडी -25°C से +140°C (ड्रिफ्ट <5%); केबल -100°C से +200°C तक सहन कर सकता है।
उच्च सुरक्षा रेटिंग: IP68 (IEC 529 / DIN 40050), लंबी अवधि के जलमग्न संचालन के लिए पूर्ण धूल सुरक्षा और क्षमता प्रदान करता है।
उत्कृष्ट कंपन प्रतिरोध: 10 हर्ट्ज से 500 हर्ट्ज की आवृत्ति सीमा के भीतर 2 ग्राम के कंपन का सामना कर सकता है।
7. वैकल्पिक सुरक्षा विन्यास
बीओए (ब्रेडेड आउटर आर्मर) स्टेनलेस स्टील ब्रेडेड शीथ विकल्प प्रदान करता है, जो ट्रांसड्यूसर के अभिन्न समाक्षीय केबल के लिए अतिरिक्त यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करता है, क्रश और घर्षण प्रतिरोध को बढ़ाता है।
बीओए शीथ के साथ, ट्रांसड्यूसर/केबल असेंबली का दबाव प्रतिरोध 10 बार (बीओए के बिना 1 बार) तक बढ़ जाता है।
विस्तृत कार्य सिद्धांत
TQ432 निकटता ट्रांसड्यूसर एड़ी वर्तमान सिद्धांत के आधार पर संचालित होता है, एक विद्युत चुम्बकीय प्रेरण तकनीक जो व्यापक रूप से गैर-संपर्क विस्थापन और कंपन माप के लिए उपयोग की जाती है। निम्नलिखित अनुभाग इसके कार्य तंत्र, सिस्टम संरचना और सिग्नल प्रवाह पर विस्तार से बताते हैं।
1. मुख्य भौतिक सिद्धांत: एड़ी धारा प्रभाव
जब एक धातु कंडक्टर को बदलते चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है या चुंबकीय क्षेत्र के सापेक्ष चलता है, तो फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम के अनुसार, बंद-लूप धाराएं, जिन्हें एड़ी धाराओं के रूप में जाना जाता है, कंडक्टर के भीतर प्रेरित होती हैं। इन भंवर धाराओं की ताकत, वितरण और चरण कई कारकों पर निर्भर करते हैं:
कॉइल और कंडक्टर के बीच का अंतर: यह माप के लिए लक्ष्य पैरामीटर है।
कंडक्टर की विद्युत चालकता (σ) और चुंबकीय पारगम्यता (μ)।
रोमांचक चुंबकीय क्षेत्र की आवृत्ति (एफ)।
कंडक्टर का ज्यामितीय आकार.
TQ432 सेंसर का कोर एक सटीक-घाव कुंडल है जो जांच टिप पर PEEK सामग्री के भीतर समाहित है। PEEK एक उच्च-प्रदर्शन इंजीनियरिंग प्लास्टिक है जो अपनी उत्कृष्ट यांत्रिक शक्ति, रासायनिक प्रतिरोध और कम नमी अवशोषण के लिए जाना जाता है। महत्वपूर्ण रूप से, यह उच्च-आवृत्ति विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों में बहुत कम ढांकता हुआ नुकसान और अच्छी तरंग संचरण गुण प्रदर्शित करता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि यह कुंडल द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र में हस्तक्षेप नहीं करता है।
2. सिस्टम वर्कफ़्लो
संपूर्ण निकटता माप प्रणाली का परिचालन कार्यप्रवाह 'ट्रांसमिशन-इंडक्शन-डिमॉड्यूलेशन-आउटपुट' की एक बंद-लूप प्रक्रिया है:
उच्च आवृत्ति सिग्नल जनरेशन और ट्रांसमिशन:
युग्मित IQS 452 सिग्नल कंडीशनर में एक उच्च-आवृत्ति (HF) ऑसिलेटर और मॉड्यूलेशन/डिमॉड्यूलेशन सर्किटरी शामिल है।
कंडीशनर एक समाक्षीय केबल के माध्यम से TQ432 ट्रांसड्यूसर के कॉइल को एक उच्च आवृत्ति एसी उत्तेजना धारा की आपूर्ति करता है।
विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र निर्माण और एड़ी धारा प्रेरण:
कुंडल से गुजरने वाली प्रत्यावर्ती धारा इसके चारों ओर एक उच्च आवृत्ति वाला प्रत्यावर्ती चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है।
जब यह चुंबकीय क्षेत्र PEEK जांच टिप में प्रवेश करता है और पास के धातु लक्ष्य (उदाहरण के लिए, एक मशीन शाफ्ट) की सतह पर कार्य करता है, तो लक्ष्य की सतह परत में एड़ी धाराएं प्रेरित होती हैं।
प्रतिबाधा परिवर्तन का पता लगाना:
प्रेरित भंवर धाराएँ स्वयं एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती हैं। लेन्ज़ के नियम के अनुसार, यह चुंबकीय क्षेत्र मूल कुंडल क्षेत्र का विरोध करता है, जिससे मूल कुंडल का चुंबकीय क्षेत्र कमजोर हो जाता है।
यह 'कमजोर' प्रभाव सेंसर कॉइल के समतुल्य प्रतिबाधा में परिवर्तन के रूप में प्रकट होता है। कुंडल की प्रतिबाधा (Z), प्रतिरोध (R) और आगमनात्मक प्रतिक्रिया (ωL) का एक संयोजन, कुंडल और लक्ष्य के बीच के अंतर में भिन्नता के साथ संवेदनशील और नियमित रूप से बदलता है।
गैप कम होना -> मजबूत एड़ी धारा प्रभाव -> कुंडल प्रतिबाधा में अधिक परिवर्तन।
बढ़ता गैप -> कमजोर एड़ी धारा प्रभाव -> कुंडल प्रतिबाधा में छोटा परिवर्तन।
सिग्नल डिमॉड्यूलेशन और प्रोसेसिंग:
IQS 452 सिग्नल कंडीशनर लगातार सेंसर कॉइल के प्रतिबाधा में परिवर्तन की निगरानी करता है।
आंतरिक डिमोड्यूलेशन सर्किट इस उच्च-आवृत्ति प्रतिबाधा परिवर्तन को एक रैखिक डीसी वोल्टेज या अंतराल के आनुपातिक वर्तमान सिग्नल में परिवर्तित (डिमोड्यूलेट) करता है।
चूंकि TQ432 में कोई BOA सुरक्षा कैप नहीं है, इसलिए इसका आउटपुट सिग्नल 0 V (या 4 mA) से शुरू होता है और गैप के साथ एक रैखिक संबंध बनाए रखता है, जिससे सिग्नल प्रोसेसिंग प्रक्रिया सरल हो जाती है।
आउटपुट और अंशांकन:
वोल्टेज मोड: शून्य अंतराल पर आउटपुट 0 V, और अधिकतम अंतर (4 मिमी) पर -16 V।
वर्तमान मोड: शून्य अंतराल पर 4 एमए और अधिकतम अंतर पर 20 एमए आउटपुट।
सिस्टम को एक विशिष्ट लक्ष्य सामग्री (VCL 140 स्टील, 1.7225) का उपयोग करके +23°C ±5°C पर फ़ैक्टरी-कैलिब्रेटेड किया जाता है।
अंतिम आउटपुट दूरी के लिए अत्यधिक रैखिक संकेत है:
3. सिस्टम विशेषताएँ और मुआवजा
तापमान मुआवजा: प्रणाली माप सटीकता पर परिवेश के तापमान भिन्नता के प्रभाव को कम करने के लिए तापमान मुआवजे को शामिल करती है, यह सुनिश्चित करती है कि -25°C से +140°C की विस्तृत तापमान सीमा में बहाव 5% से कम रहे।
केबल लंबाई ट्यूनिंग (इलेक्ट्रिकल ट्रिमिंग): उच्च आवृत्ति सिग्नल ट्रांसमिशन को प्रभावित करने वाले समाक्षीय केबल के वितरित पैरामीटर (कैपेसिटेंस, इंडक्शन) के कारण, सिस्टम में इष्टतम सिस्टम प्रदर्शन और ट्रांसड्यूसर इंटरचेंजबिलिटी सुनिश्चित करने के लिए कुल केबल लंबाई (टीएसएल - कुल सिस्टम लंबाई, यानी, ट्रांसड्यूसर इंटीग्रल केबल + ईए 402 एक्सटेंशन केबल लंबाई) (5 मीटर सिस्टम ≥4.4 मीटर, 10 मीटर सिस्टम ≥8.8 मीटर) के लिए न्यूनतम आवश्यकताएं होती हैं।
लक्ष्य सामग्री आवश्यकताएँ: सेंसर की संवेदनशीलता और रैखिकता लक्ष्य सामग्री की विद्युत चालकता और चुंबकीय पारगम्यता से संबंधित हैं। मानक अंशांकन वीसीएल 140 स्टील पर आधारित है। यदि लक्ष्य सामग्री भिन्न है, तो विशेष अंशांकन के लिए एक नमूना प्रदान किया जाना चाहिए।
अनुप्रयोग क्षेत्र
हाइड्रोइलेक्ट्रिक जनरेटर सेट: फ्रांसिस और कपलान जैसे विभिन्न हाइड्रोलिक टर्बाइनों में शाफ्ट के सापेक्ष विस्थापन, कंपन और रनआउट का माप, विशेष रूप से रिवर्स माउंटिंग की आवश्यकता वाले पदों के लिए उपयुक्त।
सबमर्सिबल पंप: पानी के नीचे उच्च दबाव वाले वातावरण में पंप शाफ्ट की गतिशील परिचालन स्थितियों की निगरानी करना।
औद्योगिक घूर्णन मशीनरी: कंप्रेसर, गैस टर्बाइन और भाप टर्बाइन जैसे महत्वपूर्ण उपकरणों के लिए शाफ्ट विस्थापन और कंपन निगरानी।
उच्च दबाव, खतरनाक (विस्फोटक), या तरल-डूबे हुए वातावरण में गैर-संपर्क विस्थापन माप की आवश्यकता वाले किसी भी एप्लिकेशन, विशेष रूप से रिवर्स माउंटिंग की आवश्यकता होती है या जहां सिग्नल ऑफसेट से बचाव वांछित होता है।
