Sensor Proximitor Model 330850 25 mm adalah unit pengkondisi sinyal inti dari Sistem Transduser Kedekatan Bently Nevada 3300 XL 25 mm. Sensor ini bekerja bersama dengan probe proximity 25 mm khusus dan kabel ekstensi untuk membentuk sistem pengukuran yang lengkap. Tujuan desain utamanya adalah untuk memenuhi persyaratan pengukuran Ekspansi Diferensial pada generator turbin uap ukuran sedang hingga besar, sekaligus cocok untuk aplikasi pemantauan kondisi mesin lainnya yang memerlukan rentang pengukuran linier yang sangat besar.
Ekspansi Diferensial mengacu pada perbedaan pertumbuhan aksial relatif antara rotor turbin dan stator (selubung) yang disebabkan oleh perbedaan laju ekspansi dan kontraksi termal. Pengukuran DE yang akurat sangat penting untuk mencegah kontak gesekan yang dahsyat antara komponen yang berputar dan yang tidak bergerak, sehingga memastikan pengoperasian peralatan berputar besar yang aman dan stabil. Sensor 330850 dirancang untuk pengukuran penting ini, dengan karakteristik utamanya adalah rentang linier lebar 12,7 mm (500 mil) dan sensitivitas keluaran 0,787 V/mm (20 mV/mil), memungkinkannya menangkap dan mengubah perubahan celah tingkat mikron secara tepat menjadi sinyal tegangan standar.
Sebagai bagian dari seri 3300 XL, sensor 330850 dirancang agar dapat dipertukarkan secara elektrik dan mekanis dengan seri 7200 generasi sebelumnya dan sistem DE Integral 25 mm. Hal ini memungkinkan pengguna untuk melakukan upgrade langsung pada sistem lama tanpa memerlukan perubahan apa pun pada konfigurasi monitor, sekaligus mendapatkan manfaat dari peningkatan kinerja dan keandalan seri XL.
2. Prinsip Kerja Sistem: Penginderaan Arus Eddy dan Pengkondisian Sinyal
Pengoperasian sensor 330850 didasarkan pada Prinsip Penginderaan Arus Eddy, sebuah proses canggih yang secara akurat mengubah celah fisik (jarak) menjadi sinyal tegangan linier. Prinsip kerjanya dapat dirinci sebagai berikut:
2.1 Pembangkitan Medan RF dan Efek Arus Eddy
Sensor berisi osilator Frekuensi Radio (RF) yang presisi. Osilator ini menyuplai arus bolak-balik frekuensi tinggi (biasanya dalam orde MHz) ke kumparan probe proximity 25 mm yang terhubung melalui kabel ekstensi. Ketika arus ini mengalir melalui kumparan di ujung probe, arus ini menghasilkan medan elektromagnetik bolak-balik berfrekuensi tinggi yang memancar ke depan dari probe.
Ketika probe dipasang dan diarahkan ke permukaan target yang konduktif (biasanya kerah atau tanjakan pada rotor turbin), medan elektromagnetik bolak-balik ini menginduksi sirkulasi arus listrik seperti pusaran, yang dikenal sebagai arus eddy, pada permukaan target. Kekuatan dan distribusi arus eddy ini tidak tetap tetapi sangat bergantung pada jarak antara ujung probe dan permukaan target.
2.2 Deteksi Perubahan Impedansi
Menurut hukum induksi elektromagnetik, arus eddy yang diinduksi ini menghasilkan medan magnetnya sendiri, yang berlawanan dengan medan asli dari kumparan probe (Hukum Lenz). Medan magnet yang berlawanan ini bertindak untuk menghilangkan sebagian medan asli probe, dan efek fisik langsungnya adalah perubahan impedansi efektif kumparan probe.
Secara khusus:
Mengurangi Kesenjangan: Ketika probe bergerak lebih dekat ke target, kopling elektromagnetik menguat, efek arus eddy menjadi lebih signifikan, dan impedansi kumparan menurun secara substansial.
Meningkatkan Kesenjangan: Ketika probe bergerak menjauh dari target, kopling elektromagnetik melemah, efek arus eddy berkurang, dan impedansi kumparan meningkat.
Dengan demikian, perubahan mekanis pada celah antara probe dan target ditransduksi secara real-time dan dengan ketelitian tinggi menjadi perubahan parameter listrik: impedansi kumparan probe.
2.3 Demodulasi Sinyal, Amplifikasi, dan Output Standar
Fungsi inti sensor 330850 adalah mendeteksi dan memproses perubahan impedansi halus ini. Sirkuit internalnya pertama-tama mendemodulasi informasi yang mengandung celah dari sinyal pembawa frekuensi tinggi, menghasilkan sinyal tegangan mentah yang memiliki hubungan non-linier dengan celah tersebut. Selanjutnya, melalui rangkaian linierisasi presisi, sinyal mentah ini dikompensasi dan dikoreksi untuk menghasilkan hubungan proporsional linier yang ketat antara tegangan keluaran dan celah fisik pada rentang linier yang ditentukan 0,63 mm hingga 13,33 mm (25 hingga 525 mil).
Output akhirnya adalah sinyal tegangan DC yang terstandarisasi dan mudah diproses:
Rentang Linier: 0,63 mm hingga 13,33 mm (25 hingga 525 mil).
Tegangan Keluaran yang Sesuai: Sekitar -1,5 Vdc hingga -11,5 Vdc.
Faktor Skala Rata-rata: 0,787 V/mm (20 mV/mil). Artinya setiap 1 milimeter pergerakan target, tegangan keluaran sensor berubah sebesar 0,787 volt. Sensitivitas yang lebih rendah ini dirancang secara optimal untuk mencapai rentang linier lebar 12,7 mm.
Sistem ini mampu mengukur posisi statis (misalnya, pengaturan celah tetap) dan perubahan dinamis (misalnya, poros aksial), memberikan data komprehensif untuk perlindungan dan analisis mesin.
2.4 Pertukaran Lengkap dan Kalibrasi Pabrik
Keuntungan utama sistem 3300 XL adalah kemampuan pertukaran yang lengkap. Probe 3300 XL 25 mm, kabel ekstensi, dan sensor 330850 apa pun dapat digabungkan dalam urutan apa pun tanpa memerlukan kalibrasi atau pencocokan lapangan. Hal ini sangat menyederhanakan pengelolaan suku cadang dan pemeliharaan lapangan. Hal ini dicapai melalui:
Semua komponen diproduksi dengan spesifikasi yang ketat dan terpadu.
Sensor dikalibrasi secara tepat di pabrik untuk material target baja AISI 4140 standar. (Kalibrasi ke bahan target lainnya tersedia berdasarkan permintaan).
3. Fitur Struktural dan Desain
3.1 Konstruksi Mekanik dan Fleksibilitas Pemasangan
Bahan Perumahan: Terbuat dari paduan aluminium A380, kekuatan penyeimbang, ringan, dan sifat pelindung elektromagnetik yang baik.
Faktor Bentuk: Desain tipis yang mendukung dua metode pemasangan utama:
Pemasangan DIN-rail: Ideal untuk tata letak panel kontrol kepadatan tinggi, menghemat ruang dan memungkinkan pemasangan yang mudah.
Pemasangan Panel: Cocok untuk metode pemasangan tradisional, memberikan fiksasi mekanis yang lebih kuat.
Koneksi Terminal: Menampilkan blok terminal penjepit pegas SpringLoc. Desain ini memungkinkan pemasangan kabel di lapangan tanpa alat khusus, meningkatkan kecepatan dan keandalan koneksi secara signifikan, dan secara efektif mencegah kabel kendor karena getaran.
3.2 Ketangguhan dan Kekokohan Lingkungan
Kisaran Suhu Pengoperasian: -51°C hingga +100°C (-60°F hingga +212°F), memastikan pengoperasian yang stabil di lingkungan industri yang keras.
Imunitas RFI/EMI: Desain yang dioptimalkan memberikan kekebalan yang sangat baik terhadap Frekuensi Radio dan Interferensi Elektromagnetik, melindungi sinyal keluaran dari kerusakan oleh sinyal radio frekuensi tinggi umum di lokasi. Hal ini memungkinkannya untuk segera mematuhi dan memperoleh persetujuan tanda CE Eropa.
Konektor: Antarmuka untuk probe dan kabel ekstensi menggunakan konektor ClickLoc suhu tinggi khusus, yang tahan korosi dan tahan getaran, memastikan keandalan koneksi jangka panjang.
3.3 Opsi Panjang Sistem
Sensor 330850 ditawarkan dalam dua opsi 'panjang sistem' yang telah ditetapkan sebelumnya. Pengguna harus memilih opsi yang sesuai dengan total panjang gabungan kabel probe dan kabel ekstensi untuk aplikasi spesifiknya:
Panjang sistem 5,0 meter
Panjang sistem 9,0 meter
Desain ini memastikan karakteristik listrik (misalnya kapasitansi, resistansi) dari seluruh loop tetap dalam batas yang telah ditentukan, menjamin kinerja sistem memenuhi metrik lembar spesifikasi.
4. Kinerja Kelistrikan dan Spesifikasi Teknis
4.1 Catu Daya dan Konsumsi
Kebutuhan Daya: -17,5 Vdc hingga -26 Vdc (tanpa hambatan); -23 Vdc hingga -26 Vdc (dengan pembatas).
Konsumsi Arus Maksimum: 12 mA.
4.2 Karakteristik Keluaran
Resistansi Keluaran: 50 Ω.
Sensitivitas Pasokan: <2 mV per volt perubahan pasokan, menunjukkan bahwa output sebagian besar tidak terpengaruh oleh fluktuasi pasokan daya normal.
4.3 Akurasi dan Linearitas
Rentang Linier: 12,7 mm (500 mil).
Faktor Skala Rata-rata: nominal 0,787 V/mm (20 mV/mil).
Penyimpangan dari Best Fit Straight Line (DSL): < ±0,31 mm (±12 mils). Ini menentukan deviasi maksimum kurva keluaran aktual dari garis lurus ideal di seluruh rentang linier.
4.4 Respon Frekuensi
0 hingga 2,7 kHz: +0, -3 dB (khas). Bandwidth ini cukup untuk secara akurat menangkap perubahan dinamis yang ditemui dalam pengukuran DE tetapi tidak dimaksudkan untuk pengukuran getaran frekuensi tinggi.
4.5 Sertifikasi dan Kepatuhan
Memenuhi persyaratan penandaan CE.
Bersertifikat pada Petunjuk EMC.
Sesuai dengan Petunjuk RoHS.
Memegang berbagai Persetujuan Area Berbahaya seperti ATEX dan IECEx, mendukung penggunaan di area Zona 0/1/2 (memerlukan sambungan ke penghalang keselamatan intrinsik atau isolator galvanik yang sesuai).
5. Skenario Aplikasi dan Integrasi Sistem
5.1 Aplikasi Inti: Pengukuran Ekspansi Diferensial
Sistem sensor 330850 terutama digunakan untuk pemantauan DE di mesin turbo besar seperti turbin uap dan turbin gas. Konfigurasi pemasangan yang umum meliputi:
Dua Transduser yang Mengamati Sisi Kerah yang Sama: Menyediakan pengukuran redundan, sehingga meningkatkan keandalan sistem.
Konfigurasi Input Pelengkap: Dua transduser mengamati sisi berlawanan dari sebuah collar, secara efektif menggandakan rentang DE yang dapat diukur.
Mengamati Ramp: Cocok untuk rentang pengukuran DE yang lebih panjang, meskipun hal ini mungkin menimbulkan beberapa kesalahan dari pergerakan rotor radial.
5.2 Aksesori Khusus: Braket Geser
Untuk memudahkan pemasangan, kalibrasi, dan verifikasi selanjutnya, Bently Nevada menyediakan Braket Geser 3300 XL khusus. Braket ini memungkinkan operator dengan mudah menggeser seluruh probe dan rakitan sensor secara aksial setelah pemasangan, menyimulasikan pergerakan rotor. Hal ini memungkinkan verifikasi keakuratan dan linearitas sistem pengukuran dalam kondisi dunia nyata, memastikan probe tetap tegak lurus dan sejajar dengan target.
5.3 Alat Verifikasi Sistem
Kit Verifikasi Indikator Dial: Memberikan referensi mekanis untuk mengkalibrasi pergerakan braket geser secara tepat, memungkinkan perbandingan dengan keluaran listrik sensor.
Steker Uji 3300 XL: Memungkinkan pemeriksaan kinerja sensor dengan mudah melalui lubang pin uji tanpa melepaskan kabel lapangan.
6. Ringkasan Keunggulan Produk Utama
Rentang Linear Sangat Lebar: rentang 12,7 mm, dirancang khusus untuk pengukuran DE pada mesin turbo besar.
Akurasi dan Stabilitas Tinggi: Mempertahankan presisi pengukuran yang unggul pada rentang suhu yang luas dan dalam lingkungan elektromagnetik yang menuntut.
Dapat Dipertukarkan Lengkap: Tidak diperlukan pencocokan atau kalibrasi komponen, sehingga secara drastis mengurangi biaya suku cadang dan waktu henti pemeliharaan.
Ketangguhan Lingkungan yang Unggul: Kemampuan suhu tinggi, ketahanan getaran, dan kekebalan RFI/EMI yang sangat baik.
Pemasangan dan Perawatan yang Mudah: Terminal SpringLoc, konektor ClickLoc, dan desain braket geser membuat pemasangan, pengkabelan, dan verifikasi menjadi efisien dan andal.
Kompatibilitas Mundur: Menggantikan sistem lama secara langsung, melindungi investasi awal pengguna.
Sertifikasi Keselamatan Komprehensif: Dilengkapi dengan sertifikasi area berbahaya untuk pasar global.
