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CA202 144-202-000-104 Accelerometro piezoelettrico

CA202 144-202-000-104 Accelerometro piezoelettrico

Marca:
VM
Articolo n.:
CA202 144-202-000-104
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L'accelerometro piezoelettrico CA202 è un sensore di vibrazioni di livello industriale ad alte prestazioni della linea di prodotti VM. Progettato specificamente per ambienti industriali difficili, integra elevata sensibilità, ampia risposta in frequenza, eccezionale tolleranza ambientale e molteplici certificazioni internazionali antideflagranti. Il suo nucleo utilizza un elemento sensibile piezoelettrico policristallino simmetrico in modalità taglio, alloggiato all'interno di un involucro in acciaio inossidabile austenitico completamente saldato e dotato di un cavo armato integrale, formando un'unità di misurazione altamente affidabile, sigillata e a prova di perdite.

Il CA202 viene utilizzato principalmente per il monitoraggio continuo online delle vibrazioni e la diagnosi dei guasti di macchinari rotanti (come turbine, compressori, pompe, ventilatori, ecc.), fungendo da dispositivo di rilevamento front-end critico per la manutenzione predittiva industriale e i sistemi di gestione dello stato delle risorse. Il prodotto è disponibile in versioni standard e versioni certificate 'Ex' adatte all'uso in atmosfere potenzialmente esplosive, soddisfacendo i requisiti di sicurezza specifici delle industrie ad alto rischio, tra cui petrolio e gas, prodotti chimici, produzione di energia e miniere.

2. Principio funzionale

Il principio di funzionamento dell'accelerometro piezoelettrico CA202 si basa sull'effetto piezoelettrico diretto dei materiali piezoelettrici. Il suo elemento di rilevamento principale è una ceramica piezoelettrica policristallina appositamente polarizzata, assemblata in una configurazione simmetrica in modalità di taglio. Quando il sensore è soggetto a vibrazioni meccaniche esterne, una massa sismica interna applica una forza di taglio al cristallo piezoelettrico. Questo stress meccanico provoca uno spostamento dei centri di carica all'interno del materiale piezoelettrico, generando una carica elettrica proporzionale sulle superfici degli elettrodi del cristallo rispetto alla forza applicata (e quindi all'accelerazione).

Questo segnale di carica è ad alta impedenza. Il CA202 trasmette questo segnale di carica tramite il suo design isolato internamente e il cavo integrato a basso rumore a un convertitore di carica esterno (o amplificatore di carica, come la serie IPC70x). La funzione principale del convertitore di carica è trasformare il segnale di carica ad alta impedenza in un segnale di tensione a bassa impedenza, amplificandolo e normalizzandolo per una facile lettura e analisi da parte di successivi sistemi di acquisizione dati, PLC o monitor delle vibrazioni.

Il design a 'taglio' offre vantaggi significativi: disaccoppia l'elemento piezoelettrico dalla deformazione di base e dai disturbi termici. Di conseguenza, il CA202 è altamente insensibile alle interferenze ambientali come la flessione della base, i transitori termici e il rumore acustico, consentendogli di emettere segnali di accelerazione delle vibrazioni eccezionalmente 'puliti'. Combinato con la struttura saldata completamente sigillata, questo principio garantisce stabilità e precisione di misura a lungo termine in ambienti industriali esigenti.

3. Aree di applicazione

Il CA202 è ampiamente utilizzato nei settori industriali con requisiti rigorosi di affidabilità e sicurezza delle apparecchiature, tra cui:

Energia e produzione di energia: protezione e monitoraggio delle vibrazioni per turbine a gas, turbine a vapore, turbine idroelettriche, generatori, pompe di grandi dimensioni e gruppi di ventilatori.
Oil & Gas: compressori alternativi e centrifughi, pompe di trasferimento, apparecchiature azionate da turbine a gas su piattaforme offshore e impianti onshore, adatti per aree pericolose Zona 0, 1, 2.
Chimico e petrolchimico: monitoraggio delle vibrazioni per vari reattori, agitatori, compressori di grandi dimensioni e pompe, resistenti alle atmosfere corrosive.
Settore minerario e metallurgico: monitoraggio delle condizioni di ventilatori, frantoi, mulini di macinazione e laminatoi in ambienti polverosi e ad alte vibrazioni.
Settore marittimo e offshore: monitoraggio delle principali turbine di propulsione, riduttori e gruppi elettrogeni in condizioni di alta temperatura, elevata umidità e nebbia salina.
Produzione industriale generale: fornitura di soluzioni di manutenzione predittiva per macchinari rotanti critici e di grandi dimensioni per prevenire tempi di fermo macchina non pianificati.

4. Vantaggi del prodotto

Eccezionale stabilità a lungo termine: il design simmetrico in modalità taglio isola efficacemente gli effetti dei transitori termici e della deformazione della base, garantendo una deriva minima del segnale di uscita e lunghi intervalli di manutenzione.
Tolleranza ambientale superiore: struttura saldata in acciaio inossidabile completamente sigillata (sensore e cavo saldati come un'unica unità), che fornisce protezione di livello IP68 contro acqua, vapore, olio, sostanze chimiche corrosive e umidità al 100%.
Ampio intervallo di temperature operative: intervallo operativo del corpo del sensore da -55°C a +260°C, soddisfacendo le esigenze della maggior parte delle applicazioni industriali ad alta temperatura.
Certificazioni di sicurezza complete: disponibili in modelli antideflagranti certificati da ATEX, IECEx, UKEX, cCSAus, KGS, EASC, che supportano l'uso sicuro nella massima classificazione delle aree pericolose (zona gas 0).
Eccellente qualità del segnale: elevata sensibilità (100 pC/g), ampia risposta in frequenza (0,5-6000 Hz) e bassa sensibilità trasversale (≤3%), consentendo l'acquisizione precisa di complesse impronte di vibrazioni dalle frequenze basse a quelle alte.
Costruzione meccanica robusta e affidabile: alloggiamento in acciaio inossidabile per impieghi gravosi, in grado di resistere a urti fino a 1000 g, adatto a scenari con vibrazioni elevate.
Installazione e integrazione convenienti: il design integrale del cavo elimina i punti di guasto del connettore; l'uscita di carica standardizzata è compatibile con varie marche di condizionatori di segnale.

Categoria	Parametro	Specifica	Condizioni / Note
Caratteristiche Elettriche	Sensibilità	100 pz./g ±5%	120 Hz, 5 g, 23°C
	Intervallo di misurazione dinamica	Da 0,01 a 400 g (picco)
	Capacità di sovraccarico	≤ 500 g (picco)
	Linearità	0,01-20 g: ±1% 20-400 g: ±2%
	Sensibilità Trasversale	≤ 3%
	Resistenza di isolamento	≥ 1 x 10⁹ Ω
	Capacità del sensore	Da pin a pin: 5000 pF Da pin a custodia: 10 pF	Nominale
	Capacità del cavo	Al metro, da pin a pin: 105 pF/m Al metro, da pin a custodia: 210 pF/m	Nominale
Caratteristiche di frequenza	Risposta in frequenza	Da 0,5 Hz a 6.000 Hz (±5%)	Il taglio basso dipende dal condizionatore
	Frequenza di risonanza	>22kHz	Nominale
	Deviazione a 8 kHz	+10%	Tipico
Caratteristiche ambientali	Temp. operativa - Sensore - Cavo integrale	da -55°C a +260°C da -55°C a +200°C	Funzionamento continuo
	Temp. di sopravvivenza a breve termine. - Sensore - Cavo integrale	da -70°C a +280°C da -62°C a +250°C
	Coefficiente di temperatura	da -55°C a +23°C: 0,25%/°C da +23°C a +260°C: 0,1%/°C	Riferito a 23°C
	Protezione e sigillatura	Alloggiamento e tubo di protezione completamente saldati in acciaio inossidabile austenitico	Resistente al 100% di umidità, acqua, vapore, olio, nebbia salina, polvere, funghi, sabbia
	Sensibilità alla deformazione di base	0,15 x 10⁻³ g/με	A 250 µε picco-picco
	Massimo. Shock	1000 g (picco)	Mezzo seno, 1 ms
Caratteristiche meccaniche	Materiale dell'alloggiamento	Acciaio inossidabile austenitico (1.4441)
	Materiale del tubo di protezione	Acciaio inossidabile resistente al calore (1.4541)
	Peso	Sensore: ~250 g Cavo: ~135 g/m
	Viti di montaggio	4 M6x35	Presa esagonale
	Rondelle di montaggio	4 rondelle elastiche M4
	Coppia di montaggio consigliata	15 Nm
Segnale e connessione	Tipo di uscita	Uscita di carica
	Sistema di perni	2 pin, isolato dalla custodia
	Condizionatore richiesto	Convertitore di carica (ad esempio, IPC70x)
	Configurazione del cavo	Cavo silenzioso integrato con tubo di protezione intrecciato in acciaio inossidabile	Opzioni di lunghezza
Certificazioni e conformità	Conformità UE	Marchio CE, Dichiarazione di conformità UE
	Unione doganale eurasiatica	Marcatura EAC, Dichiarazione di Conformità
	Compatibilità elettromagnetica (EMC)	EN 61000-6-2:2005, EN 61000-6-4:2007+A1:2011
	Sicurezza elettrica	EN 61010-1:2010
	Ambientale	Conforme alla direttiva RoHS (2011/65/UE).
	Certificati antideflagranti. (Versioni Ex)	ATEX, IECEx, UKEX, cCSAus, KGS, EASC	Fare riferimento all'elenco dei certificati a pagina 3
Dati fisici	Calibrazione	Calibrazione dinamica di fabbrica (picco 5 g, 120 Hz)	In genere non è necessaria alcuna ricalibrazione sul campo
	Dimensioni	Fare riferimento ai disegni meccanici nella scheda tecnica a pagina 5
Informazioni sull'ordinazione	Modelli standard	144-202-000-2xx (xx indica il codice della lunghezza del cavo)	Lunghezze dei cavi: 3, 6, 11, 20 metri
	Modelli antideflagranti	144-202-000-1xx (xx indica il codice della lunghezza del cavo)	Lunghezze dei cavi: 3, 6, 11, 20 metri

Guida all'installazione

Per garantire prestazioni ottimali, precisione di misurazione e durata dell'accelerometro CA202, il processo di installazione deve rispettare rigorosamente le specifiche. Le seguenti linee guida sintetizzano i requisiti principali contenuti nella scheda tecnica e nel manuale di installazione generale.

1 Requisiti generali di installazione e avvertenze di sicurezza

Sicurezza a prova di esplosione: prima di installare una versione Ex in un'area pericolosa, è imperativo consultare e rispettare tutte le 'Condizioni speciali per l'uso sicuro' elencate nella sezione 'Programma' del corrispondente 'Certificato di esame CE del tipo' (indicato da un suffisso 'X' o 'U' sul numero del certificato).
Posizione di montaggio:

Regola principale: montare il più vicino possibile all'alloggiamento del cuscinetto o alla fonte di vibrazione, assicurandosi che il punto di montaggio sia su una struttura meccanica altamente rigida.
Divieto: non montare su involucri di macchine, pannelli sottili o strutture non rigide soggette a risonanza locale, poiché ciò distorcerebbe gravemente i segnali di misurazione.

Responsabilità dell'installazione: gli installatori devono seguire le procedure generali di sicurezza e le linee guida specifiche fornite dal produttore dell'apparecchiatura.

2 Preparazione della superficie di montaggio (passaggio critico)

La qualità della superficie di montaggio determina direttamente la precisione della misurazione.

Selezione e pulizia: scegliere un'area di montaggio piana e pulita.
Requisiti di lavorazione:

Planarità: la superficie di montaggio deve essere lavorata con una planarità di 0,01 mm.
Finitura superficiale: ottenere un grado di finitura N7.
Perpendicolarità: la superficie di montaggio deve essere perpendicolare alla direzione di misurazione delle vibrazioni desiderata (asse sensibile).

Marcatura e foratura:

Contrassegnare le posizioni dei 4 fori di montaggio secondo lo schema di base CA202.
Praticare dei fori profondi circa 20 mm utilizzando una punta da Ø4,8 mm.

Toccando:

Toccare le filettature M6 nei fori fino a una profondità effettiva minima di 14 mm.
Rimuovere tutti i trucioli metallici dai fori.

3 Installazione del corpo del sensore

Preparare i componenti: tenere pronti 4 pezzi di viti a testa esagonale incassata M6 x 35 e 4 pezzi di rondelle elastiche a spirale singola M6.
Applicare il frenafiletti: applicare uniformemente l'adesivo frenafiletti LOCTITE 241 (o equivalente) sulle filettature delle viti. Questo passaggio è fondamentale per prevenire l'allentamento sotto vibrazione e consentire un futuro smontaggio.
Montare il sensore: posizionare le rondelle elastiche sulle viti, posizionare l'accelerometro CA202 sui fori di montaggio.
Serraggio:

Utilizzando una chiave dinamometrica, serrare gradualmente le 4 viti in sequenza diagonale.
La coppia di serraggio finale deve essere rigorosamente controllata a 15 N·m. Una coppia insufficiente può causare l'allentamento; una coppia eccessiva può danneggiare la base del sensore o le filettature.
Nota: Il CA202 è isolato internamente; non è necessaria alcuna rondella isolante aggiuntiva sotto la base del sensore.

4 Instradamento e fissaggio dei cavi

La gestione errata dei cavi è una causa comune di introduzione di rumore e di guasti.

Raggio di curvatura: durante la posa il raggio di curvatura minimo del cavo (incluso il tubo flessibile di protezione) non deve essere inferiore a 50 mm. Evitare curve strette.
Intervallo di fissaggio: Fissare il cavo lungo il suo percorso utilizzando fascette idonee (per cavo ~Ø8 mm) a intervalli consigliati da 100 a 200 mm.
Evitare interferenze: il percorso del cavo deve essere tenuto lontano da cavi ad alta tensione, linee ad alta corrente o fonti di emissione ad alta frequenza. Mantenere una separazione parallela minima di almeno 30 cm.
Metodo di fissaggio: praticare e maschiare i fori sulla superficie di supporto, utilizzare viti e rondelle per fissare le clip. Applicare LOCTITE 241 alle viti.
Importante: Il fissaggio regolare del cavo sopprime efficacemente il rumore a bassa frequenza causato dall''effetto triboelettrico', generato dal lento attrito tra la guaina del cavo e lo schermo.

5 Collegamento elettrico e integrazione del sistema

Condizionamento del segnale: il CA202 è del tipo con uscita di carica e deve essere collegato a un convertitore di carica dedicato (ad esempio, serie Meggitt IPC70x) per convertire il segnale di carica in un segnale di tensione standard.
Cablaggio: seguire le istruzioni del manuale del convertitore di carica per collegare correttamente i due nuclei del cavo integrale CA202 all'ingresso ad alta impedenza del convertitore. La schermatura viene generalmente terminata all'estremità del convertitore.
Messa a terra e isolamento:

Per garantire la purezza del segnale, si consiglia di utilizzare un'unità di isolamento elettrico (ad esempio, come mostrato nel manuale) nella catena del segnale per interrompere i circuiti di terra.
L'intera catena di misurazione dovrebbe seguire un principio di 'messa a terra a punto singolo', tipicamente collegato a terra all'estremità del sistema di elaborazione del segnale.

Protezione: il cavo di trasmissione dal convertitore di carica alla sala di controllo deve utilizzare un doppino intrecciato schermato e può essere posizionato all'interno di un condotto flessibile metallico (ad esempio, KS 106) o di passerelle per cavi per un'ulteriore protezione meccanica.

6 Accessori di montaggio

Per le superfici in cui non è possibile il montaggio diretto, è possibile utilizzare il kit adattatore di montaggio MA133 (codice articolo: 809-133-000-011) di Meggitt. Questo kit include una base con un cuscinetto di isolamento termico in vetro mica, adatto per applicazioni che richiedono isolamento termico o dove le superfici non sono uniformi.

Prossimo:

Accelerometro piezoelettrico CA202 Meggitt CA202 144-202-000-104 CA202 144-202-000-104 Meggitt CA202 CA202 Meggitt