CE311 444-311-000-112 Accelerometro piezoelettrico

Il CE311 444‑311‑000‑112 è un accelerometro piezoelettrico premium certificato Ex con elettronica integrata della rinomata linea di prodotti vibrometer® di Meggitt, progettato specificamente per il monitoraggio delle vibrazioni industriali in atmosfere potenzialmente esplosive dove è richiesta la sicurezza intrinseca e un robusto gruppo di cavi sigillato è essenziale per una trasmissione affidabile del segnale. Questa versione certificata Ex presenta una sensibilità di 50 μA/g ed è fornita con un cavo integrato da 3 metri montato in fabbrica, protetto da un tubo flessibile in acciaio inossidabile a tenuta stagna, terminato con cavi volanti per il cablaggio diretto. Questa configurazione pronta per l'installazione elimina la necessità di un connettore separato all'estremità del sensore, fornendo una connessione continua ed ermeticamente sigillata, ideale per installazioni permanenti in aree pericolose dove la protezione contro fluidi di raffreddamento, lubrificanti, acqua, vapore e altri contaminanti è fondamentale e dove la distanza dal sensore alla scatola di giunzione è relativamente breve. Il sensore fornisce un segnale di uscita modulato in corrente proporzionale all'accelerazione, con una risposta in frequenza da 2 Hz a 8 kHz, che lo rende adatto per un'ampia gamma di macchinari rotanti e alternativi in ​​raffinerie di petrolio, impianti chimici, terminali di gas, piattaforme offshore e altri ambienti pericolosi in cui possono essere presenti gas o polveri esplosivi.

Il CE311 444‑311‑000‑112 è un sensore di tipo IEPE con uscita di corrente standard del settore che richiede un'alimentazione a corrente costante (da 5 a 8 mA) e funziona con un'alimentazione da 15 a 28 V CC. Fornisce un'uscita con modulazione di corrente a bassa impedenza che è ampiamente insensibile alla capacità del cavo e alle interferenze elettromagnetiche, consentendo la trasmissione del segnale a lunga distanza senza degradazione. L'elettronica integrata incorpora una schermatura interna e è isolata galvanicamente dalla custodia del sensore, garantendo un'eccezionale immunità al rumore, ridotte interferenze del circuito di terra e prestazioni stabili della tensione di polarizzazione. Per le installazioni Ex ia, il sensore deve essere collegato tramite una barriera approvata a sicurezza intrinseca o un'unità di isolamento galvanico che limiti la tensione, la corrente e l'energia a livelli che non possono innescare l'atmosfera esplosiva, in conformità con i parametri specificati nei certificati Ex.

Il sensore è alloggiato in una custodia in acciaio inossidabile ermeticamente sigillata (1.4441) con il cavo integrato protetto da un tubo in acciaio inossidabile (1.4541). Il sensore e il tubo di protezione sono saldati ermeticamente tra loro, creando un gruppo a tenuta stagna impermeabile al 100% di umidità relativa, acqua, vapore, olio, atmosfere di sale marino, polvere, funghi e sabbia. Questa struttura robusta garantisce decenni di funzionamento affidabile negli ambienti industriali più difficili, comprese le installazioni offshore, chimiche e all'aperto in zone pericolose.

Con una risposta in frequenza di –3 dB a 2 Hz, ≤±5% da 6 Hz a 5 kHz e ≤±10% da 5 kHz a 8 kHz, una frequenza di risonanza nominale di 20 kHz e una gamma dinamica compresa tra 0,004 g e 40 g di picco, il CE311 444‑311‑000‑112 cattura le vibrazioni strutturali a bassa frequenza e le impronte degli ingranaggi ad alta frequenza con buona fedeltà. Il suo intervallo di temperatura compreso tra –40 °C e 125 °C, combinato con un'eccellente stabilità della temperatura (±5% sull'intero intervallo), garantisce un funzionamento affidabile in un'ampia varietà di ambienti di processo industriale. Il sensore è dotato di certificazioni ATEX (KEMA 04 ATEX 1055) e IECEx (IECEx DEK 15.0029) per Ex ia IIC T6…T3 Ga, nonché certificazioni CCSAus, KGS e TR CU, che lo rendono adatto ai gruppi di gas IIC (compresi idrogeno, acetilene) e con classi di temperatura da T6 a T3. Ciò rende il CE311 444‑311‑000‑112 una scelta affidabile per l'implementazione globale in aree pericolose con l'ulteriore vantaggio di un cavo integrale sigillato in fabbrica per la massima affidabilità.

Questa introduzione al prodotto fornisce una descrizione completa del CE311 444‑311‑000‑112, comprese le caratteristiche principali, le applicazioni, le specifiche tecniche dettagliate in forma tabellare, le linee guida per l'installazione, le informazioni per l'ordinazione e gli accessori disponibili. Tutte le informazioni derivano dalla scheda tecnica ufficiale Meggitt (vecchia versione CE311) e riflettono l'impegno dell'azienda verso l'eccellenza ingegneristica e la sicurezza in ambienti estremi.

Caratteristiche e vantaggi principali

Certificazione Ex per aree pericolose – CE311 444‑311‑000‑112 è approvato per l'uso in atmosfere potenzialmente esplosive con certificazioni ATEX (KEMA 04 ATEX 1055) e IECEx (IECEx DEK 15.0029) per Ex ia IIC T6…T3 Ga (zone gas 0, 1, 2). Ulteriori certificazioni includono CCSAus (Classe I, Divisione 1, Gruppi A, B, C, D; Classe I, Zona 0), KGS e TR CU (Russia). Ciò garantisce la conformità globale per l'installazione nelle aree pericolose più gravi, inclusa la Zona 0.

Cavo integrato con tubo di protezione in acciaio inossidabile – Lunghezza 3 metri – Il cavo da 3 metri montato in fabbrica (doppino intrecciato schermato) con un tubo flessibile in acciaio inossidabile a tenuta stagna offre eccezionale protezione meccanica, resistenza chimica e durata. Il design sigillato e senza connettori elimina potenziali punti di guasto sull'interfaccia del sensore, garantendo l'integrità del segnale a lungo termine in ambienti difficili e pericolosi. La lunghezza di 3 metri è ideale per molte installazioni in cui il sensore è montato vicino all'elettronica di monitoraggio, come su compressori, pompe o piccole turbine in aree pericolose.

Alta sensibilità e ampio intervallo dinamico – Con una sensibilità di 50 μA/g ±5% e un intervallo dinamico da 0,004 g a 40 g di picco, il sensore cattura un ampio spettro di ampiezze di vibrazione, dall'usura lieve dei cuscinetti a eventi di squilibrio moderati, senza saturazione.

Risposta in frequenza estesa – Il sensore offre un punto di –3 dB a 2 Hz, una risposta piatta di ±5% da 6 Hz a 5 kHz e ±10% da 5 kHz a 8 kHz, coprendo movimenti strutturali a bassa frequenza e frequenze di ingranaggi e passaggi lama ad alta frequenza.

Basso rumore e alta risoluzione – Il rumore elettrico residuo è molto basso, garantendo un rilevamento chiaro delle vibrazioni di basso livello. La schermatura interna e l'elettronica isolata sopprimono ulteriormente le interferenze elettromagnetiche.

Elettronica integrata (IEPE) : il convertitore carica-corrente integrato elimina la necessità di un amplificatore di carica esterno. L'interfaccia a 2 fili trasporta sia l'alimentazione che il segnale, semplificando il cablaggio e riducendo i costi del sistema. Il sensore funziona con una corrente costante da 5 a 8 mA e una tensione di alimentazione da 15 a 28 V CC.

Custodia isolata da terra con schermatura interna – La custodia del sensore è isolata elettricamente dalla terra del segnale, prevenendo ritorni di terra. Uno schermo interno migliora ulteriormente la reiezione del rumore, garantendo una trasmissione pulita del segnale anche se montato su strutture metalliche collegate a terra.

Robusta struttura saldata ermeticamente : l'alloggiamento in acciaio inossidabile e il tubo di protezione saldati ermeticamente forniscono protezione IP contro polvere, acqua e un'ampia gamma di contaminanti industriali. Il gruppo a tenuta stagna è impermeabile al 100% di umidità relativa, acqua, vapore, olio, sale marino, polvere, funghi e sabbia, garantendo affidabilità a lungo termine.

Ampio intervallo di temperature operative – Il CE311 444‑311‑000‑112 funziona continuamente da –40 °C a 125 °C, con una deviazione della sensibilità alla temperatura di ±5% sull'intero intervallo, rendendolo adatto per applicazioni che vanno dagli ambienti esterni freddi alle aree di processo calde.

Elevata tolleranza agli urti – Con un limite agli urti di 500 g di picco (mezzo seno, 1 ms), il sensore resiste a transitori meccanici gravi senza danni, garantendo la sopravvivenza in ambienti macchinari impegnativi.

Bassa sensibilità alla deformazione di base – La sensibilità alla deformazione di base è tipica di soli 0,0015 g/με, riducendo al minimo gli errori di misurazione causati dalla deformazione della superficie di montaggio.

Installazione semplice – Il cavo integrato termina con conduttori volanti (codificati a colori), consentendo il collegamento diretto a morsettiere o scatole di giunzione. Il sensore viene montato utilizzando quattro bulloni M6 con una coppia consigliata di 15 N·m, garantendo un fissaggio sicuro.

Calibrazione di fabbrica – Ogni unità è calibrata dinamicamente in fabbrica a 120 Hz e 5 g di picco; non è necessaria alcuna calibrazione successiva in condizioni di utilizzo normale, riducendo i costi di manutenzione.

Marchio CE, conformità EAC e RoHS : il sensore soddisfa i requisiti EMC, sicurezza elettrica e RoHS dell'Unione Europea, nonché gli standard dell'Unione doganale eurasiatica, garantendo l'accettazione globale.

Applicazioni

Il CE311 444‑311‑000‑112 è ideale per il monitoraggio delle vibrazioni per scopi generali in aree pericolose (gas e polvere) dove è richiesta la sicurezza intrinseca ed è sufficiente un robusto cavo integrale da 3 metri, incluso:

• Industria petrolifera e del gas : monitoraggio di compressori, pompe, turbine e macchinari alternativi in ​​raffinerie, impianti di trattamento del gas e piattaforme offshore in cui sono presenti gas infiammabili (gruppo IIC) e il sensore è montato vicino al monitor o alla scatola di giunzione.

• Impianti chimici e petrolchimici – Sorveglianza di reattori, miscelatori, centrifughe e ventilatori in aree classificate Zona 0, 1 e 2 in cui possono formarsi vapori esplosivi, con il cavo del sensore instradato verso una scatola di giunzione sicura.

• Industria farmaceutica e alimentare – Monitoraggio delle vibrazioni nelle aree di manipolazione dei solventi e negli ambienti esplosivi con polveri (ad es. zucchero, farina, amido) dove la sicurezza intrinseca è obbligatoria.

• Produzione di energia – Misurazione delle vibrazioni su turbine a gas, generatori e apparecchiature ausiliarie in centrali termoelettriche e di cogenerazione con atmosfere potenzialmente esplosive.

• Settore marittimo e offshore : sistemi di propulsione, macchinari di coperta e pompe di carico su navi cisterna e navi FPSO che operano in zone classificate come pericolose.

• Acque reflue e biogas – Monitoraggio di pompe, soffianti e miscelatori negli impianti di biogas e negli impianti di trattamento delle acque reflue in cui potrebbero essere presenti metano o acido solfidrico.

• Test e misurazioni in aree pericolose – Installazioni permanenti per la convalida delle prestazioni e la manutenzione predittiva in zone classificate Ex, dove il cavo integrato semplifica l'installazione e riduce potenziali percorsi di perdita.

Descrizione dettagliata della versione Ex (444‑311‑000‑112)

Il CE311 444‑311‑000‑112 è la variante certificata Ex della famiglia CE311, caratterizzata da una sensibilità di 50 μA/g, un intervallo di temperatura da –40 °C a 125 °C e un cavo integrato da 3 metri. È progettato per l'installazione permanente in aree pericolose dove è richiesta la sicurezza intrinseca (Ex ia) e dove è necessaria una soluzione robusta, sigillata e senza connettori. Il sensore è costruito attorno a un elemento di misura piezoelettrico simmetrico in modalità taglio utilizzando materiale policristallino. Il pacchetto elettronico integrato, alloggiato all'interno della custodia del sensore, converte la carica generata dall'elemento piezoelettrico in un segnale di corrente proporzionale. L'uscita modulata in corrente (sistema a 2 fili) trasporta sia l'alimentazione al sensore che il segnale dal sensore sugli stessi due conduttori. Poiché l'uscita è un segnale di corrente, è in gran parte insensibile alla capacità del cavo e alle interferenze elettromagnetiche, consentendo percorsi del cavo di diverse centinaia di metri senza attenuazione o degrado del segnale. Il cavo da 3 metri aggiunge una capacità minima (circa 0,6 nF da polo a polo, 1,2 nF da polo a involucro) ed rientra ampiamente nella capacità di pilotaggio del loop di corrente.

Per le installazioni Ex ia, il sensore deve essere collegato tramite una barriera approvata a sicurezza intrinseca o un'unità di isolamento galvanico che limiti la tensione, la corrente e l'energia a livelli che non possono innescare l'atmosfera esplosiva. La barriera deve essere conforme ai parametri specificati nel certificato Ex (KEMA 04 ATEX 1055 e IECEx DEK 15.0029). Il sensore stesso è progettato con una protezione interna per garantire che in condizioni di guasto l'energia rimanga al di sotto delle soglie di accensione. I parametri di sicurezza intrinseca (es. tensione massima Ui, corrente Ii, potenza Pi, capacità Ci, induttanza Li) sono forniti nel certificato e devono essere rispettati in fase di progettazione del loop. La capacità del cavo da 3 metri è piccola e generalmente ben entro i limiti.

Il design con isolamento da terra garantisce che la custodia del sensore e la base di montaggio siano elettricamente isolate dalla terra del segnale, prevenendo ritorni di terra. La schermatura interna e l'elettronica isolata attenuano ulteriormente le interferenze elettromagnetiche, garantendo una trasmissione pulita del segnale anche in ambienti con forti campi elettrici.

La costruzione meccanica è caratterizzata da un alloggiamento in acciaio inossidabile saldato ermeticamente (1.4441) che fornisce una protezione robusta. Il cavo integrato è saldato al sensore in fabbrica, creando una tenuta continua e a tenuta che impedisce l'ingresso di umidità e garantisce affidabilità a lungo termine. Il cavo è un cavo schermato a doppino intrecciato e il tubo flessibile in acciaio inossidabile (1.4541) offre una protezione robusta contro l'abrasione, il taglio e gli attacchi chimici. Il cavo termina con conduttori volanti (codificati a colori) che consentono il cablaggio diretto alle morsettiere o alle scatole di giunzione, eliminando la necessità di un connettore intermedio che potrebbe essere un potenziale punto di guasto e una fonte di perdite nelle zone Ex. La lunghezza di 3 metri è una scelta pratica per molte installazioni in cui il sensore è montato su una macchina e la scatola di giunzione si trova nelle vicinanze.

L'interfaccia di montaggio è costituita da quattro bulloni a brugola M6×35 (acciaio 12,9) con quattro rondelle in acciaio per molle M6. La coppia di montaggio consigliata è 15 N·m (11,1 lb-ft), garantendo un accoppiamento corretto e una risposta ottimale alle alte frequenze.

Il CE311 444‑311‑000‑112 è calibrato in fabbrica a 120 Hz e 5 g di picco a 23 °C, con una sensibilità verificata entro ±5% dei 50 μA/g nominali. In condizioni di utilizzo normale non è richiesta alcuna calibrazione successiva, ma per le applicazioni critiche legate alla sicurezza si consiglia una verifica periodica (ad esempio, ogni 2-5 anni).

Questa versione Ex è certificata per il gruppo di gas IIC, classi di temperatura da T6 a T3 (dove T6 è la più alta (temperatura più bassa) e T3 la più bassa (temperatura più alta) all'interno dell'intervallo), coprendo un ampio spettro di temperature di accensione. Il sensore è adatto per la Zona 0 (atmosfera gassosa esplosiva continua) e fornisce sicurezza intrinseca per le aree più pericolose.

Linee guida per l'installazione e il montaggio

Una corretta installazione è essenziale per ottenere le prestazioni specificate e mantenere la certificazione Ex del CE311 444‑311‑000‑112. Le seguenti linee guida si basano sulle pratiche consigliate da Meggitt e sui requisiti dei certificati Ex applicabili:

• Preparazione della superficie di montaggio – La superficie di montaggio deve essere piana, liscia e pulita. Eventuali sbavature, vernice o corrosione devono essere rimosse per garantire il pieno contatto tra la base del sensore e la superficie della macchina. Per una risposta ottimale alle alte frequenze si consiglia una finitura superficiale di 1,6 µm (63 µin) o migliore.

• Bulloni e rondelle – Utilizzare i bulloni a brugola M6×35 in dotazione (acciaio 12,9) e le rondelle in acciaio per molle M6 (DIN 7980). Applicare la coppia consigliata di 15 N·m (11,1 lb-ft) in modo uniforme su tutti e quattro i bulloni. Non serrare eccessivamente, poiché ciò potrebbe danneggiare le filettature o l'alloggiamento del sensore.

• Orientamento e allineamento – Il sensore è sensibile lungo il suo asse principale (contrassegnato sulla custodia). Allineare il sensore in modo che l'asse principale coincida con la direzione della vibrazione da misurare (assiale, radiale o tangenziale). Fare riferimento al manuale di installazione per i diagrammi di orientamento dettagliati.

• Instradamento e terminazione dei cavi – Requisiti Ex – Il cavo integrato è protetto da un tubo flessibile in acciaio inossidabile. Far passare il cavo con un raggio di curvatura minimo per evitare tensioni e danni interni (consigliato > 50 mm). Fissare il cavo a intervalli utilizzando clip a P o fascette, ma evitare un serraggio eccessivo che potrebbe deformare il tubo. Tutti i pressacavi e le scatole di giunzione nell'area pericolosa devono essere certificati Ex e installati secondo le normative locali. I cavi volanti sono codificati a colori; collegarli all'alimentazione di corrente costante e all'ingresso del segnale del sistema di monitoraggio, preferibilmente tramite una scatola di giunzione certificata. La schermatura del cavo deve essere collegata a terra a un'estremità (tipicamente presso il sistema di monitoraggio) per ridurre al minimo le interferenze elettromagnetiche.

• Collegamenti elettrici – Sicurezza intrinseca – Il sensore deve essere collegato tramite una barriera approvata a sicurezza intrinseca o un'unità di isolamento galvanico (ad esempio, GSI127) che limiti la tensione, la corrente e la potenza ai valori specificati nel certificato Ex (KEMA 04 ATEX 1055 / IECEx DEK 15.0029). La barriera deve essere posizionata in un'area sicura o essere certificata per l'installazione in un'area pericolosa. La tensione di alimentazione deve essere compresa tra 15 e 28 V CC e la corrente deve essere compresa tra 5 e 8 mA. Il segnale viene misurato come componente di corrente CA sul livello di polarizzazione. Assicurarsi che il sistema di monitoraggio fornisca il condizionamento del segnale appropriato (ad esempio, conversione da corrente a tensione e filtraggio passa-alto). La capacità e l'induttanza totali del cavo devono rientrare nei limiti consentiti per evitare scintille. Fare riferimento al certificato per i parametri specifici (Ui, Ii, Pi, Ci, Li) e le condizioni speciali per un utilizzo sicuro.

• Messa a terra – La base del sensore è isolata dalla terra del segnale, quindi la superficie di montaggio può trovarsi a qualsiasi potenziale senza influenzare il segnale. Tuttavia, la schermatura del cavo deve essere collegata a terra a un'estremità (solitamente presso il sistema di monitoraggio) per ridurre al minimo le interferenze elettromagnetiche. Seguire le pratiche di messa a terra consigliate nel manuale di installazione del sistema e nei requisiti del certificato Ex.

• Considerazioni termiche – Il sensore è progettato per il funzionamento continuo fino a 125 °C. La classe di temperatura T6…T3 dipende dalla temperatura ambiente e dalla temperatura superficiale; garantire che la temperatura superficiale massima non superi il limite consentito per il codice T specifico. Se la superficie di montaggio supera i 125 °C, utilizzare un adattatore termoisolante (ad esempio MA133) o montare il sensore in remoto. Assicurarsi che il tubo del cavo non venga fatto passare su superfici calde che superino i limiti del materiale.

• Protezione da danni fisici – In ambienti difficili, proteggere il sensore e il cavo da urti, abrasioni e attacchi chimici. Il tubo in acciaio inossidabile fornisce una protezione sostanziale, ma in condizioni estreme potrebbero essere necessari condotti aggiuntivi o coperture protettive.

• Precauzioni per aree pericolose – L'installazione deve essere eseguita da personale competente addestrato alle pratiche Ex. Tutti i cablaggi, i pressacavi e le scatole di giunzione devono essere conformi alle normative locali e agli standard Ex pertinenti. Il sensore e i cavi associati devono essere protetti da danni meccanici e attacchi chimici. Sono obbligatorie ispezioni e manutenzioni regolari secondo le procedure di sicurezza dell'impianto. Il certificato Ex comprende condizioni speciali per l'uso sicuro (ad esempio, il sensore deve essere utilizzato con una barriera certificata e il cavo deve essere fissato per evitare tensioni).

• Messa in servizio – Prima di dare tensione, verificare che tutti i collegamenti siano corretti, che la barriera Ex sia installata correttamente e che il percorso dei cavi non sottoponga il connettore a sollecitazioni eccessive. Eseguire un test funzionale utilizzando una fonte di vibrazione nota per confermare la sensibilità e la corrente di polarizzazione. Registrare la corrente di polarizzazione e i livelli del segnale per riferimento futuro.

Messa in servizio e verifica

Dopo l'installazione, il CE311 444‑311‑000‑112 deve essere verificato utilizzando una fonte di vibrazioni nota (ad esempio, un agitatore portatile o un accelerometro di riferimento) o confrontandolo con un sensore sicuramente funzionante. La corrente di polarizzazione deve essere misurata per confermare che rientri nell'intervallo specificato da 5 a 8 mA. È necessario verificare la corretta sensibilità del segnale CA; un livello di accelerazione noto (ad esempio, 1 g a 80 Hz) dovrebbe produrre la variazione di corrente di uscita prevista (50 μA/g). Verificare inoltre che il segnale sia esente da rumore eccessivo e che il taglio delle basse frequenze sia appropriato per la misurazione prevista. Nelle installazioni Ex, verificare che la barriera funzioni entro i parametri specificati. Per il monitoraggio a lungo termine, si consigliano controlli regolari del sistema durante la manutenzione ordinaria.

Informazioni sull'ordinazione

Il CE311 444‑311‑000‑112 viene ordinato utilizzando la seguente designazione:

Nota: altre lunghezze del cavo possono essere disponibili su richiesta. Le versioni Ex sono dotate di sicurezza intrinseca (Ex ia) e sono certificate per aree pericolose.

Accessori

È disponibile una gamma di accessori per completare il CE311 444‑311‑000‑112, inclusi adattatori di montaggio, connettori, scatole di giunzione e unità di separazione galvanica.

Nota: per le installazioni Ex, utilizzare solo connettori, cavi e barriere certificati come specificato nei relativi certificati Ex.

Smaltimento e conformità ambientale

Al termine della sua vita utile, il CE311 444‑311‑000‑112 deve essere smaltito in conformità con le normative ambientali locali. Il sensore contiene acciaio inossidabile, componenti elettronici e materiali piezoelettrici; il cavo contiene conduttori e isolanti metallici. Nell’Unione Europea si applica la Direttiva sui Rifiuti di Apparecchiature Elettriche ed Elettroniche (RAEE): la raccolta differenziata e il riciclaggio sono obbligatori. Meggitt sostiene lo smaltimento responsabile dal punto di vista ambientale e può fornire indicazioni sui canali di riciclaggio adeguati.