Accelerometro piezoelettrico CE620 444-620-000-011-A1-B500

Il CE620 444‑620‑000‑011‑A1‑B500 è un accelerometro piezoelettrico ad alta sensibilità con elettronica integrata dell'esclusiva linea di prodotti vibro‑meter® di Meggitt, progettato specificamente per il monitoraggio delle vibrazioni per scopi generali in ambienti industriali difficili dove è richiesta una risoluzione superiore del segnale di basso livello. Questa versione standard, con una sensibilità di 500 mV/g, è destinata all'uso in aree non pericolose (ordinarie) e offre un eccezionale intervallo dinamico di ±16 g, che lo rende ideale per misurare vibrazioni di bassa ampiezza su macchinari di grandi dimensioni a bassa velocità, apparecchiature di precisione e strutture dove l'elevata sensibilità è fondamentale. Il sensore fornisce un segnale di uscita in tensione proporzionale all'accelerazione, con un elevato rapporto segnale/rumore, consentendo il rilevamento accurato di piccoli cambiamenti nello stato di salute della macchina.

Il CE620 444‑620‑000‑011‑A1‑B500 incorpora un elemento di rilevamento piezoelettrico con elettronica integrata incorporata (IEPE – Integrated Electronics Piezo Electric) che converte la carica generata dall'elemento in un segnale di tensione a bassa impedenza. Questo segnale viene trasmesso su un cavo schermato standard a 2 fili, che fornisce contemporaneamente alimentazione al sensore e trasporta il segnale di vibrazione CA sovrapposto a una tensione di polarizzazione CC. Il sensore richiede un'alimentazione a corrente costante (tipicamente da 2 a 4 mA) e funziona con un'alimentazione compresa tra 18 e 30 V CC, rendendolo compatibile con la maggior parte dei sistemi di monitoraggio industriali. L'elettronica integrata è isolata da terra rispetto al case, garantendo un'eccellente immunità al rumore e prestazioni stabili della tensione di polarizzazione, anche in ambienti elettricamente rumorosi.

Il CE620 444‑620‑000‑011‑A1‑B500 è alloggiato in una robusta custodia in acciaio inossidabile ermeticamente sigillata con un grado di protezione IP67, che fornisce una protezione completa contro polvere, acqua e altri contaminanti. Il suo design compatto e le versatili opzioni di montaggio (con perni adattatori in dotazione per filettature M8×1,25, M8×1 e 1/4‑28UNF) consentono una facile installazione su un'ampia gamma di superfici di macchinari. Il sensore è dotato di un connettore di tipo MIL‑C/DTL‑5015 a 2 pin, che si accoppia con una varietà di cavi assemblati per adattarsi alle diverse condizioni ambientali.

Con una risposta in frequenza da 2 Hz a 10 kHz (±5 %) e una frequenza di risonanza nominale di 18 kHz, il CE620 444‑620‑000‑011‑A1‑B500 cattura sia la dinamica dei macchinari a bassa frequenza che le tracce di ingranaggi e passaggi lama ad alta frequenza. Il suo intervallo di temperatura compreso tra –55 °C e 140 °C, combinato con una deviazione della risposta della temperatura di solo ±5% sull'intero intervallo, garantisce un funzionamento affidabile in ambienti termici estremi. La sensibilità di 500 mV/g fornisce un livello di uscita significativo per segnali di bassa ampiezza, riducendo la necessità di un'amplificazione aggiuntiva e migliorando la precisione della misurazione.

Questa introduzione al prodotto fornisce una descrizione completa del CE620 444‑620‑000‑011‑A1‑B500, 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 CE620, 2020) e riflettono l'impegno dell'azienda verso l'eccellenza ingegneristica e l'assistenza clienti.

Caratteristiche e vantaggi principali

Elevata sensibilità per misurazioni di basso livello – Con una sensibilità di 500 mV/g ±5%, il CE620 444‑620‑000‑011‑A1‑B500 fornisce un forte segnale di uscita per vibrazioni di bassa ampiezza (ad es. usura dei cuscinetti, risonanze strutturali), riducendo al minimo la necessità di amplificazione esterna e migliorando il rapporto segnale/rumore. Ciò lo rende ideale per la manutenzione predittiva su macchinari di grandi dimensioni a bassa velocità e applicazioni di precisione.

Elettronica integrata (IEPE) : il convertitore carica-tensione integrato elimina la necessità di un amplificatore di carica esterno, fornendo un'uscita di tensione a bassa impedenza compatibile con i sistemi di acquisizione dati standard. L'interfaccia a 2 fili semplifica il cablaggio e riduce i costi di installazione.

Gamma dinamica limitata ottimizzata per la sensibilità – La gamma dinamica di ±16 g (per la versione da 500 mV/g) è perfettamente adatta alle applicazioni di monitoraggio a bassa ampiezza, garantendo che il sensore funzioni all'interno della sua gamma lineare per la maggior parte degli scenari di monitoraggio delle condizioni, fornendo allo stesso tempo una risoluzione eccellente.

Eccellente risposta in frequenza – Una risposta piatta del ±5% da 2 Hz a 10 kHz, combinata con una frequenza di risonanza nominale di 18 kHz, consente la misurazione accurata di macchinari a bassa velocità, turbine ad alta velocità e vibrazioni del cambio.

Custodia isolata da terra – La base e la custodia del sensore sono isolate elettricamente dalla terra del segnale, prevenendo ritorni di terra e garantendo una trasmissione pulita del segnale in ambienti industriali elettricamente rumorosi. Questa caratteristica semplifica anche l'installazione su strutture messe a terra.

Ampio intervallo di temperature di esercizio – Il CE620 444‑620‑000‑011‑A1‑B500 funziona ininterrottamente da –55 °C a 140 °C, con una deviazione minima della sensibilità indotta dalla temperatura (±5% tipico), rendendolo adatto per applicazioni che vanno dalle pompe criogeniche agli involucri di turbine a gas caldo.

Robusta protezione IP67 – L'alloggiamento in acciaio inossidabile sigillato ermeticamente fornisce una protezione completa contro polvere, immersione in acqua e un'ampia gamma di contaminanti industriali, garantendo affidabilità a lungo termine in ambienti difficili.

Basso rumore elettrico – Il rumore elettrico residuo è di soli 0,1 mg (massimo), garantendo un elevato rapporto segnale-rumore per misurazioni precise delle vibrazioni a basso livello. La sensibilità elettromagnetica è eccezionalmente bassa a 50 μg/gauss.

Protezione dall'inversione di polarità – Il sensore è protetto da collegamenti di alimentazione invertiti accidentali, prevenendo danni durante l'installazione o la manutenzione.

Montaggio semplice – Fornito con tre prigionieri adattatori (M8×1,25, M8×1 e 1/4‑28UNF), il sensore può essere montato direttamente su una varietà di dimensioni di filettatura senza adattatori aggiuntivi. La filettatura esterna (1/4‑28UNEF‑2A o 5/8‑24UNEF‑2A) garantisce un fissaggio sicuro.

Calibrazione di fabbrica – Ogni unità viene calibrata dinamicamente in fabbrica; non è necessaria alcuna calibrazione successiva in condizioni di utilizzo normale, riducendo i costi di manutenzione.

Marchio CE e conformità RoHS – Il CE620 444‑620‑000‑011‑A1‑B500 soddisfa gli standard ambientali e di sicurezza dell'Unione Europea, garantendo l'accettazione globale.

Applicazioni

Il CE620 444‑620‑000‑011‑A1‑B500 è ideale per applicazioni di monitoraggio delle vibrazioni in cui è richiesta un'elevata sensibilità per segnali di bassa ampiezza, tra cui:

• Grandi macchinari a bassa velocità : monitoraggio di cuscinetti, perni e vibrazioni strutturali su grandi turbine, generatori idroelettrici, alberi principali di turbine eoliche e scatole del cambio in cui i livelli di vibrazione sono intrinsecamente bassi.

• Attrezzature di precisione : analisi delle vibrazioni di macchine utensili, mandrini e fresatrici ad alta velocità per rilevare l'usura degli utensili, lo squilibrio e i difetti dei cuscinetti nelle fasi iniziali.

• Monitoraggio dello stato strutturale : misurazione delle vibrazioni di basso livello su ponti, fondazioni di edifici e strutture pesanti per valutare le caratteristiche dinamiche e rilevare crepe da fatica.

• Pompe e compressori – Monitoraggio delle pulsazioni a bassa frequenza e dell'usura dei cuscinetti nelle pompe centrifughe, nei compressori alternativi e nelle pompe per vuoto dove la sensibilità è fondamentale.

• Test e misurazioni : test in laboratorio e sul campo per l'analisi modale, la risposta agli urti e la qualificazione delle vibrazioni in cui è vantaggioso un rendimento elevato.

• Test automobilistici e aerospaziali : misurazione delle vibrazioni su banchi prova, supporti motore e componenti della cellula in cui è necessario acquisire segnali a bassa ampiezza con alta fedeltà.

• Monitoraggio generale delle condizioni industriali : qualsiasi macchinario rotante o alternativo in fabbriche, centrali elettriche e impianti di lavorazione in cui i segnali di vibrazione di basso livello devono essere rilevati in modo affidabile per la manutenzione predittiva.

Descrizione dettagliata della versione standard (444‑620‑000‑011‑A1‑B500)

Il CE620 444‑620‑000‑011‑A1‑B500 è la variante standard non Ex della famiglia CE620, caratterizzata da un'elevata sensibilità di 500 mV/g e un ampio intervallo di temperatura da –55 °C a 140 °C (opzione d'ordine A1). È progettato per il monitoraggio delle vibrazioni per scopi generali in normali ambienti industriali dove è richiesta un'elevata sensibilità per catturare vibrazioni di bassa ampiezza. Il sensore è costruito attorno a un elemento sensibile piezoelettrico che genera una carica elettrica proporzionale all'accelerazione. Il pacchetto elettronico integrato, alloggiato all'interno della custodia del sensore, converte questa carica in un segnale di tensione a bassa impedenza, che viene trasmesso su un cavo schermato a due fili.

L'uscita del sensore è un segnale di tensione costituito da una tensione di polarizzazione CC (12 V nominali) e una componente di vibrazione CA sovrapposta ad essa. La tensione di polarizzazione fornisce un livello di riferimento e alimenta anche l'elettronica interna. Il sensore richiede un alimentatore esterno a corrente costante (spesso definito condizionatore IEPE) che fornisce una sorgente di corrente compresa tra 0,5 e 8 mA (tipicamente da 2 a 4 mA) e una tensione CC compresa tra 18 e 30 V. La sorgente di corrente è collegata in serie con la linea del segnale e il segnale di vibrazione CA viene misurato attraverso un resistore di carico nel sistema di monitoraggio, in genere estraendo il componente CA tramite un filtro passa-alto (frequenza di taglio determinata dal sistema).

Il design con isolamento da terra garantisce che la custodia del sensore e la base di montaggio siano elettricamente isolate dalla terra del segnale. Ciò è fondamentale negli ambienti industriali in cui più punti di terra possono creare anelli di terra, portando a errori di misurazione e rumore. L'isolamento consente inoltre di montare il sensore direttamente su strutture metalliche messe a terra senza compromettere l'integrità del segnale.

La struttura meccanica è caratterizzata da un alloggiamento in acciaio inossidabile saldato ermeticamente che fornisce protezione IP67 contro polvere, immersione in acqua e corrosione. Il connettore del sensore è un robusto tipo circolare MIL‑C/DTL‑5015 a 2 pin che fornisce un'interfaccia sicura e resistente alle vibrazioni per i collegamenti dei cavi. È disponibile una gamma di cavi assemblati, inclusi cavi ETFE standard, cavi con treccia metallica e cavi RADOX® flessibili con o senza tubi di protezione, per adattarsi a diversi ambienti (olio, alte temperature, abrasione meccanica).

L'interfaccia di montaggio è una filettatura esterna: 1/4‑28UNEF‑2A o 5/8‑24UNEF‑2A, a seconda della versione specifica. I perni adattatori in dotazione consentono la conversione alle comuni filettature metriche (M8×1,25 e M8×1) nonché a quelle imperiali 1/4‑28UNF, offrendo flessibilità per il montaggio su varie superfici della macchina. Il sensore è progettato per essere montato direttamente sulla superficie della macchina utilizzando un prigioniero, con una coppia consigliata per garantire un accoppiamento corretto e una risposta ad alta frequenza.

Il CE620 444‑620‑000‑011‑A1‑B500 è calibrato in fabbrica a una frequenza di riferimento (tipicamente 100 Hz) e un'ampiezza, con una sensibilità verificata entro ±5% dei 500 mV/g nominali. La calibrazione viene eseguita utilizzando uno standard di accelerazione noto e non è necessaria alcuna ulteriore calibrazione durante la vita del sensore in condizioni operative normali. Tuttavia, si consiglia una verifica periodica (ad esempio ogni 2-5 anni) per le applicazioni critiche legate alla sicurezza.

Questa versione standard non è dotata di certificazione Ex, il che la rende adatta all'uso in aree non pericolose. Per installazioni in atmosfere potenzialmente esplosive, sono disponibili versioni certificate Ex (con opzione di ordine A2 e un codice diverso), dotate di sicurezza intrinseca (Ex ia) e intervallo di temperatura ridotto (da –55 a 115 °C). Il CE620 444‑620‑000‑011‑A1‑B500 è quindi la scelta ottimale per le applicazioni industriali ordinarie in cui sono richieste elevata sensibilità e massima capacità di temperatura.

L'elevata sensibilità di 500 mV/g fornisce un livello di uscita significativo per segnali di bassa ampiezza, rendendolo ideale per il monitoraggio di macchinari di grandi dimensioni a bassa velocità (ad esempio, turbine idroelettriche, turbine eoliche) dove i livelli di vibrazione sono generalmente inferiori a 10 g. La gamma dinamica di ±16 g garantisce che il sensore rimanga lineare per la maggior parte delle applicazioni di monitoraggio delle condizioni, mentre l'eccellente risoluzione consente il rilevamento di sottili cambiamenti nelle condizioni dei cuscinetti, squilibri o risonanze strutturali.

Linee guida per l'installazione e il montaggio

Una corretta installazione è essenziale per ottenere le prestazioni specificate dal CE620 444‑620‑000‑011‑A1‑B500. Le seguenti linee guida si basano sulle pratiche consigliate da Meggitt:

• 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 (o il perno dell'adattatore) 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.

• Selezione del perno adattatore – Il sensore viene fornito con tre perni adattatori: uno M8×1,25, uno M8×1 e uno 1/4‑28UNF. Scegli il perno che corrisponde al foro filettato nella macchina o al blocco di montaggio. Se si utilizza una filettatura diversa, sono disponibili adattatori di montaggio opzionali (ad esempio MA122 con filettatura M6).

• Applicazione della coppia – Avvitare il prigioniero scelto nella base del sensore (utilizzando la filettatura 1/4‑28UNEF‑2A o 5/8‑24UNEF‑2A) e serrare alla coppia consigliata (normalmente 7‑10 N·m per il prigioniero o come specificato nella scheda tecnica degli accessori). Quindi montare il sensore assemblato sulla superficie della macchina, applicando la coppia adeguata per la filettatura della macchina (ad esempio, 15‑20 N·m per M8). 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 dei cavi e connettore – Il sensore utilizza un connettore di tipo MIL‑C/DTL‑5015 a 2 pin. I connettori di accoppiamento sono disponibili in vari gruppi di cavi (EC602, EC612, EC318, EC319). Assicurarsi che il cavo venga instradato con un raggio di curvatura minimo (tipicamente >25 mm) per evitare sollecitazioni e danni interni. Fissare il cavo a intervalli utilizzando clip a P o fascette, ma evitare di serrare eccessivamente. Per ambienti con elevata umidità o abrasione meccanica, utilizzare cavi con tubi di protezione (ad esempio EC319 con tubo di protezione sigillato).

• Collegamenti elettrici – Il sensore richiede un'alimentazione a corrente costante. Collegare il cavo positivo (pin A+) alla sorgente di corrente positiva e il cavo negativo (pin B‑) alla massa di ritorno/segnale. La tensione di alimentazione deve essere compresa tra 18 e 30 V CC e la corrente deve essere compresa tra 0,5 e 8 mA. Il segnale viene misurato come tensione CA al livello di polarizzazione (tipicamente 12 V) tramite un condensatore di disaccoppiamento nel sistema di monitoraggio. Assicurarsi che il sistema di monitoraggio fornisca il filtraggio passa-alto appropriato (solitamente con una frequenza di taglio compresa tra 0,5 e 1 Hz per la risposta specificata del sensore).

• 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.

• Considerazioni termiche – Il sensore è progettato per il funzionamento continuo fino a 140 °C. Se la superficie di montaggio supera questa temperatura, utilizzare un adattatore termoisolante (ad esempio, MA133 disponibile per altre famiglie di sensori) o montare il sensore in remoto con un'asta di prolunga. Anche il connettore e il cavo devono essere dimensionati per la temperatura prevista; per applicazioni ad alta temperatura, utilizzare cavi con isolamento adeguato (ad es. RADOX® 125 o treccia metallica).

• Protezione da danni fisici – In ambienti difficili, proteggere il sensore e il cavo da urti, abrasioni e attacchi chimici. Se necessario, utilizzare coperture o condotti protettivi. La classificazione IP67 garantisce che il sensore sia ermetico alla polvere e protetto dall'immersione in acqua, ma è comunque consigliata la protezione meccanica.

• Precauzioni per aree pericolose – Questa versione standard non è certificata Ex; pertanto non deve essere utilizzato in atmosfere potenzialmente esplosive. Per tali aree, utilizzare le versioni certificate Ex (opzione A2) e seguire i requisiti di installazione specifici dei certificati Ex.

Messa in servizio e verifica

Dopo l'installazione, il CE620 444‑620‑000‑011‑A1‑B500 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 tensione di polarizzazione deve essere misurata per confermare che sia circa 12 V (entro ±1 V). È necessario verificare la corretta sensibilità del segnale CA; un livello di accelerazione noto (ad esempio, 1 g a 80 Hz) dovrebbe produrre l'uscita prevista (500 mV/g). Verificare inoltre che il segnale sia esente da rumore eccessivo e che il taglio delle basse frequenze sia appropriato per la misurazione prevista. Per il monitoraggio a lungo termine, si consigliano controlli regolari del sistema durante la manutenzione ordinaria.

Accessori

A complemento del CE620 444‑620‑000‑011‑A1‑B500 è disponibile una gamma di accessori, tra cui:

Nota: la lunghezza del cavo deve essere specificata al momento dell'ordine del cavo assemblato. Per EC318 ed EC319 sono disponibili lunghezze diverse: contattare Meggitt per lunghezze personalizzate.

Smaltimento e conformità ambientale

Al termine della sua vita utile, il CE620 444‑620‑000‑011‑A1‑B500 deve essere smaltito in conformità con le normative ambientali locali. Il sensore contiene acciaio inossidabile, componenti elettronici e materiali piezoelettrici. 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.