Il TWW 103 M1 è un trasmettitore di misurazione della posizione e delle vibrazioni a canale singolo ad alte prestazioni della linea di prodotti VM. Progettato per il monitoraggio delle condizioni e la protezione di macchinari rotanti in ambienti industriali, la sua funzione principale è la misurazione senza contatto della posizione relativa (spostamento) di un bersaglio. Viene generalmente utilizzato insieme a un sensore di prossimità (sonda) a correnti parassite WW 018 per formare un sistema di misurazione dello spostamento completo, offrendo un campo di misurazione statico fino a 10 mm.
Rinomato per la sua elevata precisione, affidabilità e design robusto, il TWW 103 M1 è adatto per ambienti industriali difficili e persino aree pericolose (atmosfere potenzialmente esplosive). La sua uscita principale è un segnale del circuito di corrente da 4 a 20 mA, che può essere collegato direttamente a sistemi di controllo (ad esempio PLC, DCS) o sistemi di monitoraggio per la protezione della macchina e/o il monitoraggio delle condizioni. Il trasmettitore è disponibile nelle versioni standard e nelle versioni Ex certificate per l'uso in aree pericolose, soddisfacendo i requisiti di sicurezza di diversi scenari applicativi.
Il dispositivo è dotato di un alloggiamento in lega di alluminio con un elevato grado di protezione IP66, garantendo un funzionamento stabile in condizioni difficili. La sua autodiagnostica integrata monitora continuamente lo stato del sistema e fornisce una chiara indicazione di guasto tramite LED e segnale di uscita, rendendolo la scelta ideale per la salvaguardia di apparecchiature critiche come turbine, compressori, pompe e ventilatori.
Principio di funzionamento
Il funzionamento del trasmettitore TWW 103 M1 si basa sull'effetto delle correnti parassite, il fondamento fisico della misurazione dello spostamento senza contatto. Il sistema di misurazione completo è costituito da un sensore di prossimità a correnti parassite (sonda) WW 018 e dal trasmettitore TWW 103 M1.
1. Effetto correnti parassite e generazione del segnale:
la testa del sensore WW 018 contiene una bobina. Quando la corrente ad alta frequenza proveniente dal trasmettitore passa attraverso questa bobina, genera un campo elettromagnetico ad alta frequenza. Se questo sensore è puntato su un bersaglio metallico conduttivo (ad esempio la superficie di un albero), questo campo elettromagnetico induce correnti parassite sulla superficie del bersaglio. Queste correnti parassite, a loro volta, generano un nuovo campo magnetico opposto a quello originale, resistendo ai cambiamenti nel campo iniziale, che di conseguenza alterano l'impedenza della bobina del sensore. L'entità di questa variazione di impedenza è direttamente correlata alla distanza tra la punta della sonda e la superficie target: quanto più vicina è la distanza, tanto più forte è l'effetto e maggiore è la variazione di impedenza; maggiore è la distanza, più debole è l'effetto e minore è la variazione di impedenza.
2. Condizionamento ed elaborazione del segnale:
il ruolo principale del trasmettitore è rilevare ed elaborare questa variazione di impedenza causata dalla variazione della distanza. I suoi circuiti interni eseguono questi passaggi chiave:
Demodulazione del segnale: riceve il segnale RF grezzo dal sensore e lo demodula in un segnale di tensione CC che è una funzione della distanza.
Linearizzazione: la relazione tra la distanza e il segnale di tensione generato dall'effetto delle correnti parassite non è perfettamente lineare. Il circuito di linearizzazione interno del trasmettitore compensa ciò, garantendo che l'uscita finale abbia una relazione altamente lineare con la distanza effettiva.
Filtraggio: il trasmettitore incorpora un filtro passa-basso con una frequenza di taglio (fo) di 5 Hz e un'attenuazione di 20 dB/decade. Questo filtro è progettato per preservare i segnali CC o a frequenza molto bassa che riflettono cambiamenti lenti nella posizione dell'albero, sopprimendo efficacemente il rumore delle vibrazioni ad alta frequenza e altre interferenze elettriche, garantendo un segnale di uscita stabile e pulito che riflette accuratamente la posizione statica dell'albero.
Conversione e uscita del segnale: il segnale di tensione elaborato e linearizzato viene convertito in un segnale di corrente analogico standard da 4-20 mA. Una caratteristica unica del TWW 103 M1 è la fornitura di due uscite 4-20 mA indipendenti e isolate galvanicamente:
Uscita principale (carico 500 Ω): tra i terminali 3-4. Questo segnale è dedicato al monitoraggio del macchinario, trasmesso alla sala di controllo o al sistema di monitoraggio.
Uscita ausiliaria (carico 25 Ω): tra i terminali 6-7. Questo segnale è specificamente destinato ad assistere nel posizionamento del sensore durante l'installazione e la messa in servizio. I tecnici possono collegare un amperometro portatile (carico <25Ω) a questa uscita in loco per leggere il valore di posizione in tempo reale, consentendo la regolazione precisa del sensore su un intervallo di lavoro preimpostato (tipicamente corrispondente a uno specifico valore di tensione o corrente di uscita) senza fare affidamento sul sistema di monitoraggio principale nella sala di controllo.
3. Caratteristiche di uscita:
è importante notare che la caratteristica di uscita del trasmettitore è inversa: la corrente di uscita diminuisce al diminuire della distanza (lo spazio si chiude) e aumenta all'aumentare della distanza (lo spazio si apre). La corrispondenza specifica è: 0 mm di distanza corrisponde a 20 mA, 10 mm di distanza corrisponde a 4 mA.
4. Automonitoraggio e diagnostica dei guasti:
il trasmettitore incorpora un circuito di monitoraggio interno che controlla continuamente:
Circuito aperto o cortocircuito nel sensore o nel suo cavo.
Il target è significativamente al di fuori del campo di misurazione effettivo del sensore.
Dopo aver rilevato un guasto, il trasmettitore porta immediatamente la corrente di uscita analogica a 0 mA e illumina il LED rosso di guasto sul pannello frontale, fornendo indicazioni di allarme sia locale che remoto, migliorando significativamente l'affidabilità del sistema.
Caratteristiche e funzioni principali
1. Misurazione dello spostamento ad alta precisione
Campo di misurazione: fornisce un campo di spostamento statico massimo di 10 mm se utilizzato con il sensore WW 018.
Linearità: deviazione della linearità ≤ 2% (misurata utilizzando il sensore di riferimento WW 018-R), garantendo misurazioni accurate e affidabili.
2. Doppie uscite analogiche isolate
Uscita di monitoraggio principale (500 Ω): segnale 4-20 mA per la protezione della macchina e il monitoraggio delle condizioni, supporta la trasmissione a lunga distanza.
Uscita aiuto per l'installazione (25 Ω): segnale da 4-20 mA dedicato all'installazione e alla messa in servizio del sensore, utile per la lettura in loco.
Isolamento galvanico: le due uscite sono isolate l'una dall'altra e dall'alimentazione, garantendo una forte immunità al rumore e sicurezza del sistema.
Caratteristica di uscita inversa: 0 mm → 20 mA, 10 mm → 4 mA.
3. Autodiagnostica interna completa e indicazione dei guasti
Monitoraggio in tempo reale per circuiti aperti, cortocircuiti e guasti fuori range del sensore.
Doppia indicazione di guasto:
Il LED verde indica il normale funzionamento del dispositivo.
4. Supporto flessibile per installazione e messa in servizio
Regolazione dello spostamento dello zero (potenziometro Z): può compensare errori di misurazione di circa ±0,5 mm causati da deviazioni dell'installazione meccanica, semplificando la messa in servizio senza la necessità di riposizionare il sensore.
5. Idoneità per ambienti difficili e pericolosi
Ampio intervallo di temperature: temperatura ambiente operativa da 0 a +70°C.
Grado di protezione elevato: IP66, a tenuta di polvere e protetto contro potenti getti d'acqua, adatto per ambienti polverosi e umidi.
Certificazione antideflagrante (opzionale): disponibile nelle versioni certificate Ex nA per l'uso in aree pericolose della Zona 2 (atmosfere potenzialmente esplosive), certificate secondo gli standard ATEX, IECEx e UKEX.
6. Forte immunità al rumore
Filtro passa-basso integrato: la frequenza di taglio di 5 Hz sopprime efficacemente le interferenze ad alta frequenza.
Design isolato galvanicamente: l'isolamento tra alimentazione, ingressi e uscite previene anelli di terra e diafonia del segnale, garantendo l'integrità del segnale.
7. Design meccanico robusto
Materiale alloggiamento: lega di alluminio (Al-Si12), leggero (circa 800 g), struttura robusta, buona dissipazione del calore.
Montaggio: montaggio a parete tramite 4 viti M4 x 30 mm, sicuro e affidabile.
Ingressi cavi:
Connessione sensore: connettore Triax (Fischer) in oro duro, connessione affidabile, eccellenti prestazioni di trasmissione del segnale.
Alimentazione: pressacavo M12 (campo di serraggio 2-5 mm).
Altri collegamenti: pressacavo M16 (campo di serraggio 4-7 mm).
Morsetti: Morsetti a vite (potenza: 2; segnali: 5), max. campo di serraggio 2,5 mm², adatto per cablaggio fisso o flessibile.
8. Conformità e certificazioni estese
Dichiarazione di conformità UE (marchio CE): conforme alle direttive pertinenti.
Compatibilità elettromagnetica (EMC): Conforme a EN 55011, EN 61000-4-2/3/4/5/6, EN 61326-1, ecc.
Sicurezza elettrica: conforme alla norma DIN EN 61010-1.
Ambientale: conforme alla direttiva RoHS (2011/65/UE).
Protezione contro le esplosioni: disponibili versioni Ex opzionali, con certificati ATEX, IECEx e UKEx.
9. Compatibilità e intercambiabilità del sistema
Sensore di corrispondenza dedicato: utilizzato con il sensore di prossimità a correnti parassite tipo WW 018.
Lunghezza cavo: la lunghezza standard del cavo del sistema è di 5 metri (specificata al momento dell'ordine).
Intercambiabilità: i sensori dello stesso tipo e lunghezza del cavo sono intercambiabili, facilitando la manutenzione e la sostituzione.
Riepilogo delle specifiche tecniche
| dell'articolo |
Specifiche |
| Tipo di misurazione |
Posizione relativa (spostamento) |
| Sensore compatibile |
Sensore di prossimità WW018 |
| Campo di misura |
Massimo. 10 mm (statico) |
| Deviazione della linearità |
≤ 2% |
| Filtro |
Passa basso, taglio a 5 Hz, 20 dB/decade |
| Uscite analogiche |
2 isolati 4-20 mA (principale: 500Ω; Aux: 25Ω) |
| Caratteristica di uscita |
Inverso (0 mm=20 mA, 10 mm=4 mA) |
| Indicazione di guasto |
Uscita 0 mA, LED rosso |
| Alimentazione elettrica |
18-30 VCC, nominale 24 VCC, max. 100 mA, isolato galvanicamente |
| Temperatura operativa |
da 0 a +70°C |
| Grado di protezione |
IP66 (IEC 60529) |
| Materiale dell'alloggiamento |
Lega di alluminio (Al-Si12) |
| Peso |
ca. 800 g |
| Dimensioni (LxAxP) |
100 x 100 x 80 mm |
| Certificazione Ex (opzionale) |
Ex nA, adatto per Zona 2 (ATEX, IECEx, UKEX) |
Aree di applicazione
Il TWW 103 M1 è progettato per le seguenti applicazioni:
Monitoraggio della posizione dell'albero in macchine rotanti: misurazione della posizione statica degli alberi rispetto ai cuscinetti (ad esempio, eccentricità dell'albero) e spostamento assiale in turbine, compressori, turbine a gas, turbine a vapore, turbine idroelettriche, pompe, ventilatori, ecc.
Sistemi di protezione della macchina: monitoraggio continuo della posizione dell'albero per prevenire collisioni distruttive da sfregamento (ad esempio, lame contro carcassa), attivando allarmi o segnali di arresto in caso di spostamento anomalo.
Monitoraggio delle condizioni e manutenzione predittiva: valutazione dello stato della macchina e pianificazione delle attività di manutenzione analizzando i cambiamenti nella posizione dell'albero.
Ambienti industriali difficili: adatti per ambienti industriali generali con presenza di olio, umidità, polvere e vibrazioni.
Aree pericolose: le versioni con certificazione Ex possono essere utilizzate in atmosfere contenenti gas potenzialmente esplosivi classificate come Zona 2 in settori quali petrolio, gas e prodotti chimici.
