Vibrometro CA202 144-202-000-116 Accelerometro piezoelettrico

L'accelerometro piezoelettrico CA202 è un sensore di vibrazioni industriali ad alte prestazioni della linea di prodotti vibrometri Meggitt, progettato per il monitoraggio delle vibrazioni a lungo termine in ambienti industriali difficili e atmosfere potenzialmente esplosive. Questa presentazione del prodotto si concentra sul modello 144-202-000-116, che è la versione certificata antideflagrante (Ex) con un cavo integrato da 6 metri, adatta per la misurazione delle vibrazioni in aree pericolose (Zone 0, 1, 2).

Questo sensore è dotato di un elemento di misura policristallino in modalità taglio con isolamento interno della custodia, che offre un design robusto e simmetrico con eccellente stabilità della temperatura, elevata sensibilità e un ampio intervallo di risposta in frequenza. Il cavo integrale è racchiuso in un tubo flessibile di protezione in acciaio inossidabile e saldato ermeticamente alla custodia del sensore, formando un gruppo sigillato resistente alla polvere, all'acqua, all'olio e alla corrosione, garantendo un funzionamento affidabile a lungo termine in condizioni severe come alta temperatura, elevata umidità, polvere e nebbia salina.

In quanto unità di rilevamento 'front-end' di un sistema di monitoraggio delle vibrazioni, il CA202 è generalmente integrato con amplificatori di carica vibro-meter® (ad esempio, serie IPC70x), unità di separazione galvanica (GSI XXX) e successivi sistemi di monitoraggio (ad esempio, sistemi MMS o VM 600) per formare una catena completa di misurazione delle vibrazioni. È ampiamente utilizzato per il monitoraggio delle condizioni e l'avviso tempestivo di guasti in vari tipi di macchine rotanti.

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2. Caratteristiche e vantaggi principali

1. Design ad alta affidabilità: presenta una cassa in acciaio inossidabile austenitico completamente saldata e un tubo di protezione in acciaio inossidabile resistente al calore, formando un gruppo sigillato ermeticamente che protegge da umidità, acqua, vapore, olio, nebbia salina, polvere, funghi e sabbia.

2. Eccezionale idoneità ambientale: il sensore funziona in un ampio intervallo di temperature da -55°C a +260°C, con il cavo in grado di resistere a temperature continue da -55°C a +200°C, rendendolo adatto sia ad ambienti estremamente freddi che caldi.

3. Eccellenti prestazioni elettriche e meccaniche:

• Alta sensibilità: 100 pC/g, consente il rilevamento efficace di segnali di vibrazione deboli.

• Ampia risposta in frequenza: da 0,5 Hz a 6000 Hz (±5%), coprendo i componenti della frequenza di vibrazione della maggior parte dei macchinari industriali.

• Elevata resistenza di isolamento: ≥10^9 Ω, garantendo una trasmissione pulita del segnale e riducendo al minimo le interferenze dovute alle perdite.

• Bassa sensibilità trasversale: ≤3%, migliorando la precisione della misurazione direzionale.

4. Certificazioni complete antideflagranti: il modello 144-202-000-116 detiene la doppia certificazione antideflagrante a sicurezza intrinseca (Ex ia) e antiscintilla (Ex na). È conforme ai requisiti di più regioni e standard tra cui Europa (ATEX), Internazionale (IECEx), Nord America (cCSAus), Corea (KGS), Regno Unito (UKEX) e Russia (EA3C RU), consentendo un utilizzo sicuro in aree pericolose designate.

5. Facile installazione e manutenzione: fornisce fori di montaggio standard per un'installazione sicura utilizzando le viti M6 e le rondelle elastiche in dotazione. Il prodotto viene fornito con calibrazione dinamica di fabbrica, eliminando in genere la necessità di ricalibrazione in loco.

   
   

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3. Principio di misurazione e contesto tecnico

Il CA202 è un accelerometro piezoelettrico. Il suo nucleo è un sensore sismico basato sull'effetto piezoelettrico. La struttura interna è costituita da uno o più elementi cristallini di quarzo o ceramica e da una massa sismica. Quando il sensore vibra con l'oggetto misurato, la massa sismica applica uno stress meccanico periodico (in modalità di taglio o compressione) ai cristalli piezoelettrici.

Secondo l'effetto piezoelettrico, questa sollecitazione meccanica genera un segnale di carica sulla superficie del cristallo proporzionale all'accelerazione applicata. Questo segnale di carica ad alta impedenza viene trasmesso tramite un cavo a basso rumore a un amplificatore di carica esterno (IPC XXX). L'amplificatore di carica converte il segnale di carica debole in un segnale modulato in corrente a bassa impedenza e resistente alle interferenze (ad es. 4-20 mA).

Questo segnale di corrente può essere trasmesso su lunghe distanze (oltre 1000 metri) tramite un semplice cavo schermato bipolare. Viene infine inviato ad un'unità di separazione galvanica (GSI XXX), che lo demodula in un segnale di tensione proporzionale all'accelerazione della vibrazione (o velocità dopo l'integrazione). Questo segnale di tensione viene quindi elaborato, visualizzato e utilizzato per la generazione di allarmi da sistemi di monitoraggio backend (ad esempio, PLC, DCS o analizzatori di vibrazioni dedicati).

Il CA202 appartiene alla categoria degli 'accelerometri con condizionatori elettronici separati'. I suoi vantaggi includono:

• Tolleranza alle temperature estreme: il sensore stesso non contiene componenti elettronici e può funzionare continuamente in ambienti fino a 260°C.

• Elevata qualità del segnale: l'amplificatore di carica può essere posizionato vicino al sensore ma in un ambiente più favorevole, riducendo la perdita di segnale e le interferenze su lunghe distanze di trasmissione per il segnale di carica grezzo.

• Flessibilità del sistema: è possibile adattare diverse esigenze di misurazione modificando gli amplificatori di carica con sensibilità diverse o regolandone le impostazioni.

  
  

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4. Aree di applicazione

Grazie alla sua robustezza, all'ampio intervallo di temperature e alle caratteristiche antideflagranti, l'accelerometro piezoelettrico CA202 è ampiamente utilizzato per il monitoraggio delle vibrazioni nei seguenti settori industriali:

• Macchine rotanti - Elementi di comando:

• Motori elettrici

• Motori a combustione

• Turbine a gas (derivate dall'aeronautica, pesanti)

• Turbine a vapore

• Turbine idrauliche

• Riduttori

• Macchinari rotanti - Elementi azionati:

• Tifosi

• Pompe

• Compressori (radiale, assiale, a vite, alternativo)

• Generatori

• Altre applicazioni:

• Monitoraggio delle vibrazioni strutturali (ad esempio, ponti, edifici, piattaforme offshore)

• Monitoraggio di pezzi sfusi all'interno di macchine rotanti

• Adatto per ambienti industriali difficili in settori quali petrolio e gas, produzione di energia, chimica, metallurgia e pasta di legno e carta.

  
  

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5. Installazione, cablaggio e precauzioni di sicurezza

5.1 Note pre-installazione

1. La sicurezza prima di tutto: leggere e rispettare rigorosamente le linee guida sulla sicurezza allegate. Per le apparecchiature utilizzate in atmosfere potenzialmente esplosive, è essenziale che i contrassegni antideflagranti sulla targhetta del prodotto corrispondano esattamente a quelli descritti nel certificato di esame CE del tipo o documento di certificazione equivalente.

2. Qualifica del personale: gli installatori devono possedere una formazione tecnica professionale in ingegneria elettronica e meccanica (certificato/diploma professionale o equivalente) e avere familiarità con le relative procedure di sicurezza.

3. Protezione dalle scariche elettrostatiche (ESD): quando si maneggiano il sensore e i circuiti stampati dei condizionatori elettronici (amplificatori di carica), è necessario seguire le procedure di gestione dei dispositivi sensibili alle scariche elettrostatiche (ESD), come indossare un braccialetto antistatico e toccare un oggetto metallico collegato a terra per scaricare l'elettricità statica.

5.2 Punti chiave dell'installazione meccanica

1. Posizione di montaggio: dare priorità al montaggio su componenti rigidi come gli alloggiamenti dei cuscinetti, il più vicino possibile ai cuscinetti. Evitare il montaggio su involucri o strutture di macchine poco rigide per evitare che la loro stessa risonanza introduca errori di misurazione.

2. Preparazione della superficie di montaggio:

• La superficie deve essere piana, pulita e perpendicolare all'asse di misurazione.

• Planarità superficiale consigliata ≤ 0,01 mm, grado di rugosità N7.

• Praticare e maschiare i fori secondo il disegno (4 x M6).

3. Fissaggio del sensore:

• Utilizzare le viti a esagono incassato M6 x 35 e le rondelle elastiche in dotazione.

• Si consiglia di applicare sulle viti un adesivo frenafiletti di media resistenza come LOCTITE 241 per evitare l'allentamento dovuto alle vibrazioni.

• Utilizzando una chiave dinamometrica, serrare le quattro viti in modo uniforme secondo uno schema incrociato. La coppia finale non deve superare i 15 N·m.

4. Fissaggio del cavo:

• Utilizzare clip di montaggio adatte per tubi con diametro di circa 8 mm per fissare saldamente il cavo a intervalli di 100-200 mm.

• Non piegare eccessivamente il cavo. È necessario mantenere il raggio minimo di curvatura ≥ 50 mm e in corrispondenza delle curve deve essere formato un anello liscio di scarico delle tensioni.

• Evitare di far passare il cavo vicino a linee elettriche ad alta tensione o ad alta frequenza per evitare interferenze elettromagnetiche.

• Fissando saldamente il cavo a intervalli regolari è possibile ridurre il rumore a bassa frequenza causato dall'effetto triboelettrico.

5.3 Collegamento elettrico e integrazione del sistema

Il CA202 deve essere integrato con apparecchiature vibrometriche® compatibili per formare una catena di misura completa:

1. Amplificatore di carica (IPC XXX): montare in un luogo con vibrazioni minime e temperatura ambiente adeguata (da -25°C a +70°C). Collegare correttamente il cavo integrale del CA202 e il cavo di trasmissione (serie K 2XX) alle morsettiere dell'amplificatore secondo lo schema elettrico.

2. Cavo di trasmissione (K 2XX): cavo schermato a doppia anima utilizzato per collegare l'amplificatore di carica all'unità di separazione galvanica. Può essere fatto passare attraverso un condotto metallico flessibile (ad esempio, KS 106) per un'ulteriore protezione meccanica.

3. Unità di separazione galvanica (GSI XXX): generalmente montata su una guida DIN all'interno di un armadio o di una sala di controllo. Fornisce alimentazione al circuito bifilare e legge il segnale di corrente, convertendolo in un segnale di tensione per il sistema di monitoraggio. Si noti che la schermatura del cavo di trasmissione non deve essere messa a terra all'estremità dell'unità di separazione galvanica per evitare ritorni di terra.

4. Messa a terra: seguire rigorosamente i requisiti del Manuale di installazione (ad esempio, Figure 5-11, 6-13) per la messa a terra a punto singolo. La corretta messa a terra dell'intero sistema è fondamentale per la soppressione del rumore e la precisione della misurazione.

5.4 Requisiti speciali per atmosfere potenzialmente esplosive

• L'installazione, il funzionamento e la manutenzione devono rispettare rigorosamente le Condizioni speciali per l'uso sicuro specificate nella sezione 'Programma' del Certificato di esame CE del tipo o equivalente.

• Qualsiasi modifica, trasformazione o riparazione effettuata senza l'autorizzazione scritta di Vibro-Meter / Meggitt invaliderà la certificazione antideflagrante e la garanzia del prodotto.

• Assicurarsi che l'ambiente di installazione (temperatura, gruppo di gas, ecc.) sia conforme alla marcatura antideflagrante del prodotto (ad esempio, T6...T2).

  
  

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6. Manutenzione e supporto tecnico

1. Manutenzione ordinaria: ispezionare periodicamente il fissaggio meccanico del sensore e del cavo per verificarne la sicurezza e verificare la presenza di eventuali danni fisici o ammaccature. Ispezionare l'integrità della tenuta delle scatole di giunzione e degli alloggiamenti dell'amplificatore.

2. Non è richiesta alcuna calibrazione regolare: il prodotto viene fornito con una precisa calibrazione dinamica di fabbrica. La ricalibrazione in loco in genere non è necessaria a meno che i dati non siano sospetti dopo un grave shock o un funzionamento anomalo.

3. Risoluzione dei problemi: se i segnali di misurazione sono anomali, controllare sistematicamente la catena di misurazione: il montaggio del sensore è sicuro? I collegamenti dei cavi sono saldi e corretti? La messa a terra è corretta? L'alimentazione è normale?

4. Supporto tecnico e riparazione: per guasti irrisolti, contattare Meggitt SA o il rappresentante locale autorizzato. Gli utenti non devono mai smontare autonomamente il sensore o i condizionatori elettronici. Tutte le riparazioni devono essere eseguite da personale addestrato e qualificato autorizzato da Meggitt.

   
   

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