Vibrometro CA202 144-202-000-225 Accelerometro piezoelettrico

Il CA202 144-202-000-225 è un accelerometro piezoelettrico di livello industriale progettato e prodotto da Vibro-Meter (ora parte del Gruppo Meggitt). Questo modello appartiene alla versione standard, dotata di cavo integrato a basso rumore da 11 metri, ed è adatto per il monitoraggio e la misurazione delle vibrazioni ad alta precisione e affidabilità in aree non pericolose (cioè atmosfere non potenzialmente esplosive).

Come sensore principale 'front-end' per i sistemi di monitoraggio delle vibrazioni, il CA202 utilizza i classici principi di rilevamento piezoelettrico in modalità di taglio e una robusta struttura sigillata interamente in acciaio inossidabile, progettata specificamente per resistere ad ambienti industriali estremamente difficili. I suoi vantaggi principali risiedono nell'ampio intervallo di temperature operative, nell'eccezionale resistenza alle interferenze ambientali, nell'elevata sensibilità e nelle prestazioni stabili a lungo termine. Che si tratti di una turbina a vapore ad alta temperatura in una centrale elettrica, di un grande compressore in un impianto petrolchimico o di apparecchiature rotanti critiche nella produzione pesante, il CA202 fornisce dati sulle vibrazioni accurati e affidabili, rendendolo la scelta ideale per implementare la manutenzione predittiva, garantire la sicurezza delle apparecchiature e prevenire tempi di fermo non pianificati.

Il design simmetrico dell'elemento sensibile in modalità di taglio, l'isolamento interno della custodia e le caratteristiche di uscita differenziale garantiscono un'eccellente immunità alle interferenze elettromagnetiche e al rumore del circuito di terra. Il cavo integrale da 11 metri offre agli utenti maggiore flessibilità e comodità durante l'installazione e l'instradamento dei cavi su apparecchiature di grandi dimensioni, eliminando la necessità di connettori con terminazione sul campo e garantendo l'integrità e l'affidabilità della trasmissione del segnale.

---

2. Caratteristiche e vantaggi principali del design

1. Eccezionali prestazioni ad ampie temperature: il corpo del sensore può funzionare in modo continuo e stabile in un intervallo di temperature estreme compreso tra -55°C e +260°C, con una temperatura di sopravvivenza a breve termine compresa tra -70°C e +280°C. Ciò ne consente l'installazione direttamente su alloggiamenti di cuscinetti ad alta temperatura o apparecchiature di processo a bassa temperatura senza richiedere accessori di raffreddamento o riscaldamento aggiuntivi.

2. Costruzione sigillata completamente saldata:

• Custodia del sensore: realizzata in acciaio inossidabile austenitico (1.4441) con saldatura ermetica, eliminando completamente il rischio che umidità o corrosione raggiungano gli elementi sensibili interni.

• Gruppo cavo: il cavo di misurazione a basso rumore è racchiuso in un tubo di protezione flessibile in acciaio inossidabile resistente al calore (tipo BOA), anch'esso saldato e sigillato all'alloggiamento del sensore e all'uscita del cavo, formando un'unità integrale a prova di perdite. Questa struttura può resistere alla maggior parte dei contaminanti industriali come umidità relativa al 100%, acqua, vapore, olio, nebbia salina e polvere, offrendo un grado di protezione molto elevato.

3. Elevata precisione e sensibilità: fornisce una sensibilità standard di 100 pC/g (tolleranza ±5%), in grado di catturare con precisione le vibrazioni da deboli a severe. La modalità di uscita della carica differenziale sopprime efficacemente il rumore di modo comune.

4. Isolamento interno della custodia: l'isolamento elettrico è ottenuto tra l'elemento sensibile e la custodia metallica, con una resistenza di isolamento superiore a 10⁹ Ω. Questo design isola efficacemente i segnali di misura dalle fluttuazioni del potenziale di terra delle apparecchiature, previene la formazione di anelli di terra ed è particolarmente adatto per sistemi di monitoraggio multipunto in ambienti elettrici complessi.

5. Design meccanico robusto: la struttura complessiva è compatta, robusta e pesa circa 250 grammi. Può resistere a urti fino a 1000 g (picco, onda semisinusoidale da 1 ms), consentendogli di sopportare impatti accidentali durante l'installazione e il funzionamento.

6. Eccellenti caratteristiche a bassa frequenza: la risposta in frequenza si estende fino a 0,5 Hz. Se abbinato a un amplificatore di carica adatto, può misurare le vibrazioni a bassa frequenza di macchinari o strutture rotanti a bassa velocità, ampliando il suo ambito di applicazione.

7. Installazione semplice: fornisce uno schema di montaggio standardizzato a quattro fori (fori filettati M6). Non è richiesto l'isolamento elettrico della superficie di montaggio, semplificando il processo di installazione. È calibrato dinamicamente in fabbrica e, in condizioni normali, non richiede manutenzione né ricalibrazione per tutta la sua vita utile, riducendo significativamente il costo totale di proprietà.

8. Configurazione flessibile: disponibile in diverse opzioni di lunghezza del cavo (3 m, 6 m, 11 m, 20 m, modelli 144-202-000-2x5/2x6). Inoltre, sono disponibili versioni antideflagranti certificate ATEX, IECEx (modelli 144-202-000-1x5/1x6) per soddisfare le esigenze di diversi scenari applicativi.

   
   

---

3. Aree di applicazione tipiche

Grazie alla sua eccezionale affidabilità e adattabilità ambientale, l'accelerometro piezoelettrico CA202 è ampiamente utilizzato per il monitoraggio delle condizioni di apparecchiature critiche nei seguenti settori industriali:

1. Industria dell'energia e dell'energia:

• Turbine a gas e a vapore: monitoraggio delle vibrazioni dei cuscinetti e della frequenza di passaggio delle pale per prevenire picchi e guasti meccanici.

• Generatori e motori di grandi dimensioni: rileva squilibrio del rotore, disallineamento, usura dei cuscinetti e vibrazioni indotte da guasti elettrici.

• Turbine idrauliche e stazioni di pompaggio: monitoraggio della cavitazione, dello squilibrio idraulico e del gioco meccanico.

2. Industria petrolifera e del gas:

• Compressori centrifughi e alternativi: monitoraggio delle condizioni di pistoni, valvole, traverse e cuscinetti; prevedere danni alle valvole e guasti alle bielle.

• Pompe e ventilatori per tubazioni: monitora lo stato dei cuscinetti e l'equilibrio della girante.

• Attrezzatura critica per piattaforme offshore: le sue proprietà sigillate e resistenti alla corrosione sono adatte ai climi marini.

3. Industria manifatturiera e di processo pesante:

• Grandi riduttori e organi di trasmissione: diagnostica l'usura, la vaiolatura e la rottura dei denti degli ingranaggi.

• Laminatoi, macchine per la carta, macchine da stampa: monitora le condizioni dei cuscinetti dei rulli e la risonanza strutturale.

• Macchinari minerari (frantoi, mulini a sfere): monitora le condizioni di cuscinetti e ingranaggi in condizioni di carichi pesanti e ambienti altamente polverosi.

4. Industria generale e infrastrutture:

• Grandi ventilatori industriali e torri di raffreddamento: rileva squilibri, danni ai cuscinetti e incrostazioni sulle pale.

• Pompe critiche: manutenzione predittiva per tutti i tipi di pompe centrifughe e a pistoni.

• Monitoraggio dello stato strutturale: analisi modale e monitoraggio delle vibrazioni di ponti, grattacieli e torri (notare la risposta a bassa frequenza).

  
  

---

4. Guida all'integrazione del sistema, all'installazione e al cablaggio

1. Composizione completa della catena di misura

Il CA202 come sensore richiede un'apparecchiatura successiva per formare una catena completa per l'elaborazione e la trasmissione del segnale:
【Punto di misurazione】 → Sensore CA202 → Cavo integrale da 11 m → Amplificatore/trasmettitore di carica serie IPC 70x → Cavo di trasmissione serie K 2XX → Unità di separazione galvanica serie GSI XXX → Sistema di monitoraggio (ad es. VM600, MMS, PLC/DCS)

2. Passaggi chiave di installazione e migliori pratiche

A. Selezione della posizione di montaggio:

• Regola d'oro: vicino ai cuscinetti! Dare priorità alla posizione più rigida sopra o adiacente all'alloggiamento del cuscinetto.

• Orientamento: assicurarsi che l'asse sensibile del sensore (solitamente contrassegnato sull'alloggiamento) sia allineato con la direzione di misurazione delle vibrazioni desiderata. Solitamente vengono misurate le vibrazioni radiali (orizzontali/verticali) e assiali.

• Requisiti della superficie: la superficie di montaggio deve essere piana, pulita e liscia (Ra consigliato < 1,6 μm). Una superficie irregolare introduce un errore di deformazione di base, influenzando la precisione della misurazione a bassa frequenza.

B. Installazione meccanica (utilizzando CA202 come esempio):

1. Preparazione della superficie: lavorare un'area piana (planarità migliore di 0,01 mm) nella posizione designata e praticare e maschiare 4 fori filettati M6 (profondità 14 mm).

2. Pulizia: pulire accuratamente la base del sensore e la superficie di montaggio con un panno privo di lanugine e un solvente.

3. Applicazione del frenafiletti: applicare un composto frenafiletti di media resistenza (ad es. LOCTITE 241) alle viti per evitare l'allentamento dovuto alle vibrazioni.

4. Montaggio: posizionare le rondelle elastiche, allineare il sensore con i fori e serrare manualmente le viti.

5. Serraggio: utilizzando una chiave dinamometrica, serrare tutte e quattro le viti in modo uniforme seguendo uno schema incrociato a 15 N·m. NON STRINGERE ECCESSIVAMENTE! Una coppia eccessiva può distorcere la base, influenzando gravemente le prestazioni.

C. Instradamento e fissaggio dei cavi:

1. Raggio di curvatura: il raggio di curvatura statico minimo del cavo (compreso il manicotto) non deve essere inferiore a 50 mm. Evitare curve strette che potrebbero danneggiare i conduttori interni e la schermatura.

2. Riduzione dello stress: forma un delicato 'anello di servizio' all'uscita del cavo del sensore per assorbire le forze di trazione e le sollecitazioni di espansione/contrazione termica durante il funzionamento dell'apparecchiatura.

3. Spaziatura di fissaggio: utilizzare fermacavi in ​​acciaio inossidabile (adatti per tubi da Φ8 mm) per fissare saldamente il cavo lungo il suo percorso ogni 1-2 metri. Evitare di lasciare i cavi sospesi o allentati, poiché il movimento può generare rumore triboelettrico.

4. Isolamento: mantenere i cavi di segnale il più lontano possibile da fonti ad alta interferenza come linee di alimentazione ad alta potenza e cavi di uscita VFD; mantenere una separazione parallela minima di 30 cm. Se l'attraversamento è inevitabile, farlo con un angolo di 90 gradi.

D. Collegamento elettrico:

1. Collegamento all'amplificatore di carica (IPC XXX):

• Collegare i due fili di segnale dall'estremità del cavo CA202 (normalmente bianco e rosso) ai terminali di ingresso dell'IPC etichettati 'SIG+' e 'SIG-'.

• Collegare la schermatura del cavo (treccia) al terminale 'SHLD' o 'GND' dell'IPC.

• Assicurarsi che le connessioni siano sicure per evitare contatti scadenti. Utilizzare il pressacavo impermeabile fornito con l'IPC per garantire la tenuta del connettore.

2. Messa a terra del sistema: seguire il principio di messa a terra a punto singolo. In genere, la schermatura del segnale è ben collegata a terra presso l'amplificatore di carica (IPC). All'estremità del sistema di monitoraggio (GSI o scheda di acquisizione), lo schermo deve essere lasciato flottante per evitare la formazione di anelli di massa.

3. Influenza dei diversi metodi di montaggio sulla risposta in frequenza (secondo lo standard ISO 5348)

• Montaggio rigido con viti (preferito): fornisce la risposta in frequenza più ampia e piatta, potenzialmente fino alla frequenza di risonanza propria del sensore (>22kHz), con una distorsione di fase minima.

• Montaggio adesivo (cianoacrilato): buona risposta in frequenza, adatto per superfici che non possono essere forate, ma la resistenza alla temperatura a lungo termine è limitata (tipicamente <150°C).

• Nastro biadesivo/Base magnetica: adatto solo per misurazioni diagnostiche temporanee. La risposta in frequenza è gravemente attenuata, con un limite superiore potenzialmente ridotto a 2-5 kHz, e la ripetibilità è scarsa.

• Sonda portatile: solo per rilievi estremamente approssimativi; i risultati sono inaffidabili e non adatti ad alcun monitoraggio quantitativo.

  
  

---

5. Manutenzione, risoluzione dei problemi e note importanti

1. Ispezione di routine:

• Ispezionare visivamente il sensore per rilevare eventuali danni da impatto o corrosione significativi.

• Controllare la guaina del cavo per eventuali tagli, abrasioni o segni di danni dovuti al calore.

• Verificare che le viti di montaggio siano serrate e che i connettori siano adeguatamente sigillati.

2. Risoluzione dei problemi:

• Nessun segnale/Segnale debole: verificare eventuali rotture del cavo; verificare che le connessioni all'IPC siano corrette e sicure; controllare l'alimentazione dell'IPC.

• Segnale rumoroso: verificare che la messa a terra dello schermo sia corretta (punto singolo); verificare se il cavo corre parallelo a forti fonti di interferenza; verificare la pulizia e la planarità della superficie di montaggio; controllare se il cavo è allentato e causa attrito.

• Deriva del segnale: controllare se la temperatura operativa del sensore supera l'intervallo della curva di errore specificata; controllare la base di montaggio per eventuali dilatazioni termiche o variazioni di sollecitazione.

3. Azioni vietate:

• Non colpire, smontare o tentare MAI di riparare il sensore.

• Non sottoporre MAI il cavo a tensioni eccessive, torsioni o piegature brusche.

• Non utilizzare MAI il sensore in ambienti che superano gli intervalli di temperatura specificati, in particolare la parte del cavo.

• Non installare MAI il sensore senza leggere il manuale di installazione completo e le linee guida di sicurezza.

4. Calibrazione e durata utile: il CA202 è calibrato con precisione in fabbrica e mostra una stabilità a lungo termine estremamente elevata in condizioni operative normali, in genere non richiedendo alcuna calibrazione periodica sul campo. Se si verificano deviazioni sistematiche nelle misurazioni del sistema, si consiglia di verificare prima le fasi successive di condizionamento e acquisizione. Il sensore stesso è progettato per una durata di servizio di decenni.

---