Penyesuai Pemasangan Probe PA150 dengan Rantaian Pengukuran Kedekatan ialah sistem ukuran anjakan tanpa sentuhan serba lengkap dan lengkap daripada barisan produk VM. Sistem bersepadu ini menggabungkan penderia kehampiran arus pusar TQ912 dan perapi isyarat IQS900 yang ditempatkan di dalam kepungan yang lasak dan tertutup, direka khusus untuk persekitaran industri yang keras dan kawasan berbahaya (suasana yang berpotensi meletup). Fungsi terasnya adalah untuk mengukur dengan tepat getaran aci relatif dan kedudukan paksi dalam mesin berputar (seperti turbin stim, turbin gas, turbin hidraulik, penjana, pemampat turbo, dan pam). Ia digunakan secara meluas untuk perlindungan jentera, pemantauan keadaan, sistem pengesanan kelajuan lampau (ODS) dan aplikasi berkaitan keselamatan, mematuhi sepenuhnya piawaian API 670 Edisi Ke-5.
Kelebihan utama PA150 ialah reka bentuk yang sangat bersepadu dan modular. Ia menggabungkan penderia, kabel integral 1 meter dan perapi isyarat menjadi satu unit, menghapuskan keperluan untuk kabel sambungan EA902 yang berasingan. Perumahan boleh tanggalnya yang unik dengan penahan berbentuk U memudahkan pemasangan probe dan pelarasan jurang yang sangat mudah, walaupun semasa mesin sedang berjalan. Rod keluli tahan karat boleh laras (tersedia dalam panjang dari 50 hingga 800 mm) dan pelbagai pilihan benang dan panjang penyesuai memberikan fleksibiliti pemasangan yang besar untuk menyesuaikan diri dengan struktur mesin yang kompleks dan kekangan ruang.
Sistem ini menawarkan sama ada keluaran voltan (3-wayar) atau arus (2-wayar), yang menampilkan perlindungan litar pintas. Tindak balas frekuensinya memanjang sehingga DC hingga 20 kHz, membolehkan penangkapan butiran getaran halus dalam jentera berputar berkelajuan tinggi. Hujung penderia menawarkan julat suhu operasi yang sangat luas (-40°C hingga +180°C), membolehkannya mengendalikan persekitaran suhu tinggi. Tambahan pula, PA150 tersedia dalam versi standard dan versi kalis letupan (Ex) yang diperakui oleh pelbagai piawaian antarabangsa (ATEX, IECEx, CSA, KGS, UKEX, EAC, dll.), memenuhi keperluan keselamatan untuk digunakan di kawasan berbahaya di seluruh dunia. Perapi isyarat IQS900 terbina dalam juga menyokong fungsi ujian kendiri (BIST) terbina dalam pilihan, output isyarat mentah dan input isyarat ujian, memudahkan pentauliahan sistem, ujian medan dan proses penyelesaian masalah dengan ketara.
Prinsip Kerja
Sistem PA150 beroperasi berdasarkan Prinsip Eddy Current untuk mencapai ketepatan tinggi, ukuran anjakan bukan sentuhannya. Prinsip kerjanya ialah proses yang kompleks dan tepat melibatkan aruhan elektromagnet, modulasi dan demodulasi isyarat frekuensi tinggi, linearisasi isyarat, pampasan suhu dan diagnostik terbina dalam. Prosesnya dihuraikan langkah demi langkah di bawah.
1. Aruhan Arus Eddy dan Penjanaan Isyarat
Teras sistem ialah sensor jarak TQ912. Kepalanya mengandungi probe yang terdiri daripada gegelung luka ketepatan, dibungkus dalam PPS termoplastik berprestasi tinggi (polyphenylene sulfide) dan dikelim ke dalam badan keluli tahan karat (AISI 316L). Pengayun frekuensi tinggi dalam perapi isyarat IQS900 menjana isyarat AC dalam julat MHz, yang dihantar ke gegelung siasatan sensor melalui kabel sepaksi impedans ciri 70-ohm.
Apabila arus frekuensi tinggi mengalir melalui gegelung, ia menghasilkan medan elektromagnet berselang-seli di hujung hadapannya. Apabila medan ini menghampiri sasaran logam konduktif (biasanya aci mesin), arus pusar teraruh pada permukaan sasaran mengikut Hukum Aruhan Elektromagnet Faraday. Arus pusar ini sendiri menjana medan magnet baharu yang menentang medan asal (Hukum Lenz), menyebabkan perubahan dalam galangan berkesan gegelung sensor. Perubahan impedans ini mempunyai hubungan fungsi tertentu (biasanya lebih kurang hubungan eksponen negatif) dengan jarak jurang antara hujung probe dan permukaan sasaran dan juga dipengaruhi oleh sifat elektromagnet (konduksi, kebolehtelapan) bahan sasaran dan suhu ambien.
2. Modulasi Isyarat, Penghantaran dan Demodulasi
Perubahan dalam amplitud impedans gegelung sensor-memodulasi isyarat pembawa frekuensi tinggi daripada perapi. Iaitu, amplitud isyarat pulangan (membawa maklumat jarak) mengandungi maklumat jurang. Isyarat frekuensi tinggi termodulat ini dihantar kembali ke perapi isyarat IQS900 melalui kabel sepaksi.
Di dalam IQS900, isyarat pemulangan terlebih dahulu dipraperkuatkan. Selepas itu, litar demodulasi yang tepat (selalunya menggunakan teknologi pengesanan sensitif fasa) bertanggungjawab untuk menanggalkan pembawa frekuensi tinggi, mengekstrak isyarat voltan frekuensi rendah yang berkadar dengan perubahan impedans gegelung. Proses ini amat penting; ia mesti memulihkan amplitud sebenar perubahan impedans dengan tepat sambil menekan hingar yang diperkenalkan oleh turun naik bekalan kuasa, variasi kapasiti kabel dan gangguan elektromagnet luaran (EMI) dengan berkesan, memastikan ketulenan dan kebolehpercayaan isyarat.
3. Linearisasi, Penguatan dan Penukaran Output
Isyarat voltan mentah daripada demodulator mempunyai hubungan bukan linear dengan jarak jurang. Litar pemprosesan dalaman IQS900 termasuk modul linearisasi khusus. Modul ini memproses isyarat mentah melalui algoritma kompleks (seperti pemasangan polinomial atau pampasan linear sekeping) untuk menukarnya menjadi isyarat standard yang mempunyai hubungan berkadar sangat linear dengan jurang mekanikal.
Seterusnya, isyarat linear dihantar ke litar penguatan ketepatan untuk penskalaan dan pelarasan pincang untuk padan dengan tepat julat output dan kepekaan yang dipilih oleh pengguna melalui pilihan pesanan:
Mod Output Voltan (3-wayar): Menyediakan isyarat voltan linear dari -1.6 V (bersamaan dengan jurang minimum) kepada -17.6 V (bersamaan dengan jurang maksimum). Ia menampilkan galangan keluaran rendah (<100 Ω), julat dinamik 16 V, dan sesuai untuk penghantaran jarak dekat ke kad pemerolehan data atau PLC, menawarkan keupayaan anti-gangguan yang kuat.
Mod Output Semasa (2-wayar): Menyediakan isyarat semasa dari -15.5 mA (jurang min) kepada -20.5 mA (jurang maks). Julat dinamik ialah 5 mA. Output semasa adalah kebal kepada penurunan voltan dan hingar pada jarak jauh, menjadikannya sesuai untuk penghantaran jarak jauh ke bilik kawalan atau sistem DCS, dan sememangnya menyediakan pengesanan putus wayar.
Kedua-dua output direka bentuk dengan perlindungan litar pintas dan perlindungan voltan lampau.
4. Pampasan Suhu dan Penentukuran Sistem
Variasi suhu mempengaruhi rintangan gegelung, ciri kabel, dan sifat elektromagnet bahan sasaran. Sistem PA150 menggunakan reka bentuk pampasan suhu yang komprehensif. Penderia suhu dalaman memantau suhu ambien, dan algoritma melaraskan amplitud isyarat pengujaan atau parameter litar penyahmodulasi secara dinamik untuk mengekalkan kestabilan dan ketepatan isyarat keluaran merentasi julat suhu lebar yang ditentukan (Sensor: -40°C hingga +180°C; Perapi: -40°C hingga +85°C), meminimumkan hanyutan ukuran @5°0 hingga 1% (<5%).
Keseluruhan rantai ukuran (sensor + perapi) ditentukur kilang menggunakan sasaran keluli VCL 140 standard (1.7225) pada 23°C ±5°C, memastikan kebolehtukaran komponen yang lengkap. Ini bermakna penderia atau perapi dalam sistem boleh diganti secara individu tanpa menentukur semula keseluruhan sistem, sangat memudahkan penyelenggaraan medan dan mengurangkan kos inventori alat ganti.
5. Ciri Diagnostik dan Ujian Terbina dalam (BIST)
Fungsi diagnostik pilihan perapi isyarat IQS900 ialah ciri yang menonjol. Ia menyokong Ujian Kendiri Terbina Dalam (BIST), yang boleh secara berterusan atau atas permintaan memantau kesihatan rantai pengukuran secara automatik (termasuk penderia, kabel dan perapi itu sendiri). Jika kerosakan dikesan (cth, litar terbuka penderia, litar pintas, kerosakan kabel atau kerosakan perapi dalaman), ia memberi amaran dari jauh dengan memacu output ke nilai di luar julat operasi biasa (< -20.5 mA atau > -15.5 mA; < -17.6 V atau > -1.6 V), membolehkan penyelenggaraan ramalan.
Tambahan pula, IQS900 menyediakan sokongan ujian in-situ yang unik:
Output Mentah (RAW/COM): Menyediakan isyarat voltan 'mentah' (-0.8 hingga -8.8 V) yang secara langsung mencerminkan isyarat dalaman yang diterima oleh perapi sebelum pemprosesan penskalaan akhir. Ini tersedia walaupun apabila sistem dikonfigurasikan untuk output semasa. Fungsi ini digunakan untuk mengesahkan kesihatan pautan dari sensor ke hujung hadapan perapi isyarat.
Input Ujian (TEST/COM): Membenarkan isyarat voltan ujian AC disuntik ke dalam input perapi. Perapi memproses isyarat ujian ini seolah-olah ia datang dari sensor sebenar dan menghantarnya ke output utama. Ini digunakan untuk mengesahkan integriti keseluruhan laluan isyarat daripada perapi isyarat kepada sistem pemantauan seterusnya (termasuk halangan pengasingan dan pendawaian).
Bersama-sama, ciri ini membolehkan pentauliahan in-situ dan penyelesaian masalah yang cekap tanpa memutuskan wayar atau menghentikan mesin.
Ciri dan Faedah Utama
Integrasi Tinggi & Pemasangan Mudah: Mengintegrasikan penderia, kabel dan perapi ke dalam satu unit, menghapuskan kabel sambungan luaran. Perumahan boleh tanggal dan penahan berbentuk U membolehkan pemasangan probe yang sangat mudah dan pelarasan jurang, menyokong pelarasan dalam talian semasa mesin sedang berjalan.
Reka Bentuk Mekanikal & Kebolehsuaian Cemerlang: Mempunyai rod keluli tahan karat boleh laras (50-800mm), pelbagai benang penyesuai (M24, 7/8'-14UNF, 3/4'NPT, G3/4', 1'NPT) dan panjang, serta berbilang pilihan pemasangan kabel (Pilihan F), memenuhi hampir semua keperluan ruang pemasangan dan antara muka mekanikal.
Pensijilan Alam Sekitar & Keselamatan Komprehensif: Sensor bertaraf IP68, keseluruhan perumahan bertaraf IP65. Tersedia dalam versi kalis letupan (Ex) yang diperakui bagi setiap ATEX, IECEx, CSA, KGS, UKEX, EAC, dsb., untuk digunakan di Zon 0/1/2 (Gas) dan Zon 20/21/22 (Habuk) kawasan berbahaya. Mematuhi API 670 edisi ke-5 dan standard keselamatan berfungsi SIL 2 (IEC 61508) / Cat 1 PL c (ISO 13849-1).
Teras Pengukuran Berprestasi Tinggi: Berdasarkan rantai pengukuran TQ912 & IQS900 yang terbukti, menawarkan julat pengukuran linear 2mm atau 4mm, dengan kepekaan boleh dipilih 8 mV/μm, 4 mV/μm, 2.5 μA/μm, atau 1.25 μA/μm. Tindak balas frekuensi lebar (DC hingga 20 kHz) memastikan penangkapan semua komponen getaran yang berkaitan.
Keupayaan Diagnostik & Ujian Lanjutan: Ujian Kendiri Terbina Dalam (BIST) Pilihan untuk pemantauan kesihatan sistem masa nyata. Output mentah dan antara muka input Ujian menyokong pentauliahan in-situ yang komprehensif dan diagnosis kerosakan, mengurangkan masa henti.
Toleransi Persekitaran Teguh: Sensor menahan suhu operasi dari -40°C hingga +180°C, pembezaan tekanan sehingga 6 bar, getaran sehingga 5g dan kejutan sehingga 15g. Perumahan aluminium yang dimeterai (dengan cincin-O Viton dan gasket NBR) memastikan perapi dilindungi dalam persekitaran industri yang keras.
Output Elektrik Fleksibel & Bekalan Kuasa: Menyokong output voltan dan arus, serasi dengan kebanyakan sistem pemantauan. Julat bekalan kuasa yang luas (-18 hingga -30 VDC), boleh diperolehi daripada sistem pemantauan atau bekalan kuasa keselamatan luaran.
Aplikasi
Sistem Perlindungan Jentera: Untuk getaran relatif aci dan pemantauan kedudukan paksi dalam jentera berputar besar seperti turbin stim, turbin gas, turbin hidraulik, pemampat, pam dan penjana untuk mengelakkan kegagalan bencana.
Pemantauan Keadaan & Penyelenggaraan Ramalan: Menyediakan data getaran berketepatan tinggi untuk analisis kesihatan mesin dan diagnosis kerosakan.
Sistem Pengesanan Kelajuan Lebih (ODS): Berfungsi sebagai penderia kelajuan (Keyphasor) untuk fungsi perlindungan kelajuan lampau yang kritikal.
Aplikasi Berkaitan Keselamatan: Dengan pensijilan SIL 2, ia boleh digunakan dalam gelung perlindungan mesin yang memerlukan keselamatan berfungsi.
Aplikasi API 670: Mematuhi sepenuhnya standard Edisi ke-5 American Petroleum Institute untuk sistem perlindungan jentera, menjadikannya ideal untuk industri minyak, gas dan petrokimia.
Aplikasi Kawasan Berbahaya: Versi kalis letupan membolehkan penggunaan dalam persekitaran dengan gas atau habuk meletup, seperti dalam industri minyak & gas, kimia dan farmaseutikal.
