Transduser Kehampiran TQ402 ialah komponen teras sistem ukuran kedekatan TQ402/TQ412, EA402 dan IQS900. Sistem ini membentuk rantaian ukuran anjakan tanpa sentuhan yang lengkap berdasarkan prinsip arus pusar, yang direka khusus untuk pemantauan keadaan dan perlindungan jentera berputar industri.
Dikenali dengan ketepatan tinggi, kebolehpercayaan dan daya tahan alam sekitar yang luar biasa, transduser TQ402 digunakan secara meluas dalam peralatan kritikal seperti turbin stim, turbin gas, turbin hidraulik, penjana, pemampat turbo dan pam untuk mengukur getaran aci relatif dan kedudukan paksi. Reka bentuk sistem mematuhi piawaian API 670 dan tersedia dalam versi yang diperakui untuk digunakan dalam atmosfera yang berpotensi meletup, menjadikannya pilihan ideal untuk aplikasi industri mewah.
II. Ciri-ciri Utama
Pengukuran Ketepatan Tinggi dan Bukan Sentuhan
TQ402 dengan tepat mengukur perubahan minit dalam jurang antara hujung probe dan permukaan logam sasaran, menukarkannya kepada isyarat elektrik yang sepadan. Kaedah bukan sentuhan ini mengelakkan haus pada komponen berputar, menjadikannya sangat sesuai untuk keadaan operasi yang teruk yang melibatkan kelajuan dan suhu tinggi.
Kebolehtukaran Komponen Sistem Penuh
Keseluruhan sistem pengukuran (termasuk probe TQ402/TQ412, kabel sambungan EA402 dan perapi isyarat IQS900) ditentukur ketepatan, dengan semua komponen boleh ditukar ganti sepenuhnya. Pengguna boleh menggantikan mana-mana komponen tanpa memerlukan padanan atau penentukuran semula yang kompleks, mengekalkan prestasi sistem yang ditentukan. Ini sangat memudahkan penyelenggaraan dan mengurangkan kos inventori.
Julat Pengukuran Luas dan Pilihan Output
Sistem ini menawarkan dua julat ukuran linear standard: 2 mm (0.15 hingga 2.15 mm) dan 4 mm (0.3 hingga 4.3 mm). Perapi isyarat IQS900 menyediakan pilihan keluaran voltan (-1.6 V hingga -17.6 V) dan arus (-15.5 mA hingga -20.5 mA), memudahkan penyepaduan dengan pelbagai sistem pemantauan bahagian belakang seperti VM600 atau VibroSmart®.
Keteguhan Alam Sekitar yang Luar Biasa
Julat Suhu: Badan transduser beroperasi dengan pasti dari -40°C hingga +180°C dengan hanyut kurang daripada 5%, dan boleh bertahan dalam pendedahan jangka pendek sehingga +220°C.
Penarafan Perlindungan: Hujung kuar dan bahagian kabel penting diberi penarafan IP68, melindungi daripada kemasukan habuk dan rendaman berpanjangan dalam air.
Kekuatan Mekanikal: Ia boleh menahan 5 g getaran puncak (10-500 Hz) dan 15 g kejutan puncak (tempoh 11 ms), memastikan operasi yang stabil dalam persekitaran yang sangat bergetar.
Pembinaan Fizikal Lasak
Petua Probe: Mempunyai gegelung yang dibungkus dalam hujung yang dibentuk daripada Torlon® (polyamide-imide), menawarkan rintangan suhu tinggi, rintangan kakisan dan kekuatan mekanikal yang sangat baik.
Badan Transduser: Dibina daripada keluli tahan karat AISI 316L dan pasu dengan resin epoksi suhu tinggi, memastikan keteguhan dan ketahanan keseluruhan.
Kabel dan Penyambung: Menggunakan kabel sepaksi 75 Ω dengan penebat FEP, diameter 3.6 mm. Penyambung ialah jenis sepaksi kecil yang mengunci sendiri, yang dikunci dengan selamat dengan mengetatkan tangan dan mempunyai mekanisme anti-longgar.
Pensijilan dan Pematuhan Keselamatan Komprehensif
TQ402 tersedia dalam versi yang diperakui untuk digunakan di kawasan berbahaya, termasuk:
Ex ia Keselamatan Intrinsik (untuk Zon 0, 1, 2).
Ex nA Non-Sparking (untuk Zon 2).
Selain itu, sistem ini mematuhi berbilang piawaian dan arahan antarabangsa seperti CE, EAC dan RoHS.
III. Prinsip Kerja
Transduser jarak TQ402 dan sistemnya beroperasi berdasarkan prinsip fizikal teras kesan arus pusar. Perincian berikut adalah proses lengkap daripada penjanaan isyarat hingga keluaran akhir.
1. Penjanaan Kesan Eddy Current
Jantung sensor TQ402 ialah gegelung luka ketepatan, dibentuk di dalam hujung probe Torlon® yang lasak. Apabila sistem dikuasakan, perapi isyarat IQS900 yang disertakan membekalkan gegelung ini dengan arus ulang-alik frekuensi tinggi (biasanya 1-2 MHz). Mengikut undang-undang elektromagnetisme, arus ulang-alik ini menjana medan elektromagnet berselang-seli frekuensi tinggi di sekeliling hujung probe.
Apabila probe menghampiri sasaran logam konduktif (cth, aci keluli mesin), medan elektromagnet berselang-seli ini menembusi permukaan sasaran. Hukum Aruhan Faraday menetapkan bahawa medan magnet yang berubah-ubah mendorong arus beredar gelung tertutup, yang dikenali sebagai arus pusar, dalam konduktor. Ketumpatan dan keamatan arus pusar ini berkait rapat dengan jarak antara probe dan sasaran.
2. Perubahan Impedans dan Pengesanan Isyarat
Arus pusar teraruh itu sendiri menghasilkan medan elektromagnet yang bertentangan (Hukum Lenz), yang berinteraksi dengan medan asal yang dihasilkan oleh gegelung probe. Interaksi ini menyebabkan perubahan dalam impedans AC yang berkesan bagi gegelung probe. Khususnya, apabila jarak berkurangan, kesan gandingan bertambah kukuh, kesan arus pusar menjadi lebih ketara, dan impedans gegelung meningkat. Sebaliknya, apabila jarak bertambah, impedans berkurangan.
Oleh itu, jarak jurang antara probe dan sasaran secara langsung ditukar kepada perubahan dalam impedans elektrik gegelung sensor TQ402. Perubahan impedans ini mengandungi maklumat tentang kedua-dua aspek statik (jarak purata) dan dinamik (getaran) jurang.
3. Penyaman Isyarat dan Demodulasi
Peranan perapi isyarat IQS900 adalah untuk mengesan dan memproses perubahan impedans halus ini. Ia mengandungi litar modulator/penyahmodulator yang tepat. Perapi secara berterusan memantau perubahan dalam isyarat pemacu yang dibekalkan kepada gegelung yang terhasil daripada variasi impedans.
Melalui penyahmodulasian isyarat frekuensi tinggi yang dikembalikan, IQS900 dengan tepat mengekstrak voltan atau komponen arus yang berkadar dengan jarak jurang. Proses ini menapis keluar gelombang pembawa frekuensi tinggi, hanya meninggalkan isyarat frekuensi rendah (DC hingga 20 kHz) yang berkaitan dengan jarak.
4. Linearisasi dan Output
Isyarat demodulasi dikuatkan dan dilinearkan, ditukar menjadi output isyarat elektrik yang standard dan mudah diukur:
Mod Output Voltan: Mengeluarkan voltan DC yang berkadar dengan celah, dengan kepekaan biasa 8 mV/μm (200 mV/mil) untuk julat 2mm, atau 4 mV/μm (100 mV/mil) untuk julat 4mm. Keluaran linear biasanya berjulat dari -1.6 V (jurang minimum) hingga -17.6 V (jurang maksimum).
Mod Output Semasa: Mengeluarkan berkadar semasa dengan jurang, dengan sensitiviti biasa 2.5 μA/μm (62.5 μA/mil) atau 1.25 μA/μm (31.2 μA/mil). Output linear biasanya berjulat dari -15.5 mA (jurang minimum) hingga -20.5 mA (jurang maksimum).
Sistem ini mempamerkan kelinearan yang sangat baik dalam julat yang ditentukan (cth, 2mm atau 4mm), memastikan perkaitan berkadar yang sangat tepat antara voltan/arus keluaran dan jurang mekanikal.
5. Pemisahan Isyarat Statik dan Dinamik
Isyarat keluaran akhir mengandungi komponen DC (Arus Terus) dan AC (Arus Ulang-alik):
Komponen DC: Mewakili kedudukan purata atau jurang statik antara probe dan sasaran, digunakan untuk memantau parameter perubahan perlahan seperti anjakan paksi atau kehausan galas.
Komponen AC: Ditindih pada komponen DC, ia mewakili getaran dinamik sasaran berbanding probe. Amplitudnya mencerminkan keamatan getaran, dan kekerapannya menunjukkan sumber getaran. Ini membolehkan sistem melakukan pemantauan kedudukan dan getaran secara serentak.
6. Pampasan Suhu dan Penentukuran Sistem
Untuk memastikan ketepatan pengukuran merentas keseluruhan julat suhu operasi (-40°C hingga +180°C), reka bentuk sistem menggabungkan mekanisme pampasan suhu untuk meminimumkan kesan hanyut suhu pada output. Transduser ditentukur kilang menggunakan keluli VCL 140 (1.7225) sebagai bahan sasaran, yang bersamaan dengan bahan aci biasa seperti AISI 4140. Untuk aplikasi dengan bahan khas, perundingan dengan pengilang disyorkan untuk mendapatkan lengkung prestasi tertentu.
IV. Integrasi Sistem dan Titik Pemilihan
Jumlah Panjang Sistem: Jumlah panjang sistem ialah jumlah panjang kabel integral transduser TQ402 dan panjang kabel sambungan EA402. Panjang sistem standard ialah 1 meter, 5 meter dan 10 meter, boleh dicapai melalui gabungan fleksibel panjang kabel probe dan sambungan yang berbeza.
Pemangkasan Elektrik: Untuk memastikan prestasi sistem dan kebolehtukaran, panjang nominal kabel sambungan memerlukan 'pemangkasan elektrik.' Jumlah panjang minimum boleh guna sebenar adalah kurang sedikit daripada nilai nominal (cth, minimum 4.4 m untuk sistem 5 m).
Perlindungan Pilihan: Hos keluli tahan karat fleksibel dengan sarung FEP boleh dipilih untuk memberikan perlindungan mekanikal tambahan dan rintangan kimia untuk kabel.
Pemasangan: Badan transduser menawarkan pilihan benang metrik dan imperial serta boleh dipasangkan dengan pelbagai kurungan pelekap untuk disesuaikan dengan ruang dan keperluan pemasangan yang berbeza.
V. Diagnostik Sistem dan Integriti Keselamatan (SIL)
Sistem TQ402, bersama-sama dengan perapi isyarat IQS900, menawarkan ciri termaju yang memenuhi keperluan keselamatan dan kebolehpercayaan industri moden.
Fungsi Diagnostik Terbina dalam: Perapi isyarat IQS900 menawarkan litar diagnostik Ujian Kendiri Terbina Dalam (BIST) pilihan. Apabila diagnostik didayakan, sistem sentiasa memantau kesihatan keseluruhan rantaian pengukuran (termasuk penderia, kabel dan perapi itu sendiri). Selepas pengesanan bukaan, seluar pendek atau kerosakan lain, ia mengubah isyarat keluaran untuk menunjukkan masalah dengan jelas:
Dalam mod keluaran voltan/arus, nilai keluaran akan jatuh di luar julat -1.6 V hingga -17.6 V atau -15.5 mA hingga -20.5 mA biasa, memberikan penggera kerosakan yang jelas kepada sistem pemantauan bahagian belakang dan membolehkan penyelenggaraan ramalan.
Pensijilan Keselamatan Fungsian: Perapi isyarat IQS900 dengan diagnostik direka untuk memenuhi SIL 2 (mengikut IEC 61508) dan PL c, Cat. 1 (mengikut ISO 13849) Tahap Integriti Keselamatan. Ini bermakna reka bentuk sistem adalah mencukupi untuk memenuhi keperluan ketat banyak aplikasi berkaitan keselamatan (cth, sistem perlindungan jentera), membantu pengguna membina sistem pengeluaran dengan lebih mudah yang mematuhi piawaian keselamatan.
VI. Konfigurasi Mekanikal dan Pilihan Pemasangan
Konfigurasi Mekanikal Fleksibel:
Spesifikasi Benang: Badan transduser TQ402 menawarkan pelbagai pilihan benang, termasuk metrik M10x1, M14x1.5, M16x1.5 dan imperial 3/8'-24UNF, 1/2'-20UNF, 5/8'-18UNF, memenuhi keperluan peralatan global dan standard lubang pelekap.
Penyesuaian Dimensi: Pengguna boleh menentukan Panjang Sarung (dari 20 mm hingga 250 mm) dan Panjang Tidak Bertali (dari 0 mm hingga 230 mm) berdasarkan keperluan kedalaman pemasangan, menawarkan fleksibiliti pemasangan yang tinggi.
Model Pemasangan Terbalik: Untuk aplikasi yang TQ402 standard tidak boleh muat, siri ini juga menawarkan model TQ412. TQ412 direka khusus untuk aplikasi pelekap terbalik, di mana orientasi hujung kuar sejajar dengan arah keluar kabel, sesuai untuk pengukuran yang diambil dari dalam perumah peralatan ke luar.
Aksesori Sambungan dan Perlindungan:
Perlindungan Penyambung: Pelindung antara sambungan IP172 tersedia untuk melindungi titik sambungan antara kabel probe dan kabel sambungan, mencegah pencemaran oleh minyak, kelembapan dan kerosakan mekanikal.
Perlindungan Kabel: Di luar sarung FEP tetap, hos keluli tahan karat fleksibel (tiub perlindungan) tersedia sebagai pilihan. Ini boleh bergerak relatif kepada kabel untuk pemasangan yang lebih mudah, memberikan perlindungan mekanikal yang teguh dalam laluan penghalaan yang kompleks dan keras.
Pendakap Pelekap: Pelbagai penyesuai pemasangan probe (cth, siri PA15x) tersedia, bersama-sama dengan penyesuai pelekap DIN-rel MA130 untuk perapi isyarat IQS900. Ini menyokong rel TH 35 standard, memudahkan pemasangan modular berketumpatan tinggi dalam kabinet kawalan.
