TQ422 ialah transduser kedekatan kalis tekanan yang dihasilkan oleh Vibro-Meter, direka khusus untuk persekitaran tekanan tinggi. Ia berfungsi sebagai komponen teras sistem pengukuran jarak TQ 422 & TQ 432 / EA 402 / IQS 452. Beroperasi pada prinsip arus pusar, penderia ini membolehkan pengukuran bukan sentuhan bagi anjakan relatif atau getaran komponen jentera yang bergerak. Reka bentuknya yang unik membolehkannya menahan tekanan sehingga 100 bar, menjadikannya amat sesuai untuk aplikasi pengukuran dalam persekitaran terendam seperti pam tenggelam, turbin hidraulik (cth, turbin Kaplan dan Francis), dan keadaan tekanan tinggi yang lain.
Transduser TQ422 membentuk sistem pengukuran jarak yang lengkap dan ditentukur apabila dipasangkan dengan perapi isyarat IQS 452 yang sepadan dan kabel sambungan EA 402 pilihan. Semua komponen dalam sistem ini boleh ditukar ganti, memastikan fleksibiliti operasi dan kemudahan penyelenggaraan.
TQ422 dan TQ432 adalah transduser kedekatan yang serupa secara fungsi. Perbezaan teras terletak pada pemasangannya:
TQ422: Direka untuk pemasangan ke hadapan. Probenya mempunyai penutup perlindungan BOA (kira-kira 0.6mm tebal) di bahagian hadapan, yang juga merupakan punca offset yang wujud (-2.4V) dalam output voltan. Ia secara langsung terdedah kepada medium tekanan tinggi, menyediakan barisan pertahanan pertama.
TQ432: Direka untuk pemasangan terbalik. Ia biasanya dipasang dari sisi bertentangan bekas tekanan, bermakna hujung probe tidak terdedah secara langsung kepada medium tekanan tinggi, dan oleh itu tidak memerlukan penutup perlindungan BOA.
Ciri dan Ciri Utama
1. Reka Bentuk Aplikasi Bertekanan Tinggi
Probe sensor dihasilkan daripada bahan PEEK (polyetheretherketone), mampu menahan tekanan bendalir secara langsung sehingga 100 bar.
Badan transduser dibina daripada keluli tahan karat (1.4435), menawarkan kekuatan mekanikal yang sangat baik dan rintangan kakisan.
2. Pengukuran Bukan Kenalan
Beroperasi berdasarkan prinsip arus pusar, tidak memerlukan sentuhan fizikal dengan sasaran (biasanya aci logam), dengan itu mengelakkan haus dan membolehkan pengukuran jangka panjang yang boleh dipercayai tanpa geseran.
3. kesesuaian untuk Suasana Letupan
4. Penyelesaian Sistem Lengkap
Dipasangkan dengan perapi isyarat IQS 452 untuk memberikan output voltan atau arus:
Output Voltan (3-wayar): Kepekaan 4 mV/μm, julat dinamik -2.4 V hingga -18.4 V.
Output Semasa (2-wayar): Kepekaan 1.25 μA/μm, julat dinamik 15.75 mA hingga 20.75 mA (biasanya digunakan dengan unit pemisah galvanik GSI 124).
Boleh digunakan dengan kabel sambungan EA 402 untuk memanjangkan jarak pengukuran, membentuk sistem 5 meter atau 10 meter yang lengkap.
5. Kebolehsuaian Persekitaran
Julat suhu operasi yang luas: Badan transduser dari -25°C hingga +140°C (hanyut <5%); kabel boleh menahan -100°C hingga +200°C.
Penarafan perlindungan tinggi: IP68 (IEC 529 / DIN 40050), menyediakan perlindungan habuk yang lengkap dan keupayaan untuk operasi tenggelam jangka panjang.
Rintangan getaran yang sangat baik: Boleh menahan getaran 2 g dalam julat frekuensi 10 Hz hingga 500 Hz.
6. Konfigurasi Perlindungan Pilihan
Menawarkan pilihan sarung jalinan keluli tahan karat BOA (Braided Outer Armour), menyediakan perlindungan mekanikal tambahan untuk kabel sepaksi integral transduser, meningkatkan rintangan remuk dan lelasan.
Dengan sarung BOA, rintangan tekanan pemasangan transduser/kabel meningkat kepada 10 bar (1 bar tanpa BOA).
Prinsip Kerja Terperinci
Transduser kedekatan TQ422 beroperasi berdasarkan prinsip arus pusar, teknologi aruhan elektromagnet yang digunakan secara meluas untuk anjakan bukan sentuhan dan pengukuran getaran. Bahagian berikut menghuraikan mekanisme kerjanya, komposisi sistem dan aliran isyarat.
1. Prinsip Fizikal Teras: Kesan Arus Putus
Apabila konduktor logam diletakkan dalam medan magnet yang berubah-ubah atau bergerak relatif kepada medan magnet, mengikut hukum aruhan elektromagnet Faraday, arus gelung tertutup, yang dikenali sebagai arus pusar, teraruh dalam konduktor. Kekuatan, taburan dan fasa arus pusar ini bergantung kepada beberapa faktor:
Jurang antara gegelung dan konduktor: Ini ialah parameter sasaran untuk pengukuran.
Kekonduksian elektrik (σ) dan kebolehtelapan magnetik (μ) konduktor.
Kekerapan (f) medan magnet yang mengujakan.
Bentuk geometri konduktor.
Teras penderia TQ422 ialah gegelung luka ketepatan yang terkandung dalam bahan PEEK di hujung probe. PEEK ialah plastik kejuruteraan berprestasi tinggi yang terkenal dengan kekuatan mekanikal yang sangat baik, rintangan kimia dan penyerapan lembapan yang rendah. Yang penting, ia mempamerkan kehilangan dielektrik yang sangat rendah dan sifat penghantaran gelombang yang baik dalam medan elektromagnet frekuensi tinggi, memastikan ia tidak mengganggu medan magnet yang dihasilkan oleh gegelung.
2. Aliran Kerja Sistem
Aliran kerja operasi keseluruhan sistem pengukuran kehampiran ialah proses gelung tertutup bagi 'transmission-induction-demodulation-output':
Penjanaan dan Penghantaran Isyarat Frekuensi Tinggi:
Perapi isyarat IQS 452 berpasangan mengandungi pengayun frekuensi tinggi (HF) dan litar modulasi/penyahmodulasi.
Perapi membekalkan arus pengujaan AC frekuensi tinggi ke gegelung transduser TQ422 melalui kabel sepaksi.
Penjanaan Medan Elektromagnet dan Aruhan Arus Pusar:
Arus ulang alik yang melalui gegelung menjana medan magnet ulang alik frekuensi tinggi di sekelilingnya.
Apabila medan magnet ini menembusi hujung probe PEEK dan bertindak pada permukaan sasaran logam berdekatan (cth, aci mesin), arus pusar teraruh dalam lapisan permukaan sasaran.
Pengesanan Perubahan Impedans:
Arus pusar teraruh itu sendiri menghasilkan medan magnet. Mengikut undang-undang Lenz, medan magnet ini menentang medan gegelung asal, dengan itu melemahkan medan magnet gegelung asal.
Kesan 'melemah' ini menjelma sebagai perubahan dalam galangan setara bagi gegelung sensor. Impedans gegelung (Z), gabungan rintangan (R) dan reaktans induktif (ωL), berubah secara sensitif dan tetap dengan variasi dalam jurang antara gegelung dan sasaran.
Mengurangkan Jurang -> Kesan arus pusar yang lebih kuat -> Perubahan yang lebih besar dalam impedans gegelung.
Meningkatkan Jurang -> Kesan arus pusar yang lebih lemah -> Perubahan yang lebih kecil dalam impedans gegelung.
Penyahmodulasi dan Pemprosesan Isyarat:
Perapi isyarat IQS 452 sentiasa memantau perubahan dalam impedans gegelung sensor.
Litar penyahmodulasi dalaman menukar (menyahmodulasi) perubahan impedans frekuensi tinggi ini kepada voltan DC linear atau isyarat arus yang berkadar dengan jurang.
Perapi menggunakan komponen berkualiti tinggi untuk memastikan kestabilan dan ketepatan isyarat, serta menyediakan perlindungan litar pintas.
Output dan Penentukuran:
Mod Voltan: Output -2.4 V pada celah minimum (biasanya dipengaruhi oleh penutup perlindungan) dan -18.4 V pada celah maksimum (4 mm).
Mod Semasa: Output 15.75 mA pada jurang minimum dan 20.75 mA pada jurang maksimum.
Sistem ini ditentukur kilang pada +23°C ±5°C menggunakan bahan sasaran khusus (keluli VCL 140, 1.7225).
Output akhir adalah isyarat yang sangat linear dengan jarak:
3. Ciri-ciri Sistem dan Pampasan
Pampasan Suhu: Sistem ini menggabungkan pampasan suhu untuk meminimumkan kesan variasi suhu ambien pada ketepatan pengukuran, memastikan hanyut kekal di bawah 5% merentasi julat suhu luas -25°C hingga +140°C.
Penalaan Panjang Kabel (Pemangkasan Elektrik): Disebabkan oleh parameter yang diedarkan (kapasiti, kearuhan) kabel sepaksi yang mempengaruhi penghantaran isyarat frekuensi tinggi, sistem mempunyai keperluan minimum untuk jumlah panjang kabel (TSL - Jumlah Panjang Sistem, iaitu, kabel integral transduser + panjang kabel sambungan EA402) (5mm40.8) untuk memastikan sistem ≥40. prestasi sistem optimum dan kebolehtukaran transduser.
Keperluan Bahan Sasaran: Kepekaan dan kelinearan sensor adalah berkaitan dengan kekonduksian elektrik dan kebolehtelapan magnet bahan sasaran. Penentukuran standard adalah berdasarkan keluli VCL 140. Jika bahan sasaran berbeza, sampel mesti disediakan untuk penentukuran khas.
Kawasan Permohonan
Set Penjana Hidroelektrik: Pengukuran anjakan relatif, getaran dan kehabisan aci dalam pelbagai turbin hidraulik seperti Francis dan Kaplan.
Pam Rendam: Memantau keadaan operasi dinamik aci pam dalam persekitaran tekanan tinggi bawah air.
Jentera Pusing Perindustrian: Pemantauan anjakan dan getaran aci untuk peralatan kritikal seperti pemampat, turbin gas dan turbin stim.
Sebarang aplikasi yang memerlukan pengukuran anjakan tanpa sentuhan dalam persekitaran bertekanan tinggi, berbahaya (meletup) atau cecair.
