De CA202 piëzo-elektrische versnellingsmeter is een krachtig apparaat voor trillingsmonitoring uit de VM-productlijn, dat gebruik maakt van geavanceerde piëzo-elektrische detectietechnologie die speciaal is ontworpen voor industriële trillingsmonitoring en -meting. De apparatuur biedt uitzonderlijke aanpassingsvermogen aan de omgeving en meetnauwkeurigheid, en is in staat tot stabiele werking in extreme temperatuuromstandigheden (-55 tot 260°C) en potentieel explosieve omgevingen.
De CA202 is voorzien van een symmetrische polykristallijne meetelementstructuur met schuifmodus en interne behuizingsisolatie, uitgerust met een geïntegreerde kabel en roestvrijstalen beschermslang, waardoor een volledig afgedichte, lekvrije constructie ontstaat. Deze versnellingsmeter is verkrijgbaar in standaardversies en explosieveilige gecertificeerde versies om te voldoen aan de toepassingsvereisten van verschillende industriële omgevingen, met name geschikt voor trillingsmonitoring van zware industriële apparatuur.
Het apparaat beschikt over een hoge gevoeligheid (100 pC/g) en een breed frequentiebereik (0,5 tot 6.000 Hz), waardoor nauwkeurige registratie van trillingssignalen van lage tot hoge frequenties mogelijk is. De robuuste roestvrijstalen behuizing en het afgedichte ontwerp bieden weerstand tegen verschillende agressieve omgevingsfactoren, waaronder vochtigheid, waterdamp, olieverontreiniging en zoutnevel.
Werkingsprincipe
De CA202 piëzo-elektrische versnellingsmeter werkt op basis van het piëzo-elektrische effectprincipe, waarbij nauwkeurige fysieke conversieprocessen en signaalverwerkingstechnologieën betrokken zijn. Het werkingsmechanisme kan worden gedetailleerd aan de hand van de volgende kernaspecten:
1. Piëzo-elektrisch effect en elektromechanisch conversiemechanisme
De kern van het apparaat maakt gebruik van een polykristallijn piëzo-elektrisch detectie-element met afschuifmodus. Wanneer de versnellingsmeter trillingen ervaart, oefent de massa schuifkracht uit op het piëzo-elektrische kristal. Volgens het piëzo-elektrische effectprincipe ondergaan piëzo-elektrische materialen polarisatie onder mechanische spanning, waarbij verplaatsing van de interne roosterstructuur een ongelijkmatige ladingsverdeling veroorzaakt, waardoor ladingssignalen worden gegenereerd die evenredig zijn aan de uitgeoefende kracht op het kristaloppervlak. Dit elektromechanische conversieproces biedt een extreem hoge lineariteit en stabiliteit, waarbij mechanische trillingsenergie direct wordt omgezet in elektrische signaaluitvoer.
Het ontwerp in afschuifmodus biedt aanzienlijke voordelen ten opzichte van ontwerpen in compressiemodus: het vertoont een lagere gevoeligheid voor basisbelasting en temperatuurveranderingen, waardoor stabielere uitvoerprestaties worden geleverd. De selectie van polykristallijne piëzo-elektrische materialen zorgt voor consistente gevoeligheid en lineaire kenmerken over een breed temperatuurbereik.
2. Symmetrische structuur en differentieel uitvoerontwerp
De CA202 maakt gebruik van een unieke symmetrische sensorstructuur met twee symmetrisch opgestelde piëzo-elektrische elementen. Dit ontwerp produceert differentiële uitgangssignalen die common-mode-interferentie effectief onderdrukken en de signaalkwaliteit verbeteren. Wanneer ze worden onderworpen aan een axiale versnelling, genereren de twee piëzo-elektrische elementen ladingssignalen van gelijke grootte maar tegengestelde polariteit. Door differentiële versterking worden nuttige signalen versterkt, terwijl veelvoorkomende elektromagnetische interferentie en temperatuurafwijkingsruis effectief worden onderdrukt.
Het interne isolatieontwerp van de behuizing zorgt voor volledige isolatie tussen signaalpinnen en de behuizing, waardoor de vorming van aardlussen wordt voorkomen en het anti-interferentievermogen verder wordt verbeterd. Dit ontwerp is bijzonder geschikt voor gebruik in complexe industriële elektromagnetische omgevingen, waardoor de zuiverheid en nauwkeurigheid van meetsignalen wordt gegarandeerd.
3. Kenmerken van signaalgeneratie en transmissie
Het apparaat produceert laaduitgangssignalen met een gevoeligheid van 100 pC/g ±5%. Laadsignalen hebben het belangrijke kenmerk dat ze niet worden beïnvloed door de kabelcapaciteit, waardoor ze geschikt zijn voor transmissie over lange afstanden. De interne sensorcapaciteit is 5000 pF (tussen pinnen) en 10 pF (tussen pin en behuizing), terwijl de kabelcapaciteit 105 pF/m (tussen pinnen) en 210 pF/m (tussen pin en behuizing) bedraagt.
Deze ladingsuitgang met hoge impedantie vereist ladingsversterkers (zoals signaalconditioners uit de IPC70x-serie) om ladingssignalen om te zetten in spanningssignalen met lage impedantie voor daaropvolgende verwerking. De laaduitvoermethode vermijdt problemen met kabelruis en impedantie-matching waarmee spanningsuitvoersensoren te maken krijgen.
4. Afgedichte structuur en milieubeschermingsmechanisme
De sensor is voorzien van een austenitische roestvrijstalen (1.4441) behuizing die hermetisch is gelast met een hittebestendige roestvrijstalen (1.4541) beschermslang om een volledig afgedicht, lekvrij geheel te vormen. Dit afgedichte ontwerp biedt weerstand tegen 100% relatieve vochtigheid, water, stoom, olie, zeezoutatmosferen en andere potentiële verontreinigingen zoals stof, schimmels en zand.
De beschermslang biedt niet alleen mechanische bescherming, maar behoudt ook de kabelflexibiliteit, met een minimale buigradius waardoor installatie in kleine ruimtes mogelijk is. Het integrale kabelontwerp elimineert betrouwbaarheidsproblemen die kunnen voortvloeien uit connectoren, waardoor een stabiele signaaloverdracht op lange termijn wordt gegarandeerd.
5. Temperatuurcompensatie en stabiliteitscontrole
Het apparaat vertoont een uitstekende temperatuurstabiliteit, met een temperatuurgevoeligheidsfout van 0,25%/°C in het bereik van -55 tot +23°C en 0,1%/°C in het bereik van +23 tot 260°C. Deze temperatuurcompensatiekarakteristiek wordt bereikt door geselecteerde piëzo-elektrische materialen en een structureel ontwerp, waardoor consistente prestaties over een breed temperatuurbereik worden gegarandeerd.
De sensor maakt gebruik van een thermisch symmetrisch ontwerp om meetfouten veroorzaakt door thermische gradiënten te verminderen. De rekgevoeligheid van de basis is extreem laag: slechts 0,15 × 10^{-3} g/μϵ, wat betekent dat thermische vervorming van het montageoppervlak nauwelijks invloed heeft op de meetnauwkeurigheid.
6. Frequentierespons en dynamische kenmerken
De frequentierespons van het apparaat varieert van 0,5 tot 6.000 Hz (±5%), met een resonantiefrequentie boven 22 kHz. De laagfrequente respons wordt bepaald door de bijpassende signaalconditioner, terwijl de hoogfrequente eigenschappen worden bepaald door de mechanische structuur van de sensor. Het shear-mode ontwerp zorgt voor een hogere resonantiefrequentie, waardoor een vlakke respons over een breed frequentiebereik wordt gegarandeerd.
Het dynamische meetbereik strekt zich uit van 0,01 g piek tot 400 g piek, met overbelastingsmogelijkheid tot 500 g piek. Dit brede dynamische bereik maakt nauwkeurige meting van verschillende mechanische bewegingen mogelijk, van trillingen tot zware schokken.
7. Explosiebestendig veiligheidsmechanisme
Explosieveilige versies maken gebruik van intrinsieke veiligheid (Ex ia) en vonkvrije (Ex nA) beschermingstypes, en voldoen aan verschillende internationale explosieveilige normen. Het intrinsieke veiligheidsontwerp zorgt ervoor dat er onder foutomstandigheden geen vonken of hete oppervlakken worden gegenereerd die een explosieve atmosfeer kunnen ontsteken door de circuitenergie te beperken.
Beveiligingscircuits omvatten stroombegrenzings- en energie-ontladingsmechanismen, waardoor naleving van explosieveilige vereisten onder alle bedrijfsomstandigheden wordt gegarandeerd. Dit ontwerp maakt een veilige toepassing mogelijk in gevaarlijke zones van Zone 0/1/2.
Functies
De CA202 piëzo-elektrische versnellingsmeter biedt meerdere geavanceerde functies om te voldoen aan strenge industriële vereisten voor trillingsmonitoring:
1. Meetprestaties met hoge precisie
Het apparaat biedt een hoge gevoeligheid van 100 pC/g, waardoor detectie van minieme trillingssignalen mogelijk is. Uitstekende lineariteit: ±1% in het bereik van 0,01 tot 20 g en ±2% in het bereik van 20 tot 400 g. Een dwarsgevoeligheid van minder dan 3% garandeert nauwkeurigheid van trillingen in de primaire meetrichting.
2. Extreem aanpassingsvermogen aan de omgeving
Extreem breed bedrijfstemperatuurbereik: -55 tot +260°C voor de sensor, -55 tot +200°C voor de geïntegreerde kabel. De overlevingstemperaturen op korte termijn zijn zelfs nog hoger: tot -70 tot +280°C voor de sensor en -62 tot +250°C voor de kabel. Dit temperatuurbereik dekt de overgrote meerderheid van industriële toepassingsscenario's.
3. Robuuste mechanische constructie
Austenitische roestvrijstalen behuizing biedt uitstekende mechanische sterkte en corrosiebestendigheid. De hermetisch gelaste structuur zorgt voor volledige lekvrije prestaties en is bestand tegen erosie door verschillende agressieve omgevingsfactoren. Het apparaat is bestand tegen schokversnellingen tot een piek van 1000 g (halve sinus, duur van 1 ms).
4. Flexibele installatieopties
Vier kabellengteopties: 3 meter, 6 meter, 11 meter en 20 meter, die voldoen aan verschillende vereisten voor installatieafstanden. Standaard M6 montagegaten met M4 veerringen, montagekoppel van 15 N·m. Geen extra montageoppervlak met elektrische isolatie nodig.
5. Uitgebreide certificeringsondersteuning
Meerdere internationale certificeringen: CE-markering, EAC-markering, ATEX, IECEx, cCSAus, enz. Voldoet aan EN 61000-6-2/4 elektromagnetische compatibiliteitsnormen en EN 61010-1 elektrische veiligheidsnormen. Voldoet aan de RoHS-milieuvereisten.
6. Eenvoudige integratie en onderhoud
Differentiële output en intern isolatieontwerp vereenvoudigen de systeemintegratie. De geïntegreerde kabelstructuur verbetert de betrouwbaarheid en vermindert de onderhoudsbehoeften. MA133 montageadapterset beschikbaar, inclusief Micaver (mica-glas) thermische isolatiebasis voor speciale installatievereisten.
Samenvatting van technische specificaties
| Artikelspecificatie |
|
| Gevoeligheid |
100 pC/g ±5% |
| Frequentierespons |
0,5 tot 6.000 Hz (±5%) |
| Dynamisch bereik |
0,01 tot 400 g piek |
| Overbelastingscapaciteit |
500 g piek |
| Bedrijfstemperatuur |
-55 tot +260°C (sensor) |
| Resonante frequentie |
>22 kHz |
| Lineariteit |
±1% (0,01-20 g), ±2% (20-400 g) |
| Beschermingsgraad |
Hermetisch afgesloten |
| Gewicht |
Ongeveer. 250 g (sensor) |
Toepassingsgebieden
De CA202 piëzo-elektrische versnellingsmeter wordt veel gebruikt in de volgende gebieden:
Monitoring van industriële machines: Trillingsmonitoring van grote roterende machines zoals turbines, compressoren en pompen
Energiesector: Conditiebewaking en foutdiagnose van apparatuur van energiecentrales
Petrochemische industrie: trillingsmonitoring van apparatuur in potentieel explosieve omgevingen
Lucht- en ruimtevaart: trillingstesten van motoren en hulpapparatuur
Zware industrie: voorspellend onderhoud van metallurgische en mijnbouwapparatuur
