De CV214 snelheidstransducer is een krachtig trillingsmeetapparaat van VM Sensing Systems, speciaal ontworpen voor laagfrequente trillingsmonitoring. Het is geschikt voor diverse industriële omgevingen en blinkt vooral uit in het monitoren van trillingen op langzaam draaiende machines. De robuuste constructie, het gematigde bedrijfstemperatuurbereik en het zelfgenererende karakter maken het een ideale keuze voor kritische apparatuur zoals waterkracht- en stoomturbines, vooral geschikt voor toepassingen met middelmatige tot lage temperaturen.
Kenmerken en voordelen
1. Brede frequentierespons en hoge gevoeligheid
De CV214 biedt een breed frequentiebereik van 10 Hz tot 1 kHz, waardoor hij bijzonder bedreven is in het opvangen van laagfrequente trillingssignalen. De nominale gevoeligheid bedraagt 20 mV/mm/s (508 mV/in/s), met een tolerantie van ±5% bij 22°C, waardoor nauwkeurige en stabiele trillingsgegevens worden gegarandeerd, zelfs op langzame machines. De frequentieresponsafwijking van de transducer bedraagt slechts ±0,5 dB binnen het bereik van 30–400 Hz en ±1 dB binnen het bereik van 400 Hz–1 kHz, met een punt van -3 dB bij 10 Hz, wat uitstekende lineaire eigenschappen garandeert.
2. Zelfgenererende werking (geen stroom nodig)
Deze transducer werkt volgens het elektromagnetische inductieprincipe en heeft geen externe voeding nodig. Het genereert een spanningsuitgangssignaal dat evenredig is met de trillingssnelheid. Deze functie maakt hem bijzonder geschikt voor draagbare meetsystemen of bewakingstoepassingen op afstand waarbij de beschikbaarheid van stroom beperkt of ongewenst is. De lage uitgangsimpedantie (<700 Ω) zorgt voor een hoge signaal-ruisverhouding en een sterke ruisimmuniteit tijdens de signaaloverdracht.
3. Goede milieuduurzaamheid
De CV214 werkt betrouwbaar bij temperaturen van -29°C tot 121°C (-20°F tot 250°F). Het beschikt over een IP64-beschermingsgraad, waardoor het bestand is tegen het binnendringen van stof en vocht, en is geschikt voor vochtige, corrosieve of stoffige industriële omgevingen. De interne isolatieweerstand is groter dan 10⁷ Ω bij omgevingstemperatuur, wat de elektrische veiligheid en stabiliteit garandeert.
4. Certificeringen voor gevaarlijke gebieden
De transducer is gecertificeerd voor gebruik in potentieel explosieve atmosferen volgens verschillende internationale normen, waaronder Europese ATEX, Noord-Amerikaanse cCSAus, Koreaanse KGS en Russische TR CU. Het is goedgekeurd voor veilig gebruik in gevaarlijke gebieden (bijv. Zone 0/1/2 of Divisie 1). De explosieveilige aanduiding is Ex ia IIC T6…T4 Ga, geschikt voor de overeenkomstige temperatuurklassen in gevaarlijke omgevingen.
5. Robuuste mechanische constructie
De sensorbehuizing is gemaakt van een geanodiseerde Anticorodal 100 aluminiumlegering. De montagevoet is gemaakt van Rylon®, een hoogwaardig thermoplastisch materiaal, en de montageschroef is van roestvrij staal (AISI 304). Deze combinatie zorgt voor algehele duurzaamheid en corrosiebestendigheid. De transducer is bestand tegen schokversnellingen met een piek van 50 g (halve sinusgolf, duur van 1 ms).
6. Flexibele montageopties
De CV214 kan binnen ±100° van de verticale positie worden gemonteerd, waardoor verschillende mechanische indelingen mogelijk zijn. Het aanbevolen montagekoppel is 6 N·m, waardoor een veilige installatie wordt gegarandeerd zonder de apparatuur te beschadigen. De montagebasis is voorzien van een 1/2-20UNF-3A tapgat, dat voldoet aan de standaard montagespecificaties.
7. Geen signaalconditioner vereist
De transducer levert een spanningsuitgangssignaal dat rechtstreeks kan worden aangesloten op de bewakingselektronica, waardoor de noodzaak en de kosten die gepaard gaan met een extra signaalconditioneringsmodule worden geëlimineerd, waardoor de systeemintegratie wordt vereenvoudigd. De signaaloverdracht maakt gebruik van een 2-draads systeem dat is geïsoleerd van de behuizing, wat de veiligheid en betrouwbaarheid vergroot.
8. Lage transversale gevoeligheid
De maximale transversale gevoeligheid bedraagt ±10%, waardoor de transducer primair gevoelig is voor axiale trillingen. Dit vermindert de invloed van de kruisasgevoeligheid op de meetresultaten en verbetert de nauwkeurigheid van de gegevens.
Werkingsprincipe
De CV214 snelheidstransducer werkt op basis van het principe van elektromagnetische inductie. Het kernsensorelement bestaat uit een bewegende spoel en een vaste permanente magneet. Wanneer de transducer op een trillende structuur wordt gemonteerd, zorgt de trilling ervoor dat de spoel beweegt ten opzichte van de magneet. Volgens de elektromagnetische inductiewet van Faraday induceert deze beweging een elektromotorische kracht (spanning) in de spoel, die recht evenredig is met de trillingssnelheid.
Gedetailleerd operationeel mechanisme:
Trillingsoverdracht: Trillingen worden via de montagebasis van het machineoppervlak naar de interne mechanische structuur van de sensor overgebracht.
Beweging van het traagheidssysteem: Het interne traagheidssysteem (inclusief de spoel) beweegt ten opzichte van de behuizing (en de magneet) onder invloed van trillingen. De spoel snijdt de magnetische fluxlijnen door van het vaste magnetische veld dat door de permanente magneet wordt gegenereerd.
EMF-generatie: Het doorsnijden van de magnetische fluxlijnen induceert een elektromotorische kracht (EMF) in de spoel. Volgens de wet van Faraday is de omvang van de EMF evenredig met de snelheid waarmee de spoel de fluxlijnen doorsnijdt, dwz evenredig met de trillingssnelheid.
Signaaluitgang: Het gegenereerde spanningssignaal wordt naar de bewakingsapparatuur verzonden via de aan de zijkant gemonteerde MIL-C-5015 10 SL-4-type militaire standaardconnector en bijpassende kabel. De signaalamplitude komt rechtstreeks overeen met de trillingssnelheid.
Frequentierespons: De mechanische structuur (massa-veer-dempersysteem) van de sensor bepaalt de frequentiekarakteristieken. De eigenfrequentie is ontworpen op 10 Hz ±1 Hz. Binnen een bepaald bereik boven de eigenfrequentie (10 Hz - 1 kHz) volgt het uitgangssignaal lineair de verandering in trillingssnelheid. De typische amplitude-frequentierespons is: -3 dB bij 10 Hz, ±0,5 dB binnen 30–400 Hz en ±1 dB binnen 400 Hz–1 kHz.
Voordelen:
Zelfaangedreven: Vereist geen externe voeding, vereenvoudigt de systeemarchitectuur, elimineert ruis van elektriciteitsleidingen en is ideaal voor gevaarlijke omgevingen of afgelegen locaties.
Hoge betrouwbaarheid: als passief apparaat heeft het minder bewegende delen en elektronische componenten. De eenvoudige structuur is robuust en duurzaam en biedt een lange gemiddelde tijd tussen storingen (MTBF).
Hoge signaal-ruisverhouding: De amplitude van het uitgangssignaal is relatief groot (20 mV/mm/s) en de lage uitgangsimpedantie (<700 Ω) zorgt voor een sterke immuniteit tegen elektromagnetische interferentie, waardoor het geschikt is voor transmissie over lange afstanden.
Stabiele faserespons: Consistente faserespons over de frequentieband is geschikt voor fasegevoelige diagnostische systemen, waardoor nauwkeurige faseanalyse mogelijk wordt.
Directe snelheidsmeting: Trillingssnelheid is een parameter die vaak wordt gebruikt door de Internationale Organisatie voor Standaardisatie (ISO) om de ernst van machinetrillingen te beoordelen. De CV214 voert direct een signaal uit dat proportioneel is aan de snelheid, waardoor de noodzaak voor integratie of differentiatie wordt geëlimineerd en de bijbehorende fouten en faseverschuivingen worden vermeden.
Toepassingen
De CV214 wordt voornamelijk gebruikt in de volgende gebieden:
Hydro-elektrische generatoren: monitoring van trillingen van turbines, generatorlagers en frames, met name geschikt voor de vochtige omgevingen van waterkrachtcentrales.
Stoomturbines: Geschikt voor trillingsmonitoring op kritische componenten zoals midden- en lagedrukbehuizingen en lagerhuizen. Het temperatuurbereik dekt de vereisten van de meeste stoomturbinetoepassingen.
Industriële machines met langzame snelheid: zoals ventilatoren, pompen, compressoren, versnellingsbakken en grote motoren voor routinematige trillingsmonitoring en -bescherming.
Draagbare trillingsmeetsystemen: Geen stroomvereiste maakt eenvoudige tijdelijke installatie en controles ter plaatse mogelijk, waardoor het een ideaal hulpmiddel is voor PdM-ingenieurs (Predictive Maintenance).
Potentieel explosieve atmosferen: Met zijn uitgebreide explosieveilige certificeringen kan het worden gebruikt in gevaarlijke gebieden met brandbare gassen of stof in industrieën zoals olie, gas en chemicaliën.
Bijpassend kabel- en installatieadvies
De CV214 is ontworpen voor gebruik met de speciale ED121-kabelassemblage. Deze kabel heeft een nominale lengte van 15 meter, is voorzien van getwiste en afgeschermde paren (2 x 0,5 mm² gevlochten aders) en heeft een PTFE (polytetrafluorethyleen) buitenmantel, die uitstekende chemische bestendigheid en hoge temperatuureigenschappen biedt. Het bedrijfstemperatuurbereik bedraagt -65°C tot 121°C. De kabel wordt afgesloten met een MIL-C-5015 10SL-4SN-connector, die perfect past bij de connector van de sensor.
In extreem zware industriële omgevingen (bijvoorbeeld met risico op hoge temperaturen, schuren of pletten), wordt aanbevolen om de kabelconstructie verder te beschermen met een flexibele metalen kabelgoot (flexibele mantel) voor mechanische bescherming.
Zorg er tijdens de installatie voor dat het montageoppervlak van de sensor schoon en vlak is om een optimale frequentierespons en meetnauwkeurigheid te bereiken. Draai de montageschroef vast met het aanbevolen koppel van 6 N·m om voldoende stijfheid van de montage te garanderen, en vermijd te vast aandraaien, waardoor de sensor of de schroefdraad van de apparatuur beschadigd zou kunnen raken.
Samenvatting van de belangrijkste specificaties
Werkingsprincipe: elektromagnetische inductie met bewegende spoel
Gevoeligheid: 20 mV/mm/s (508 mV/in/s) ±5% (@100 Hz, 22°C)
Frequentiebereik: 10 Hz – 1 kHz (-3 dB bij 10 Hz)
Resonantiefrequentie: 10 Hz ±1 Hz
Transversale gevoeligheid: Max. ±10%
Uitgangsimpedantie: <700 Ω
Bedrijfstemperatuur: -29°C tot 121°C (-20°F tot 250°F)
Opslagtemperatuur: -40°C tot 100°C (-40°F tot 212°F)
Beschermingsgraad: IP64 (IEC 60529)
Schokbestendigheid: piek van 50 g (halve sinusgolf, duur van 1 ms)
Connector: MIL-C-5015 10 SL-4 (aan de zijkant gemonteerd)
Montagekoppel: 6 N·m
Gewicht: ongeveer. 0,4 kg
Explosieveilige certificeringen: ATEX, cCSAus, KGS, TR CU (zie Specificaties voor meer details)
