IQS450 204-450-000-001-A1-B21-H10-I0 Signaalconditioner

De IQS450 204-450-000-001-A1-B21-H10-I0 is een zeer nauwkeurig en betrouwbaar contactloos wervelstroomverplaatsingsmeetsysteem geïntroduceerd door Vibro-Meter SA. Dit systeem is speciaal ontworpen voor continue online monitoring en bescherming van kritische parameters zoals astrilling, axiale verplaatsing, excentriciteit en snelheid (Keyphasor) in roterende machines die in zware industriële omgevingen werken. Als belangrijke sensorcomponent voor industrieel voorspellend onderhoud en machinegezondheidsbeheer zijn de metingen ervan rechtstreeks gerelateerd aan de veiligheid van apparatuur en de productiecontinuïteit.

Gebaseerd op het klassieke wervelstroomprincipe, bestaat de systeemkern uit een contactloze transducer uit de TQ 402- of TQ 412-serie, gecombineerd met een IQS 450-signaalconditioner, in de fabriek gekalibreerd als een eenheid om uitzonderlijke meetnauwkeurigheid en uitwisselbaarheid van componenten te garanderen. De 'H10'-code in het modelnummer geeft een systeemconfiguratie aan met een totale kabellengte van 10 meter. Dit is geschikt voor toepassingen waarbij het montagepunt van de transducer ver verwijderd is van de bewakingskast of aansluitdoos, waardoor lay-outflexibiliteit wordt geboden voor het bewaken van grote eenheden zoals stoomturbines van elektriciteitscentrales en grote compressortreinen.

Het ontwerp voldoet strikt aan de internationale normen voor machinebescherming (bijvoorbeeld API 670) en biedt meerdere configuratieopties voor verschillende omgevingsvereisten. Het systeem voert een spanningssignaal uit dat lineair proportioneel is aan de gemeten kloof, met een brede frequentierespons, een lage temperatuurdrift en een sterk anti-interferentievermogen. Het is een ideale keuze voor het waarborgen van de veilige en stabiele werking van kritieke bedrijfsmiddelen zoals turbomachines, apparatuur voor energieopwekking en grote pompen en ventilatoren.

Kernwaarde en kenmerken:

• Betrouwbare foutvoorspelling: meet nauwkeurig de relatieve astrillingen en positieveranderingen, waardoor een diagnostische basis wordt geboden voor vroege fouten zoals onbalans, verkeerde uitlijning, wrijving en lagerslijtage.

• Aanpassingsvermogen aan zware omgevingen: De transducer kan stabiel werken in omgevingen met hoge temperaturen van -40°C tot +180°C. Het totale systeem is robuust ontworpen en bestand tegen olie, vuil en corrosie.

• Signaalgetrouwheid over lange afstanden: De systeemlengte (H10) van 10 meter, gecombineerd met hoogwaardige coaxkabels en geoptimaliseerde signaalconditionering, zorgt voor signaalintegriteit over lange transmissieafstanden.

• Vereenvoudigde engineering en onderhoud: Componenten zijn volledig uitwisselbaar zonder dat herkalibratie ter plaatse nodig is, waardoor de voorraad reserveonderdelen en de uitvaltijd voor reparaties aanzienlijk worden verminderd.

• Flexibele systeemintegratie: standaard spanningsuitgang kan rechtstreeks worden aangesloten op DCS, PLC of speciale trillingsbewakingssystemen, waardoor wordt voldaan aan verschillende behoeften op het gebied van automatisering, besturing en bescherming.

2. Kort systeemwerkingsprincipe

Het systeem werkt op basis van het wervelstroomeffect bij elektromagnetische inductie. De hoogfrequente oscillator in de IQS 450-signaalconditioner brengt een constante hoogfrequente stroom via de coaxkabel naar de spoel in de punt van de TQ 402/412-transducer, waardoor een hoogfrequent wisselend magnetisch veld rond de spoel wordt gegenereerd.

Wanneer dit veld een geleidend metalen doel nadert (bijvoorbeeld een roterend asoppervlak), worden wervelstromen geïnduceerd in de oppervlaktelaag van het doel. Deze wervelstromen genereren een nieuw magnetisch veld dat tegengesteld is aan het oorspronkelijke veld, waardoor het veld van de transducerspoel wordt verzwakt en een verandering in de effectieve impedantie van de spoel wordt veroorzaakt. Deze impedantieverandering is een functie van de afstand (opening) tussen de transducertip en het doeloppervlak.

Het precisiecircuit in de IQS 450 detecteert en demoduleert deze impedantieverandering en zet deze om in een gelijkspanningssignaal (optie B21) dat zeer lineair is met de opening. De uitgangsspanning wordt negatiever naarmate de opening groter wordt (bijv. -2V vertegenwoordigt een kleine opening, -18V een grote opening). Dit spanningssignaal bevat een statische DC-component (gemiddelde kloof) en een dynamische AC-component (trilling) van de doelpositie, en kan rechtstreeks worden verkregen, geanalyseerd en verwerkt door backend-monitoringapparatuur.

Het systeem beschikt over temperatuurcompensatie, waardoor veranderingen in de weerstand van de transducerspoel en de kabelkarakteristieken veroorzaakt door variaties in de omgevingstemperatuur effectief worden onderdrukt, waardoor meetstabiliteit op lange termijn wordt gegarandeerd.

3. Typische toepassingsscenario's

Dit systeem met een kabellengte van 10 meter is bijzonder geschikt voor middelgrote tot grote roterende apparatuur met verspreide meetpunten en lange bedradingsafstanden:

1. Energieopwekkingsindustrie:

• Stoom-/gasturbines: monitoring van astrillingen (X/Y-richting), axiale positie en excentriciteit van HP/IP/LP-behuizingen en lagers.

• Generatoren: monitoring van lagertrillingen. (Voor asspanningsbewaking met aardingsborstels is een speciale toepassing vereist.)

• Hydraulische turbines: monitoring van de zwenk- en bladspeling.

2. Olie, gas en petrochemie:

• Centrifugaal-/axiale compressoren: monitoring van trillingen en axiale positie van verschillende traplagers om pieken en slijtage te voorkomen.

• Grote pomptreinen: monitoring van de trillingsstatus van transferpompen, voedingswaterpompen.

• Door gasturbines aangedreven apparatuur: toepassingen in pijpleidingcompressiestations en LNG-installaties.

3. Zware industrie en productie:

• Hogesnelheidsmotoren, versnellingsbakken: conditiebewaking en foutdiagnose.

• Staalindustrie: Trillingsmonitoring voor grote ventilatoren, ontstoffingsventilatoren.

• Papierindustrie: Controle van rollagers.

4. Marine Propulsion: Trillingsmonitoring voor hoofdturbinesets en reductietandwielkasten.

4. Belangrijkste punten voor installatie, configuratie en inbedrijfstelling (voor H10-systeem)

1. Installatieplanningsfase:

• Planning van kabelroutering: Plan vooraf een redelijk pad voor de kabel van 10 meter om overmatig overtollig oprollen te voorkomen. Zorg voor voldoende speling voor thermische uitzetting en trillingen van de apparatuur, maar zet deze netjes vast.

• Bescherming tegen elektromagnetische interferentie (EMI): Lange kabels zijn gevoeliger voor het optreden als antennes die interferentie oppikken. Zorg ervoor dat signaalkabels in aparte kabelgoten/kanalen worden geleid van sterke interferentiebronnen zoals stroomkabels en VFD-voedingskabels, met een minimale parallelle afstand van >30 cm. Voor extra afscherming wordt het gebruik van geaarde metalen leidingen of kabelgoten aanbevolen.

• Connectorbescherming: Gebruik krimpkousen om het losraken van de connectoren tussen de transducer en de verlengkabel, en tussen de verlengkabel en de conditioner, af te dichten en te voorkomen, vooral in omgevingen met trillingen of mogelijke condensatie.

2. Mechanische installatie van de transducer:

• Houd u strikt aan de installatiebeperkingen: Lees en volg zorgvuldig alle diagrammen en tabellen in sectie 2.2 van de installatiehandleiding (bijv. vrije ruimte, afstand, vereisten voor asdiameter). Dit is van fundamenteel belang voor het bereiken van de nominale prestaties van het systeem.

• Initiële afstandsinstelling: Stel de opening mechanisch in met behulp van voelermaten terwijl de machine stilstaat.
  * Voor trillingsmetingen: Het wordt aanbevolen om de initiële opening in het midden van het lineaire bereik (~1,15 mm) in te stellen, wat overeenkomt met een uitgangssignaal van ~ -9,6V, waardoor er voldoende marge is voor bidirectionele trillingen.
  * Voor axiale positiebewaking: Ingesteld nabij het ene uiteinde van het lineaire bereik (dichtbij of veraf) op basis van de verwachte bewegingsrichting.

• Voorbereiding van het doelgebied: Het oppervlak van de doelschacht moet glad, schoon en van uniform materiaal zijn. Vermijd plaatselijke krassen, corrosie of coatings, die 'elektrische slingering' kunnen veroorzaken en het trillingssignaal kunnen verstoren.

3. Kabelbevestiging:

• Anti-vibratie bevestiging: Binnen en buiten de machine moeten kabels stevig worden bevestigd aan stijve constructies met behulp van kabelklemmen of kabelbinders met een tussenruimte van 100-200 mm. Dit is cruciaal voor een kabel van 10 meter om valse signalen door kabeltrillingen te voorkomen.

• Minimale buigradius: Zorg voor vloeiende bochten met een straal van maar liefst 20 mm over het gehele kabeltraject.

4. Controle elektrische aansluiting en opstarten:

• Voeding en aarding: Zorg voor een stabiele -24VDC-voeding voor de IQS 450. Zorg ervoor dat de systeemafscherming op één punt aan de kant van het monitoringsysteem is geaard om te voorkomen dat aardlussen ruis veroorzaken.

• Opstartverificatie: Schakel het apparaat in nadat de verbinding is gemaakt. Terwijl het doel stilstaat, meet u de uitgangsspanning van de IQS 450. Deze spanning moet tussen -1,6V en -17,6V liggen en ongeveer overeenkomen met de mechanisch ingestelde initiële opening (kan worden geschat met behulp van de kalibratiecurve voor VCL 140-staal). Als de spanning dichtbij de negatieve voedingsrail of nul ligt, controleer dan de aansluitingen, de voeding en de toestand van de transducer.

5. Optionele elektrische fijnafstelling:
Na mechanische installatie en basisverificatie kan fijnkalibratie worden uitgevoerd om de beste karakteristieke curve voor die specifieke installatie te verkrijgen:

• Gebruik niet-geleidende voelermaten (bijvoorbeeld fenol) of een standaard kalibratiedoel om de opening te wijzigen in verschillende bekende waarden rond de initiële opening.

• Noteer voor elke opening de overeenkomstige uitgangsspanning van de IQS 450.

• Teken de curve 'gap vs. spanning' om de systeemgevoeligheid en lineariteit voor deze daadwerkelijke installatie te verifiëren.

5. Ondersteunende accessoires en selectiegids (gebaseerd op bijgevoegde documenten)

• Verlengkabel (EA 402): Wordt gebruikt wanneer de integrale kabellengte van de transducer onvoldoende is. De totale lengte van 10 meter voor dit systeem kan al worden bereikt door een lange integrale kabel of een combinatie van integrale + verlengkabels.

• Sondemontageadapter (PA 151/152/153): Wordt gebruikt om de transducer buiten de machinebehuizing te monteren, waardoor de opening van buitenaf kan worden aangepast voor eenvoudiger onderhoud.

• Kabeldoorvoer (SG 102): Wordt gebruikt om de afdichting van de behuizing te behouden (beschermingsgraad IP 68) wanneer de transducerkabel door een drukromp van de machine of een explosieveilige behuizing gaat.

• Aansluitdoos (JB 118): Wordt gebruikt om het verbindingspunt tussen de transducerkabel en de verlengkabel te beschermen in zware omstandigheden.

• Industriële behuizing (ABA 15x): Wordt gebruikt voor veldmontage en bescherming van de IQS 450-signaalversterker en biedt IP 66-bescherming.

• Montageadapter (MA 130): Wordt gebruikt voor eenvoudige montage van de signaalversterker IQS 450 op een standaard DIN-rail.

• Veiligheidsbarrière/isolator (GSV 14x / GSI 124): Wanneer het gehele systeem of een deel ervan in een potentieel explosieve atmosfeer (gevaarlijk gebied) moet worden geïnstalleerd, moeten overeenkomstige gecertificeerde explosieveilige versiecomponenten (A2/A3) worden geselecteerd en moeten gecertificeerde veiligheidsbarrières (bijv. GSV 14x voor spanningsuitgang, GSI 124 voor stroomuitgang) worden geïnstalleerd tussen de veilige en gevaarlijke gebieden om de energie in het gevaarlijke gebied te beperken. Dit A1-model is standaard en niet geschikt voor explosiegevaarlijke omgevingen.

6. Belangrijke opmerkingen en onderhoudsaanbevelingen

• Wijzig nooit kabels: Knip of splits transducer- of verlengkabels absoluut niet ter plaatse. Dit vernietigt de systeemkalibratie en impedantiematching, wat leidt tot ernstige verslechtering van de prestaties of storingen.

• Hanteren van connectoren: Draai de connectoren alleen met de hand vast. Te vast aandraaien kan de schroefdraad en interne pinnen beschadigen.

• Regelmatige inspectie: Controleer tijdens routine-inspecties of de transducer los zit, of de kabelmantel slijtage, insnijdingen of veroudering door hoge temperaturen vertoont en of de connectoren goed vastzitten.

• Probleemoplossing: Als de systeemuitvoer abnormaal is (bijvoorbeeld geen uitvoer, verzadigde uitvoer, overmatige ruis), controleer dan eerst de voeding, kabelaansluitingen en aarding en controleer vervolgens op vervuiling op het transduceroppervlak of veranderingen in de toestand van het doeloppervlak.

• Opslag en transport: Bewaar transducers in een droge omgeving. Tijdens transport wordt aanbevolen om een ​​beschermende plastic dop over de transducertip te plaatsen om stoten te voorkomen.