De TQ912 is een krachtige, omgekeerd gemonteerde wervelstroom-naderingssensor uit de VM-productlijn. Het dient als een van de kerncomponenten van de wervelstroom-nabijheidsmeetketens van de TQ9xx-serie, ontworpen voor contactloze meting van relatieve verplaatsing, trillingen en axiale positie van roterende machines in veeleisende industriële omgevingen. De TQ912 vormt samen met de bijpassende EA90x-verlengkabel en IQS900-signaalversterker een complete, gekalibreerde meetketen. Het wordt veel gebruikt in conditiebewakings- en veiligheidsbeschermingssystemen voor grote roterende apparatuur zoals stoomturbines, gasturbines, hydraulische turbines, generatoren, turbocompressoren en pompen.
Het kernmeetprincipe en de belangrijkste prestatieparameters van de TQ912 zijn in wezen hetzelfde als die van de TQ902. Hun kritische onderscheid ligt in de mechanische montagestijl: de TQ912 is speciaal ontworpen voor omgekeerde montagetoepassingen. Dit betekent dat de kabel van de sensor uit de achterkant van de montagemoer komt, in plaats van vanaf de zijkant, zoals bij de standaardmontage (TQ902). Dit ontwerp biedt meer flexibiliteit en gemak bij het routeren en installeren op montagepunten met beperkte ruimte of specifieke mechanische constructies.
Deze sensor werkt op basis van het wervelstroomprincipe en is een ideale keuze voor kritische machinebescherming en toepassingen voor voorspellend onderhoud. Hij staat bekend om zijn hoge betrouwbaarheid, hoge nauwkeurigheid, uitzonderlijke milieubestendigheid en uitgebreide veiligheidscertificeringen (inclusief explosieveilige en functionele veiligheidscertificeringen).
Werkingsprincipe
De werking van de TQ912-sensor is gebaseerd op het Eddy-Current-principe, een contactloze elektromagnetische inductiemeettechniek. Het kernwerkproces kan in de volgende stappen worden onderverdeeld:
Hoogfrequente excitatiesignaalgeneratie:
de TQ912-sensor zelf is een passief apparaat; de operationele energie wordt geleverd door de bijpassende IQS900-signaalversterker. Een hoogfrequente oscillator in de IQS900 genereert een hoogfrequente (typisch MHz-bereik) wisselstroom, die via de verbindingskabel aan de TQ912-sensor wordt geleverd.
Elektromagnetische veldopwekking en wervelstroomeffect:
De kop van de TQ912-sensor bevat een nauwkeurig gewikkelde inductiespoel. Wanneer de hoogfrequente stroom door deze spoel vloeit, genereert deze een hoogfrequent elektromagnetisch wisselveld rond de voorkant, dwz de sensortip (gemaakt van hoogwaardig technisch thermoplastisch PPS - polyfenyleensulfide).
Wanneer dit elektromagnetische veld inwerkt op het oppervlak van een geleidend metalen doel (meestal de as of askraag van roterende machines), worden volgens de wet van Faraday van elektromagnetische inductie gesloten-lusstromen, wervelstromen genoemd, geïnduceerd in de oppervlaktelaag van het doel.
Impedantieverandering en afstandsdetectie:
Deze geïnduceerde wervelstromen genereren zelf een secundair magnetisch veld dat tegengesteld is aan het oorspronkelijke veld van de sensorspoel, waardoor de energie van het oorspronkelijke veld wordt tegengegaan (verzwakt).
Deze interactie veroorzaakt een verandering in de effectieve impedantie van de sensorspoel. De afstand (opening) tussen de sensortip en het doeloppervlak bepaalt rechtstreeks de sterkte van deze interactie: hoe dichter de afstand, hoe sterker het wervelstroomeffect en hoe groter de verandering in de spoelimpedantie; hoe verder de afstand, hoe zwakker het effect en hoe kleiner de impedantieverandering.
Daarom bestaat er een definitieve functionele relatie tussen de verandering in de impedantie van de spoel en de luchtspleetafstand tussen de sensor en het doel.
Signaaldemodulatie en -uitvoer:
De verandering in de impedantie van de spoel wordt gedetecteerd door het demodulatiecircuit dat is geïntegreerd in de IQS900-signaalconditioner.
De signaalconditioner verwerkt en converteert deze complexe impedantievariatie, waardoor uiteindelijk een analoog signaal (spanning of stroom) wordt afgegeven dat precies evenredig is aan de spleetafstand.
Dit uitgangssignaal bestaat doorgaans uit twee componenten:
Een dynamische wisselstroomcomponent (AC): komt overeen met de snelle trillingsverplaatsing van de as ten opzichte van de sensor.
Een quasi-statische gelijkstroomcomponent (DC): komt overeen met de gemiddelde opening (positie) tussen de sensor en de as.
Samenvattend zet de TQ912 veranderingen in de fysieke afstand om in elektrische parameterveranderingen van de spoel via elektromagnetische inductie, die vervolgens door de signaalconditioner worden omgezet in gestandaardiseerde elektrische signalen, waardoor nauwkeurige contactloze verplaatsingsmetingen mogelijk zijn.
Kernfuncties en kenmerken
Als kern van een hoogwaardige meetketen beschikt de TQ912-sensor over de volgende uitstekende functies en kenmerken:
Reverse-Mount Design:
Dit is het meest onderscheidende kenmerk van de TQ912. De kabel komt uit de achterkant van het sensorlichaam (zijde van de montagemoer), en niet aan de zijkant, zoals bij het standaardtype. Dit ontwerp maakt hem bijzonder geschikt voor:
Toepassingen waarbij de ruimte achter het montagegat voldoende is, maar de zijdelingse ruimte beperkt is.
Toepassingen waarbij de kabel verborgen moet worden in een montagehuls of mechanische structuur voor betere bescherming of een nettere kabelgeleiding.
Speciaal ontworpen sensormontageadapters.
Contactloze, uiterst nauwkeurige meting:
Gebaseerd op het wervelstroomprincipe, vereist het geen fysiek contact met het doel, waardoor slijtage en belastingseffecten worden vermeden en de dynamische trillingen en positie-informatie van snel roterende assen nauwkeurig worden gereproduceerd.
Biedt een lineair meetbereik van 2 mm of 4 mm (afhankelijk van de signaalconditioneroptie), met uitstekende lineariteit en gevoeligheid (bijv. 8 mV/μm of 4 mV/μm).
Brede frequentierespons:
De algehele frequentierespons van de meetketen kan DC tot 20 kHz (~3 dB) bereiken en is in staat om alles nauwkeurig vast te leggen, van zeer langzame axiale bewegingen tot trillingen van hogesnelheidsrotoren die met tienduizenden RPM draaien, wat voldoet aan de vereisten van API 670 5e editie voor trillingsmonitoringsystemen.
Uitzonderlijk aanpassingsvermogen aan de omgeving:
Groot temperatuurbereik: De sensorbehuizing kan continu werken bij omgevingstemperaturen van -40°C tot +180°C en is bestand tegen kortstondige blootstelling aan temperaturen tot 220°C.
Robuuste constructie: het sensorlichaam is vervaardigd uit roestvrij staal (AISI 316L) en de sensorspoel van de kop is ingekapseld in PPS-materiaal, wat een uitstekende chemische bestendigheid en mechanische sterkte biedt.
Hoge beschermingsgraad: De sensorkop (sonde en geïntegreerde kabel) heeft een beschermingsgraad van IP68, bestand tegen binnendringend stof en langdurige onderdompeling in water.
Trillings- en schokbestendigheid: Bestand tegen trillingen van 5 g piek (10 tot 500 Hz) en schokken van 15 g piek (halve sinusgolf, duur 11 ms).
Uitgebreide certificering voor gevaarlijke gebieden (optioneel):
Er is een optionele A5 (Ex)-versie beschikbaar, waarmee verschillende internationale explosieveilige certificeringen worden verkregen die geschikt zijn voor gebruik in gevaarlijke gebieden (potentieel explosieve atmosferen).
Certificeringen bestrijken meerdere regio's en normen, waaronder Europa (ATEX), internationaal (IECEx), Noord-Amerika (cCSAus/UL), VK (UKEX), Zuid-Korea (KGS), Kazachstan (EAEU), enz. (bijv. Ex ec, Ex ia voor gas- en stofomgevingen).
In explosieveilige toepassingen wordt de sensor beschouwd als een 'eenvoudig apparaat' en moet deze worden gebruikt met EA90x-kabels en IQS900-signaalconditioners die ook over de bijbehorende explosieveilige certificeringen beschikken.
Uitwisselbaarheid van componenten en systeemintegratie:
De TQ912, de EA902-verlengkabel en de IQS900-signaalversterker vormen een vooraf gekalibreerde meetketen. Elk onderdeel binnen de keten is uitwisselbaar zonder dat herkalibratie nodig is, waardoor het beheer van reserveonderdelen en onderhoud ter plaatse aanzienlijk wordt vereenvoudigd.
Volledig compatibel met de VM600™/VM600 en VibroSmart® machineconditiebewakingssystemen van Parker Meggitt; het uitgangssignaal kan direct worden aangesloten.
De vorm, pasvorm en functie zijn gelijk aan die van de klassieke sensoren uit de TQ4xx-serie en dienen als directe upgrade-vervanging, waardoor upgrades voor bestaande systemen worden vergemakkelijkt.
Ondersteuning voor functionele veiligheidstoepassingen:
In combinatie met een IQS900 signaalconditioner met diagnostiek (besteloptie C2), is de gehele meetketen SIL 2 (IEC 61508) en Cat 1 PL c (ISO 13849) 'by design'.
Dit maakt het gebruik van de TQ912 mogelijk in veiligheidsgerelateerde systemen, zoals snelheidsmeetketens in Overspeed Detection Systems (ODS), waardoor zeer betrouwbare input wordt geboden voor kritische besturingsfuncties.
Flexibele configuratieopties:
Specificaties voor meerdere schroefdraad: Biedt zowel metrische (bijv. M10x1, M14x1.5, M16x1.5) als imperiale (bijv. 3/8'-24UNF, 1/2'-20UNF, 5/8'-18UNF) schroefdraadopties om zich aan te passen aan verschillende mechanische ontwerpnormen wereldwijd.
Meerdere kabellengtes: De integrale kabel van de sensor is verkrijgbaar in verschillende standaardlengtes van 0,5 meter tot 10 meter. Het kan worden gecombineerd met verschillende lengtes EA902-verlengkabels om een totale systeemlengte (TSL) van 1 m, 5 m of 10 m te bereiken.
Optionele beschermingskits: Biedt een flexibele roestvrijstalen slang met een FEP-mantel (gefluoreerd ethyleenpropyleen) voor een afgedichte, chemicaliënbestendige en mechanische schadebescherming voor de kabel. Ook optioneel is de IP172-verbindingsbeschermer om mechanische en omgevingsbescherming te bieden voor het verbindingspunt tussen de sensor en de verlengkabel.
