CE311 444-311-000-022 Akcelerometr piezoelektryczny

CE311 444-311-000-022 to wysokowydajny akcelerometr piezoelektryczny ze zintegrowaną elektroniką ze znanej linii produktów wibrometrów® firmy Meggitt, zaprojektowany specjalnie do monitorowania drgań w przemyśle, gdzie niezbędna jest solidność, długoterminowa niezawodność, uproszczona instalacja i umiarkowany zasięg kabla. Ta standardowa wersja w wersji innej niż Ex charakteryzuje się czułością 50 μA/g i jest dostarczana z fabrycznie zamontowanym zintegrowanym kablem o długości 6 metrów, chronionym elastycznym, szczelnym wężem ze stali nierdzewnej. Ta gotowa do montażu konfiguracja eliminuje potrzebę stosowania oddzielnego złącza na końcu czujnika, zapewniając ciągłe, hermetyczne połączenie, które idealnie nadaje się do stałych instalacji w trudnych warunkach, gdzie krytyczna jest ochrona przed płynami chłodzącymi, smarami, wodą, parą i innymi zanieczyszczeniami. Kabel o długości 6 metrów zapewnia dodatkową elastyczność instalacji w porównaniu z wersją 3-metrową, umożliwiając montaż czujnika w większej odległości od elektroniki monitorującej przy jednoczesnym zachowaniu integralności sygnału. Czujnik dostarcza sygnał wyjściowy z modulacją prądu, proporcjonalny do przyspieszenia, z charakterystyką częstotliwościową od 2 Hz do 8 kHz, dzięki czemu nadaje się do stosowania w szerokiej gamie maszyn wirujących i tłokowych, od wolnoobrotowych pomp po szybkie skrzynie biegów i turbiny.

CE311 444-311-000-022 to zgodny ze standardami branżowymi czujnik typu IEPE z wyjściem prądowym, który wymaga zasilania prądem stałym (5 do 8 mA) i działa w zakresie napięcia od 15 do 28 VDC. Zapewnia modulowany prądowo sygnał wyjściowy o niskiej impedancji, który jest w dużej mierze niewrażliwy na pojemność kabla i zakłócenia elektromagnetyczne, umożliwiając transmisję sygnału na duże odległości bez degradacji. Zintegrowana elektronika posiada wewnętrzne ekranowanie i jest izolowana galwanicznie od obudowy czujnika, co zapewnia wyjątkową odporność na zakłócenia, zmniejszone zakłócenia pętli masy i stabilną pracę przy napięciu polaryzacji. Kabel o długości 6 metrów zwiększa minimalną pojemność (200 pF/m między biegunami, 400 pF/m między biegunami) i mieści się w zakresie możliwości transmisji w pętli prądowej, dzięki czemu nadaje się do instalacji, w których monitor znajduje się w niewielkiej odległości.

Czujnik jest umieszczony w hermetycznej obudowie ze stali nierdzewnej (1.4441), a zintegrowany kabel jest chroniony wężem ze stali nierdzewnej (1.4541). Czujnik i rurka ochronna są ze sobą hermetycznie zespawane, tworząc szczelny zespół, który jest odporny na 100% wilgotność względną, wodę, parę, olej, atmosferę zawierającą sól morską, kurz, grzyby i piasek. Ta wytrzymała konstrukcja zapewnia dziesięciolecia niezawodnej pracy w najtrudniejszych warunkach przemysłowych, w tym w instalacjach morskich, chemicznych i zewnętrznych.

Charakterystyka częstotliwościowa –3 dB przy 2 Hz, ≤±5% od 6 Hz do 5 kHz i ≤±10% od 5 kHz do 8 kHz, nominalna częstotliwość rezonansowa 20 kHz i zakres dynamiczny od 0,004 g do 40 g szczytowej, CE311 444-311-000-022 wychwytuje drgania strukturalne o niskiej częstotliwości i wysokie częstotliwości podpisy gearmesh z dobrą wiernością. Zakres temperatur od –40°C do 125°C w połączeniu z doskonałą stabilnością temperatury (±5% w pełnym zakresie) zapewnia niezawodną pracę w różnorodnych środowiskach procesów przemysłowych. Niski poziom szumów czujnika i wyjątkowa odporność elektromagnetyczna sprawiają, że idealnie nadaje się do precyzyjnego monitorowania stanu i programów konserwacji predykcyjnej.

To wprowadzenie do produktu zawiera kompleksowy opis CE311 444-311-000-022, w tym najważniejsze funkcje, zastosowania, szczegółowe specyfikacje techniczne w formie tabelarycznej, wytyczne dotyczące instalacji, informacje dotyczące zamawiania i dostępne akcesoria. Wszystkie informacje pochodzą z oficjalnego arkusza danych Meggitt (stara wersja CE311) i odzwierciedlają zaangażowanie firmy w doskonałość inżynieryjną i obsługę klienta.

Kluczowe funkcje i zalety

Zintegrowany kabel z rurką ochronną ze stali nierdzewnej – długość 6 metrów – Fabrycznie zamontowany 6-metrowy kabel (ekranowany skrętką) z elastycznym, szczelnym wężem ze stali nierdzewnej zapewnia wyjątkową ochronę mechaniczną, odporność chemiczną i trwałość. Uszczelniona konstrukcja bez złączy eliminuje potencjalne punkty awarii w interfejsie czujnika, zapewniając długoterminową integralność sygnału w trudnych warunkach. Długość 6 metrów zapewnia większą elastyczność instalacji niż krótsze wersje, umożliwiając umieszczenie czujnika dalej od puszki przyłączeniowej lub monitora bez konieczności stosowania przedłużaczy.

Wysoka czułość i szeroki zakres dynamiki – przy czułości 50 μA/g ±5% i zakresie dynamiki od 0,004 g do 40 g szczytowej, czujnik rejestruje szerokie spektrum amplitud wibracji, od delikatnego zużycia łożysk po umiarkowane zdarzenia niewyważenia, bez nasycenia.

Rozszerzona charakterystyka częstotliwościowa – czujnik oferuje punkt –3 dB przy 2 Hz, płaską charakterystykę ±5% od 6 Hz do 5 kHz i ±10% od 5 kHz do 8 kHz, obejmując ruchy strukturalne o niskiej częstotliwości oraz częstotliwości zazębienia przekładni i łopatek o wysokiej częstotliwości.

Niski poziom hałasu i wysoka rozdzielczość – Szczątkowy szum elektryczny jest bardzo niski, co zapewnia wyraźne wykrywanie wibracji o niskim poziomie. Wewnętrzne ekranowanie i izolowana elektronika dodatkowo tłumią zakłócenia elektromagnetyczne, co jest szczególnie ważne w przypadku dłuższych kabli.

Zintegrowana elektronika (IEPE) – Wbudowany konwerter ładowania na prąd eliminuje potrzebę stosowania zewnętrznego wzmacniacza ładowania. Interfejs 2-przewodowy przenosi zarówno zasilanie, jak i sygnał, upraszczając okablowanie i zmniejszając koszty systemu. Czujnik pracuje przy stałym prądzie od 5 do 8 mA i napięciu zasilania od 15 do 28 VDC.

Obudowa izolowana od masy z osłoną wewnętrzną – Obudowa czujnika jest elektrycznie odizolowana od masy sygnału, co zapobiega powstawaniu pętli uziemienia. Wewnętrzny ekran dodatkowo poprawia tłumienie szumów, zapewniając czystą transmisję sygnału nawet po zamontowaniu na uziemionych konstrukcjach metalowych.

Wytrzymała, hermetycznie spawana konstrukcja — hermetycznie spawana obudowa ze stali nierdzewnej i rura ochronna zapewniają ochronę IP przed kurzem, wodą i szeroką gamą zanieczyszczeń przemysłowych. Szczelny zespół jest w 100% odporny na wilgoć względną, wodę, parę wodną, ​​olej, sól morską, kurz, grzyby i piasek, co zapewnia długoterminową niezawodność.

Szeroki zakres temperatur roboczych – CE311 444-311-000-022 pracuje w sposób ciągły w zakresie od –40°C do 125°C, z odchyleniem czułości temperaturowej wynoszącym ±5% w całym zakresie, dzięki czemu nadaje się do zastosowań od zimnych środowisk zewnętrznych po gorące obszary procesowe.

Wysoka tolerancja na wstrząsy – przy granicy udarów wynoszącej 500 g (półsinus, 1 ms) czujnik wytrzymuje poważne mechaniczne stany przejściowe bez uszkodzeń, zapewniając trwałość w wymagających środowiskach maszynowych.

Niska czułość na odkształcenia podstawowe – podstawowa czułość na odkształcenia wynosi typowo tylko 0,0015 g/με, co minimalizuje błędy pomiaru spowodowane deformacją powierzchni montażowej.

Łatwa instalacja – Zintegrowany kabel jest zakończony wolnymi końcówkami (oznaczonymi kolorami), co umożliwia bezpośrednie podłączenie do listew zaciskowych lub skrzynek przyłączeniowych. Czujnik montowany jest za pomocą czterech śrub M6 z zalecanym momentem obrotowym 15 N·m, co zapewnia bezpieczne mocowanie.

Kalibracja fabryczna – każde urządzenie jest kalibrowane dynamicznie w fabryce przy 120 Hz i wartości szczytowej 5 g; przy normalnym użytkowaniu nie jest wymagana żadna późniejsza kalibracja, co zmniejsza koszty konserwacji.

Oznaczenie CE, EAC i zgodność z RoHS – czujnik spełnia wymagania Unii Europejskiej w zakresie kompatybilności elektromagnetycznej, bezpieczeństwa elektrycznego i RoHS, a także standardy Euroazjatyckiej Unii Celnej, zapewniając globalną akceptację.

Aplikacje

CE311 444-311-000-022 idealnie nadaje się do szerokiej gamy przemysłowych zastosowań monitorowania wibracji w obszarach innych niż niebezpieczne, gdzie 6-metrowy kabel zapewnia użyteczny zasięg, w tym:

• Pompy i sprężarki – Ciągłe monitorowanie maszyn odśrodkowych, tłokowych i osiowych pod kątem niewyważenia, kawitacji, zużycia łożysk i wykrywania przepięć, zwłaszcza gdy czujnik jest zamontowany na maszynie, a skrzynka przyłączeniowa znajduje się w umiarkowanej odległości.

• Wentylatory i dmuchawy — monitorowanie stanu systemów HVAC, wież chłodniczych i wentylatorów wentylacji procesowej zlokalizowanych na wysokościach lub w odległych obszarach, gdzie 6-metrowy kabel umożliwia elastyczne prowadzenie.

• Silniki i generatory — analiza drgań silników elektrycznych, generatorów diesla i turbozespołów w celu wykrycia niewyważenia wirnika, niewspółosiowości i uszkodzeń łożysk, przy czym monitor znajduje się z dala od maszyny ze względu na ograniczenia przestrzenne lub związane z bezpieczeństwem.

• Przekładnie i napędy zębate – Pomiar wysokiej częstotliwości do wykrywania usterek zazębień i łożysk w przemysłowych skrzyniach biegów, gdzie czujnik może być zamontowany w ograniczonej przestrzeni, a kabel poprowadzony do dogodnego punktu końcowego.

• Turbiny (gazowe, parowe, wodne) – monitorowanie drgań obudowy łożyska i obudowy w zastosowaniach związanych z wytwarzaniem energii i napędami mechanicznymi, często wymagających dłuższych przebiegów kabli od cokołu turbiny do panelu sterowania.

• Obrabiarki i wrzeciona – monitorowanie wibracji wrzecion szybkoobrotowych i sprzętu CNC na potrzeby konserwacji predykcyjnej, gdzie czujnik jest zamontowany na głowicy narzędzia, a elektronika jest umieszczona w szafce.

• Testy i pomiary – Instalacje stałe lub tymczasowe do sprawdzania wydajności, analizy modalnej i rozwiązywania problemów, gdzie wymagana jest elastyczność w rozmieszczeniu czujników.

• Papiernie, stalownie i cementownie – Monitorowanie trudnych warunków pracy walców, kruszarek, przenośników i maszyn do ciągłego odlewania, gdzie czujniki są często montowane w zakurzonych i gorących miejscach, a kabel musi być poprowadzony do czystej, dostępnej skrzynki przyłączeniowej.

• Morskie i morskie – Pomiar drgań w układach napędowych, maszynach pokładowych i sprzęcie pomocniczym, gdzie powszechne są umiarkowane przebiegi kabli pomiędzy przedziałami maszynowymi a sterownią mostka lub silnika.

• Ogólne monitorowanie warunków przemysłowych – wszelkie maszyny obrotowe lub tłokowe w fabrykach, elektrowniach i zakładach przetwórczych wymagające niezawodnych, ekonomicznych danych o drganiach z elastycznym prowadzeniem kabli.

Szczegółowy opis wersji standardowej (444-311-000-022)

CE311 444-311-000-022 to standardowy wariant rodziny CE311 w wersji innej niż Ex, charakteryzujący się czułością 50 μA/g i zakresem temperatur od –40°C do 125°C. Jest dostarczany z zintegrowanym kablem o długości 6 m, chronionym elastycznym wężem ze stali nierdzewnej, zakończonym wolnymi końcówkami do bezpośredniego podłączenia. Jest przeznaczony do montażu na stałe w zwykłych środowiskach przemysłowych, gdzie wymagane jest solidne, szczelne rozwiązanie bez złączy i gdzie odległość pomiędzy czujnikiem a punktem końcowym jest umiarkowana (do 6 m). Długość 6 metrów to praktyczny wybór dla wielu maszyn przemysłowych, zapewniający wystarczający zasięg, aby poprowadzić kabel z miejsca montażu czujnika do pobliskiej skrzynki przyłączeniowej lub bezpośrednio do monitora, bez konieczności stosowania przedłużaczy, które mogłyby wprowadzić dodatkowe połączenia i potencjalne punkty awarii.

Czujnik jest zbudowany wokół symetrycznego piezoelektrycznego elementu pomiarowego działającego w trybie ścinania, wykonanego z materiału polikrystalicznego. Zintegrowany pakiet elektroniki umieszczony w obudowie czujnika przekształca ładunek generowany przez element piezoelektryczny na proporcjonalny sygnał prądowy. Wyjście z modulacją prądu (układ 2-przewodowy) przenosi zarówno zasilanie czujnika, jak i sygnał z czujnika tymi samymi dwoma przewodami. Ponieważ sygnał wyjściowy jest sygnałem prądowym, jest on w dużej mierze niewrażliwy na pojemność kabla i zakłócenia elektromagnetyczne, co pozwala na prowadzenie kabla na długości kilkuset metrów bez tłumienia lub degradacji sygnału. Kabel o długości 6 metrów dodaje około 1,2 nF między biegunami i 2,4 nF między biegunami a obudową, co mieści się w zakresie możliwości pętli prądowej.

Konstrukcja z izolacją uziemienia zapewnia, że ​​obudowa czujnika i podstawa montażowa są elektrycznie odizolowane od masy sygnału, zapobiegając powstawaniu pętli uziemienia. Wewnętrzne ekranowanie i izolowana elektronika dodatkowo tłumią zakłócenia elektromagnetyczne, zapewniając czystą transmisję sygnału nawet w środowiskach o silnym polu elektrycznym.

Konstrukcja mechaniczna obejmuje hermetycznie spawaną obudowę ze stali nierdzewnej (1.4441), która zapewnia solidną ochronę. Zintegrowany kabel jest fabrycznie przyspawany do czujnika, tworząc ciągłe, szczelne uszczelnienie, które zapobiega przedostawaniu się wilgoci i zapewnia długoterminową niezawodność. Kabel jest ekranowaną skrętką, a elastyczny wąż ze stali nierdzewnej (1.4541) zapewnia solidną ochronę przed ścieraniem, przecięciem i atakiem chemicznym. Kabel jest zakończony wolnymi końcówkami (oznaczonymi kolorami), co umożliwia bezpośrednie okablowanie do listew zaciskowych lub skrzynek przyłączeniowych, eliminując potrzebę stosowania złącza pośredniego, które mogłoby być potencjalnym punktem awarii.

Interfejs montażowy składa się z czterech śrub imbusowych M6×35 (stal 12.9) z czterema podkładkami ze stali sprężynowej M6. Zalecany moment montażowy wynosi 15 N·m (11,1 lb-ft), co zapewnia prawidłowe sprzężenie i optymalną charakterystykę wysokich częstotliwości. Czujnik przeznaczony jest do montażu na płaskich, czystych powierzchniach w celu uzyskania określonej charakterystyki częstotliwościowej i czułości.

CE311 444-311-000-022 jest fabrycznie skalibrowany przy 120 Hz i wartości szczytowej 5 g w 23°C, a czułość została zweryfikowana w zakresie ±5% nominalnej wartości 50 μA/g. W przypadku normalnego użytkowania nie jest wymagana żadna późniejsza kalibracja, ale w przypadku zastosowań krytycznych zaleca się okresową weryfikację (np. co 2–5 lat).

Ta wersja standardowa (nie-Ex) nie jest certyfikowana do użytku w obszarach niebezpiecznych. Do takich zastosowań dostępne są wersje z certyfikatem Ex (np. 444-311-000-122 z kablem o długości 6 m), wyposażone w zabezpieczenie iskrobezpieczne (Ex ia) lub nieiskrzące (Ex nA).

Kabel o długości 6 metrów zapewnia znaczną przewagę nad wersją 3-metrową w przypadku instalacji, w których czujnik musi być zamontowany dalej od skrzynki przyłączeniowej, na przykład w większych maszynach lub gdy prowadzenie kabla wymaga dodatkowej długości, aby uniknąć ostrych zakrętów lub przejścia przez korytka kablowe. Wąż ze stali nierdzewnej zapewnia ochronę kabla nawet w przypadku narażenia na obciążenia mechaniczne lub wysokie temperatury.

Wytyczne dotyczące instalacji i montażu

Aby osiągnąć parametry określone w CE311 444-311-000-022, niezbędna jest prawidłowa instalacja. Poniższe wytyczne opierają się na praktykach zalecanych przez firmę Meggitt:

• Przygotowanie powierzchni montażowej – Powierzchnia montażowa powinna być płaska, gładka i czysta. Należy usunąć wszelkie zadziory, farbę lub korozję, aby zapewnić pełny kontakt podstawy czujnika z powierzchnią maszyny. Aby uzyskać optymalną charakterystykę wysokich częstotliwości, zaleca się wykończenie powierzchni o grubości 1,6 µm (63 µin) lub lepsze.

• Śruby i podkładki – Użyj dostarczonych śrub imbusowych M6×35 (stal 12.9) i podkładek ze stali sprężynowej M6 (DIN 7980). Zastosuj równomiernie zalecany moment obrotowy 15 Nm (11,1 lb-ft) na wszystkie cztery śruby. Nie dokręcaj zbyt mocno, ponieważ może to spowodować uszkodzenie gwintów lub obudowy czujnika.

• Orientacja i wyrównanie – Czujnik jest czuły wzdłuż swojej głównej osi (oznaczonej na obudowie). Wyrównaj czujnik tak, aby główna oś pokrywała się z kierunkiem mierzonych wibracji (osiowym, promieniowym lub stycznym). Szczegółowe schematy orientacyjne można znaleźć w instrukcji montażu.

• Prowadzenie i zakończenie kabla – Zintegrowany kabel jest chroniony elastycznym wężem ze stali nierdzewnej. Kabel należy prowadzić z minimalnym promieniem zgięcia, aby uniknąć naprężeń i uszkodzeń wewnętrznych (zalecane > 50 mm). W przypadku kabla o długości 6 metrów należy upewnić się, że kabel nie jest narażony na nadmierne naprężenie ani ostre zagięcia. Zabezpiecz kabel w pewnych odstępach za pomocą zacisków P lub opasek kablowych, ale unikaj nadmiernego dokręcania, które mogłoby zdeformować wąż. Wolne przewody są oznaczone kolorami; podłączyć je do źródła prądu stałego i wejścia sygnałowego systemu monitorowania zgodnie ze schematem połączeń. Ekran kabla powinien być uziemiony na jednym końcu (zwykle przy systemie monitorowania), aby zminimalizować zakłócenia elektromagnetyczne.

• Połączenia elektryczne – czujnik wymaga zasilania prądem stałym o natężeniu od 5 do 8 mA i napięciu zasilania od 15 do 28 VDC. Sygnał jest mierzony jako składowa prądu przemiennego na poziomie polaryzacji. Upewnij się, że system monitorowania zapewnia odpowiednie kondycjonowanie sygnału (np. konwersję prądu na napięcie i filtrowanie górnoprzepustowe). Ekran kabla powinien być uziemiony na jednym końcu.

• Uziemienie – podstawa czujnika jest odizolowana od masy sygnału, dzięki czemu powierzchnia montażowa może mieć dowolny potencjał bez wpływu na sygnał. Jednakże ekran kabla powinien być uziemiony na jednym końcu, aby zminimalizować zakłócenia elektromagnetyczne. Postępuj zgodnie z procedurami uziemiania zalecanymi w instrukcji instalacji systemu.

• Względy termiczne – czujnik jest przystosowany do pracy ciągłej w temperaturze do 125°C. Jeżeli powierzchnia montażowa przekracza tę temperaturę, należy zastosować adapter termoizolacyjny (np. MA133) lub zamontować czujnik zdalnie za pomocą przedłużacza. Upewnij się, że wąż kablowy nie jest prowadzony nad gorącymi powierzchniami, które przekraczają dopuszczalne limity materiałowe.

• Ochrona przed uszkodzeniami fizycznymi – w trudnych warunkach należy chronić czujnik i kabel przed uderzeniami, ścieraniem i atakiem chemicznym. Wąż ze stali nierdzewnej zapewnia znaczną ochronę, ale w ekstremalnych warunkach mogą być wymagane dodatkowe przewody lub osłony ochronne.

• Środki ostrożności w obszarach niebezpiecznych – ta wersja standardowa nie posiada certyfikatu Ex; dlatego nie wolno go używać w atmosferach potencjalnie wybuchowych. W przypadku takich obszarów należy używać wersji z certyfikatem Ex (np. 444-311-000-122) i przestrzegać specyficznych wymagań instalacyjnych określonych w certyfikatach Ex.

Uruchomienie i weryfikacja

Po instalacji czujnik CE311 444-311-000-022 należy sprawdzić przy użyciu znanego źródła wibracji (np. przenośnej wytrząsarki lub akcelerometru referencyjnego) lub poprzez porównanie ze znanym, dobrym czujnikiem. Należy zmierzyć prąd polaryzacji, aby potwierdzić, że mieści się on w określonym zakresie od 5 do 8 mA. Należy sprawdzić czułość sygnału AC; znany poziom przyspieszenia (np. 1 g przy 80 Hz) powinien spowodować oczekiwaną zmianę prądu wyjściowego (50 μA/g). Sprawdź także, czy sygnał jest wolny od nadmiernych szumów i czy odcięcie niskiej częstotliwości jest odpowiednie dla zamierzonego pomiaru. W celu długoterminowego monitorowania zaleca się regularne kontrole systemu podczas rutynowej konserwacji.

Informacje o zamawianiu

CE311 444-311-000-022 zamawia się z następującym oznaczeniem:

Uwaga: Inne długości kabli mogą być dostępne na żądanie. Wersje Ex posiadają certyfikat iskrobezpieczeństwa (Ex ia) lub nieiskrzenia (Ex nA).

Akcesoria

Dostępna jest szeroka gama akcesoriów uzupełniających CE311 444-311-000-022, w tym adaptery montażowe, złącza, skrzynki przyłączeniowe i jednostki separacji galwanicznej.

Uwaga: W przypadku instalacji Ex należy używać wyłącznie certyfikowanych złączy, kabli i barier określonych w odpowiednich certyfikatach Ex.

Utylizacja i zgodność z przepisami dotyczącymi ochrony środowiska

Po zakończeniu okresu użytkowania CE311 444-311-000-022 należy zutylizować zgodnie z lokalnymi przepisami dotyczącymi ochrony środowiska. Czujnik zawiera stal nierdzewną, elementy elektroniczne i materiały piezoelektryczne; kabel zawiera metalowe przewodniki i izolację. W Unii Europejskiej obowiązuje dyrektywa w sprawie zużytego sprzętu elektrycznego i elektronicznego (WEEE) – selektywna zbiórka i recykling są obowiązkowe. Meggitt wspiera ekologiczną utylizację i może udzielić wskazówek dotyczących właściwych kanałów recyklingu.