IQS450 204-450-000-001-A1-B21-H05-I0 Kondycjoner sygnału

IQS450 204-450-000-001-A1-B21-H05-I0 to wysokowydajny i niezawodny bezdotykowy system pomiaru zbliżeniowego zaprojektowany i wyprodukowany przez Vibro-Meter SA. Oparty na sprawdzonej zasadzie prądu wirowego, system ten jest zoptymalizowany do monitorowania wibracji względnych i przemieszczeń osiowych maszyn obrotowych w wymagających środowiskach przemysłowych. Rdzeń systemu składa się z przetwornika zbliżeniowego serii TQ 402/TQ 412 w połączeniu z kondycjonerem sygnału IQS 450, tworząc skalibrowany, kompletny łańcuch pomiarowy z możliwością wymiany komponentów.

System ten jest szczególnie odpowiedni do monitorowania stanu i ochrony dużych urządzeń wirujących, takich jak turbiny parowe, turbiny gazowe, turbiny hydrauliczne, alternatory, turbosprężarki i pompy. Jego konstrukcja jest zgodna z rygorystycznymi normami międzynarodowymi i posiada certyfikaty do stosowania w atmosferach potencjalnie wybuchowych (ATEX i CSA), zapewniając bezpieczeństwo i niezawodność w zastosowaniach w obszarach niebezpiecznych. System zapewnia napięcie lub prąd wyjściowy z zabezpieczeniem przed zwarciem, charakteryzuje się szerokim pasmem przenoszenia, doskonałą kompensacją temperatury i jest idealnym wyborem do przemysłowych zastosowań w zakresie konserwacji predykcyjnej i ochrony maszyn.

Podstawowe funkcje:

• Pomiar bezkontaktowy: Oparty na zasadzie prądu wirowego, umożliwiający precyzyjny pomiar przemieszczenia bez fizycznego kontaktu z celem, co skutkuje brakiem zużycia i długą żywotnością.

• Certyfikaty wysokiego bezpieczeństwa: Certyfikaty ATEX i CSA do stosowania w potencjalnie wybuchowych atmosferach gazowych, takich jak strefa 1 i 2 (w zależności od konfiguracji).

• Wyjątkowa wydajność: szerokie pasmo przenoszenia (DC do 20 kHz), wysoka czułość, doskonała liniowość i stabilność temperaturowa.

• Elastyczna konfiguracja: Przetwornik (montaż standardowy lub odwrócony), czułość, zakres pomiarowy, długość kabla i poziom ochrony można wybrać w zależności od potrzeb aplikacji.

• Wytrzymała konstrukcja: Przetwornik ma obudowę ze stali nierdzewnej i końcówkę Torlon; kable oferują różne opcje ochrony; nadaje się do trudnych warunków, takich jak wysoka temperatura i wibracje.

• Integralność systemu: Przetwornik i kondycjoner są fabrycznie sparowane i skalibrowane, co zapewnia dokładność typu plug-and-play i wymienność komponentów.

2. Zasada działania systemu

Ten system pomiaru odległości działa w oparciu o efekt prądów wirowych. Obwód oscylatora wysokiej częstotliwości wewnątrz kondycjonera sygnału IQS 450 generuje sygnał o wysokiej częstotliwości, który jest podawany kablem koncentrycznym do cewki na końcówce przetwornika TQ 402/412. Cewka ta wytwarza wokół siebie pole elektromagnetyczne o wysokiej częstotliwości.

Kiedy to pole elektromagnetyczne zbliża się do przewodzącego metalowego celu (np. wału maszyny), na powierzchni celu indukowane są prądy wirowe. Te prądy wirowe wytwarzają wtórne pole magnetyczne, przeciwne polu cewki przetwornika, pochłaniając w ten sposób energię i powodując zmianę efektywnej impedancji cewki przetwornika. Ta zmiana impedancji jest ściśle powiązana z odległością (przerwą) pomiędzy końcówką przetwornika a powierzchnią docelową.

Obwód modulacji/demodulacji wewnątrz IQS 450 precyzyjnie wykrywa zmianę impedancji cewki i przetwarza ją na sygnał napięcia stałego (opcja B21) lub prądu (opcja B22) liniowo proporcjonalny do przerwy. Ten sygnał wyjściowy można bezpośrednio podłączyć do systemów monitorowania (np. PLC, DCS lub dedykowanych monitorów wibracyjnych) w celu wyświetlania w czasie rzeczywistym, nagrywania, alarmowania i ochrony przed wyłączeniem.

Obwód kompensacji temperatury systemu zapewnia stabilność sygnału wyjściowego w szerokim zakresie temperatur. Wszystkie komponenty są fabrycznie sparowane i skalibrowane, co gwarantuje doskonałą wymienność i dokładność pomiaru.

3. Typowe obszary zastosowań

System IQS450 204-450-000-001-A1-B21-H05-I0 jest szeroko stosowany do monitorowania krytycznych maszyn wirujących w następujących sektorach przemysłu:

1. Wytwarzanie energii: monitorowanie drgań wałów i położenia osiowego turbin parowych, turbin gazowych i alternatorów; monitorowanie wahań i szczelin w turbinach hydraulicznych.

2. Ropa i gaz: monitorowanie wibracji turbosprężarek, sprężarek odśrodkowych, pomp i wentylatorów, stosowane w obszarach niebezpiecznych, takich jak platformy wiertnicze i rafinerie.

3. Produkcja przemysłowa: Ochrona maszyn dużych silników, skrzyń biegów, dmuchaw i wirówek.

4. Napęd morski: Monitorowanie wibracji głównych turbin napędowych i skrzyń biegów.

5. Badania i rozwój: Precyzyjny pomiar przemieszczenia i drgań na stanowiskach testowych maszyn wirujących.

Cele pomiaru:

• Pomiar drgań promieniowych: monitorowanie drgań wału względem obudowy łożyska w celu diagnozowania niewyważenia, niewspółosiowości, otarć itp.

• Pomiar położenia osiowego: monitorowanie zużycia łożyska wzdłużnego, rozszerzalności cieplnej wirnika lub pływaka osiowego.

• Pomiar Keyphasor: Dostarczanie sygnału odniesienia prędkości i informacji o fazie do dynamicznego równoważenia i analizy.

4. Podsumowanie instrukcji instalacji i uruchomienia

Prawidłowa instalacja ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia wydajności systemu. Poniżej znajduje się podsumowanie głównych kroków na podstawie instrukcji instalacji:

1. Przygotowanie instalacji mechanicznej:

• Przygotowanie obszaru docelowego: Powierzchnia wału docelowego powinna być gładka, czysta, z jednolitym materiałem przewodzącym, unikając zadrapań, plam rdzy lub plam magnetycznych (źródła bicia elektrycznego).

• Ograniczenia montażowe przetwornika: Należy ściśle przestrzegać ograniczeń montażowych określonych w instrukcji (sekcja 2.2), w tym:

• Wolna przestrzeń wokół głowicy przetwornika (Rysunek 2-1).

• Minimalna odległość pomiędzy przetwornikiem a wspornikiem montażowym (Rysunek 2-2).

• Minimalna odległość pomiędzy dwoma przetwornikami (Rysunek 2-3).

• Minimalna odległość pomiędzy przetwornikiem a kołnierzem wału, końcem wału (rysunki 2-4, 2-5, 2-6).

• Minimalne wymagania dotyczące średnicy wału (rysunki 2-7, 2-8), aby uniknąć zniekształcenia krzywizny i zwiększonego hałasu.

• Wybór metody montażu:

• Montaż wewnątrz obudowy: Za pomocą wspornika zamontowanego bezpośrednio na nieruchomej części wewnątrz maszyny (Rysunki 2-9 do 2-12).

• Montaż przez obudowę: przy użyciu adapterów do montażu sondy PA 15x (rysunki 2-13 do 2-15), umożliwiających regulację i wymianę z zewnątrz.

• Przepust kablowy: Jeśli przetwornik jest montowany wewnątrz obudowy, należy zastosować przepust kablowy SG 10x (Rysunki 2-16, 2-17), aby zapewnić szczelne przejście.

2. Mechaniczna regulacja szczeliny początkowej (maszyna zatrzymana):

• Użyj szczelinomierza, aby zmierzyć i wyregulować fizyczną szczelinę pomiędzy końcówką przetwornika a obiektem docelowym.

• W przypadku pomiaru drgań: Zaleca się ustawienie początkowej szczeliny w pobliżu środka liniowego zakresu pomiarowego (np. dla TQ 402 B21: około 1,15 mm), aby umożliwić ruch dwukierunkowy.

• W przypadku pomiaru położenia osiowego: Ustaw początkową szczelinę na jednym końcu zakresu pomiarowego (blisko lub daleko) w oparciu o przewidywany kierunek ruchu jednokierunkowego.

• Zalecana minimalna szczelina bezpieczeństwa (aby zapobiec kontaktowi): W przypadku przetworników o czułości 8 mV/μm sugeruje się minimum 0,2 mm.

3. Instalacja kabla:

• Nigdy nie skracaj ani nie wydłużaj kabla zintegrowanego z przetwornikiem ani kabla przedłużającego. Używaj wyłącznie standardowych długości określonych przez Vibro-Meter, spełniających minimalne wymagania „Całkowitej długości systemu (TSL)” (np. minimum 4,4 m dla systemu 5 m).

• Przestrzegaj minimalnego promienia zgięcia: kabel koncentryczny ≥ 20 mm, rura ochronna ze stali nierdzewnej ≥ 50 mm.

• Mocowanie i prowadzenie: Zabezpiecz kable w regularnych odstępach (100–200 mm) za pomocą zacisków kablowych zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz maszyny, aby zapobiec sygnałom zakłócającym wynikającym z wibracji (Rysunek 3-1). Na złączach należy stosować koszulki termokurczliwe, aby zapobiec poluzowaniu.

• Ochrona EMI: Kable sygnałowe należy poprowadzić w oddzielnych kanałach, z dala od kabli zasilających i linii komunikacyjnych. Przewody powinny być dobrze uziemione. W razie potrzeby należy zastosować uziemione metalowe rurki ochronne w celu dodatkowego ekranowania.

4. Podłączenie elektryczne i regulacja końcowa:

• Okablowanie: Podłącz ściśle według schematów połączeń elektrycznych przedstawionych na rysunkach 6-1 do 6-3. Upewnij się, że ekran jest uziemiony w jednym punkcie (zwykle na końcu kondycjonera lub bariery).

• W atmosferach wybuchowych: należy używać certyfikowanych komponentów w wersji przeciwwybuchowej (Ex) (przetwornik, kondycjoner, kable, skrzynka przyłączeniowa, bariera itp.) i ściśle przestrzegać ograniczeń określonych w odpowiednim „Certyfikacie badania typu WE” (np. długości kabli, parametrów indukcyjności/pojemności).

• Regulacja elektryczna (opcjonalna regulacja dokładna): Po mechanicznej regulacji zgrubnej można zastosować zasilanie w celu precyzyjnej regulacji elektrycznej.

• Dla B21 (napięcie wyjściowe): Użyj techniki „3-przewodowej” (Rysunek 4-7). Zasil IQS 450 (-24VDC), podłącz woltomierz do wyjścia. Zmieniaj szczelinę za pomocą szczelinomierzy, zapisz napięcie wyjściowe, wykreśl krzywą między szczeliną a napięciem, aby zweryfikować zakres liniowy i czułość.

• W przypadku stosowania szczelinomierzy przewodzących należy je usunąć ze szczeliny przed odczytaniem sygnału wyjściowego, w przeciwnym razie pomiar będzie fałszywy.

• Weryfikacja ustawienia przerwy: Na koniec należy sprawdzić, czy napięcie wyjściowe prądu stałego systemu (odpowiadające szczelinie statycznej) mieści się w oczekiwanym zakresie (np. około -9 V przy ustawieniu pośrodku).

5. Instalacja akcesoriów:

• Skrzynka przyłączeniowa (JB 118): Służy do ochrony punktu połączenia pomiędzy kablem integralnym przetwornika a kablem przedłużającym (IP 65). Zamontuj na powierzchni pozbawionej wibracji (Rysunek 4-1).

• Obudowa przemysłowa (ABA 15x): Służy do montażu i ochrony kondycjonera sygnału IQS 450, odpowiedniego do stosowania w atmosferach wybuchowych (IP 66). Posiada izolującą płytę podstawy, która zapobiega powstawaniu pętli uziemienia (Rysunek 4-2).

• Bariera/izolator: W zastosowaniach w atmosferze wybuchowej przedni IQS 450 (obszar niebezpieczny) musi być podłączony do wyposażenia obszaru bezpiecznego za pośrednictwem GSV 14x (dla wyjścia napięciowego, 3-przewodowe) lub GSI 124 (dla wyjścia prądowego, 2-przewodowe). GSI 124 z trybem wyjścia prądowego umożliwia stabilną transmisję na większe odległości (do 1000 m).

5. Konserwacja i pielęgnacja

• Regularna kontrola: Okresowo sprawdzaj mocowanie przetwornika pod kątem szczelności, sprawdzaj kable i rurki ochronne pod kątem uszkodzeń, zużycia lub nadmiernego zgięcia oraz upewnij się, że złącza są zamocowane.

• Czyszczenie: Utrzymuj końcówkę przetwornika i obszar docelowy w czystości, wolne od oleju, brudu i kurzu.

• Kontrola kalibracji: Podczas większych remontów lub jeśli dane pomiarowe są wątpliwe, zaleca się sprawdzenie charakterystyki wyjściowej systemu względem krzywych wydajności przy użyciu wzorca kalibracji w standardowych warunkach.

• Wymiana: Ze względu na wymienność komponentów, podczas wymiany przetwornika lub kondycjonera użycie identycznego modelu zazwyczaj przywraca wydajność zgodną z oryginalnym systemem bez konieczności ponownej kalibracji na miejscu.

• Naprawa: Wszelkie prace naprawcze powinny być wykonywane przez wykwalifikowany personel. Jeśli produkt wymaga zwrotu do firmy Vibro-Meter w celu naprawy, należy wypełnić dostarczony formularz zgłoszenia awarii.