TQ912 to wysokowydajny czujnik zbliżeniowy wiroprądowy do montażu odwrotnego z linii produktów VM. Służy jako jeden z podstawowych elementów wiroprądowych łańcuchów pomiarowych serii TQ9xx, zaprojektowanych do bezkontaktowego pomiaru przemieszczenia względnego, wibracji i położenia osiowego maszyn obrotowych w wymagających środowiskach przemysłowych. TQ912 wraz z pasującym przedłużaczem EA90x i kondycjonerem sygnału IQS900 tworzy kompletny, skalibrowany łańcuch pomiarowy. Jest szeroko stosowany w systemach monitorowania stanu i zabezpieczeniach dużych urządzeń wirujących, takich jak turbiny parowe, turbiny gazowe, turbiny hydrauliczne, generatory, turbosprężarki i pompy.
Podstawowa zasada pomiaru i kluczowe parametry wydajności TQ912 są zasadniczo takie same jak w TQ902. Ich zasadnicza różnica polega na mechanicznym stylu montażu: TQ912 jest specjalnie zaprojektowany do zastosowań z mocowaniem odwrotnym. Oznacza to, że kabel czujnika wychodzi z tyłu nakrętki mocującej, a nie z boku, jak w standardowym uchwycie (TQ902). Taka konstrukcja zapewnia większą elastyczność i wygodę w zakresie prowadzenia i instalacji w punktach montażowych o ograniczonej przestrzeni lub o specjalnych konstrukcjach mechanicznych.
Działając na zasadzie prądu wirowego, czujnik ten jest idealnym wyborem do krytycznych zastosowań związanych z ochroną maszyn i konserwacją predykcyjną, znanym z wysokiej niezawodności, wysokiej dokładności, wyjątkowej odporności na warunki środowiskowe oraz kompleksowych certyfikatów bezpieczeństwa (w tym certyfikatów przeciwwybuchowych i bezpieczeństwa funkcjonalnego).
Zasada działania
Działanie czujnika TQ912 opiera się na zasadzie prądu wirowego, bezkontaktowej technice pomiaru indukcji elektromagnetycznej. Podstawowy proces pracy można podzielić na następujące etapy:
Generowanie sygnału wzbudzenia o wysokiej częstotliwości:
Sam czujnik TQ912 jest urządzeniem pasywnym; jego energia robocza jest dostarczana przez odpowiedni kondycjoner sygnału IQS900. Oscylator wysokiej częstotliwości w IQS900 generuje prąd przemienny o wysokiej częstotliwości (zwykle w zakresie MHz), który jest dostarczany do czujnika TQ912 za pośrednictwem kabla połączeniowego.
Generowanie pola elektromagnetycznego i efekt prądu wirowego:
Głowica czujnika TQ912 zawiera precyzyjnie uzwojoną cewkę indukcyjną. Gdy prąd o wysokiej częstotliwości przepływa przez tę cewkę, generuje ona zmienne pole elektromagnetyczne o wysokiej częstotliwości wokół jej przedniego końca, tj. końcówki czujnika (wykonanej z wysokowydajnego termoplastycznego tworzywa PPS – siarczku polifenylenu).
Kiedy to pole elektromagnetyczne działa na powierzchnię przewodzącego metalowego celu (zazwyczaj wał lub kołnierz wału maszyny wirującej), zgodnie z prawem indukcji elektromagnetycznej Faradaya, w warstwie powierzchniowej tarczy indukowane są prądy w pętli zamkniętej, zwane prądami wirowymi.
Zmiana impedancji i wykrywanie odległości:
Te indukowane prądy wirowe same generują wtórne pole magnetyczne przeciwne pierwotnemu polu cewki czujnika, przeciwdziałając w ten sposób (osłabiając) energii pierwotnego pola.
Oddziaływanie to powoduje zmianę efektywnej impedancji cewki czujnika. Odległość (przerwa) pomiędzy końcówką czujnika a powierzchnią docelową bezpośrednio określa siłę tego oddziaływania: im mniejsza odległość, tym silniejszy efekt prądów wirowych i tym większa zmiana impedancji cewki; im większa odległość, tym słabszy efekt i mniejsza zmiana impedancji.
Dlatego istnieje ostateczna zależność funkcjonalna pomiędzy zmianą impedancji cewki a odległością szczeliny powietrznej pomiędzy czujnikiem a celem.
Demodulacja i wyjście sygnału:
Zmiana impedancji cewki jest wykrywana przez obwód demodulacji zintegrowany z kondycjonerem sygnału IQS900.
Kondycjoner sygnału przetwarza i konwertuje tę złożoną zmianę impedancji, ostatecznie wysyłając sygnał analogowy (napięcie lub prąd), który jest dokładnie proporcjonalny do odległości szczeliny.
Ten sygnał wyjściowy składa się zazwyczaj z dwóch elementów:
Składowa dynamiczna prądu przemiennego (AC): Odpowiadająca szybkiemu przemieszczeniu wibracyjnemu wału względem czujnika.
Kwasi-statyczna składowa prądu stałego (DC): Odpowiadająca średniej szczelinie (pozycji) pomiędzy czujnikiem a wałem.
Podsumowując, TQ912 przekształca fizyczne zmiany odległości na zmiany parametrów elektrycznych cewki poprzez indukcję elektromagnetyczną, które następnie są przekształcane przez kondycjoner sygnału na znormalizowane sygnały elektryczne, umożliwiając precyzyjny, bezdotykowy pomiar przemieszczenia.
Podstawowe funkcje i cechy
Jako rdzeń łańcucha pomiarowego o wysokiej wydajności, czujnik TQ912 może pochwalić się następującymi wyjątkowymi funkcjami i cechami:
Konstrukcja z odwróconym montażem:
jest to najbardziej charakterystyczna cecha TQ912. Jego kabel wychodzi z tyłu korpusu czujnika (od strony nakrętki mocującej), a nie z boku jak w przypadku typu standardowego. Dzięki tej konstrukcji nadaje się szczególnie do:
Zastosowania, w których przestrzeń za otworem montażowym jest wystarczająca, ale przestrzeń boczna jest ograniczona.
Zastosowania wymagające ukrycia kabla wewnątrz tulei montażowej lub konstrukcji mechanicznej w celu zapewnienia lepszej ochrony lub schludnego poprowadzenia kabla.
Specjalnie zaprojektowane adaptery do montażu czujnika.
Bezkontaktowy pomiar o wysokiej precyzji:
Oparty na zasadzie prądu wirowego, nie wymaga fizycznego kontaktu z celem, co pozwala uniknąć efektów zużycia i obciążenia oraz dokładnie odtwarza dynamiczne wibracje i informacje o położeniu szybko obracających się wałów.
Oferuje liniowy zakres pomiarowy 2 mm lub 4 mm (w zależności od opcji kondycjonera sygnału), przy doskonałej liniowości i czułości (np. 8 mV/μm lub 4 mV/μm).
Szerokie pasmo przenoszenia:
Ogólna charakterystyka częstotliwościowa łańcucha pomiarowego może sięgać prądu stałego do 20 kHz (~3 dB), co pozwala na dokładne uchwycenie wszystkiego, od bardzo powolnego ruchu osiowego po wibracje szybkich wirników pracujących z dziesiątkami tysięcy obr./min, spełniając wymagania API 670 5. edycja dla systemów monitorowania wibracji.
Wyjątkowa zdolność adaptacji do środowiska:
Szeroki zakres temperatur roboczych: Korpus czujnika może pracować w sposób ciągły w temperaturach otoczenia od -40°C do +180°C i wytrzymuje krótkotrwałą ekspozycję na temperatury do 220°C.
Solidna konstrukcja: Korpus czujnika wykonany jest ze stali nierdzewnej (AISI 316L), a cewka czujnikowa głowicy jest zamknięta w materiale PPS, zapewniającym doskonałą odporność chemiczną i wytrzymałość mechaniczną.
Wysoki stopień ochrony: Głowica czujnika (sonda i zintegrowany kabel) ma stopień ochrony IP68, jest odporna na wnikanie kurzu i długotrwałe zanurzenie w wodzie.
Odporność na wibracje i wstrząsy: Wytrzymuje wibracje o wartości szczytowej 5 g (10 do 500 Hz) i wstrząsy o wartości szczytowej 15 g (fala półsinusoidalna, czas trwania 11 ms).
Kompleksowa certyfikacja do stosowania w obszarach niebezpiecznych (opcjonalnie):
dostępna jest opcjonalna wersja A5 (Ex), która pozwala uzyskać różne międzynarodowe certyfikaty przeciwwybuchowe, odpowiednie do stosowania w obszarach niebezpiecznych (atmosfery potencjalnie wybuchowe).
Certyfikaty obejmują wiele regionów i standardów, w tym Europę (ATEX), Międzynarodowy (IECEx), Amerykę Północną (cCSAus/UL), Wielką Brytanię (UKEX), Koreę Południową (KGS), Kazachstan (EAEU) itp. (np. Ex ec, Ex ia dla środowisk gazowych i pyłowych).
W zastosowaniach przeciwwybuchowych czujnik jest uważany za „proste urządzenie” i musi być używany z kablami EA90x i kondycjonerami sygnału IQS900, które również posiadają odpowiednie certyfikaty przeciwwybuchowe.
Wymienność komponentów i integracja systemu:
Kabel przedłużający TQ912, EA902 i kondycjoner sygnału IQS900 tworzą wstępnie skalibrowany łańcuch pomiarowy. Każdy komponent w łańcuchu jest wymienny bez konieczności ponownej kalibracji, co znacznie upraszcza zarządzanie częściami zamiennymi i konserwację w terenie.
W pełni kompatybilny z systemami monitorowania stanu maszyn VM600™/VM600 i VibroSmart® firmy Parker Meggitt; sygnał wyjściowy można podłączyć bezpośrednio.
Jego forma, dopasowanie i funkcjonalność odpowiadają klasycznym czujnikom serii TQ4xx i służą jako bezpośredni zamiennik modernizacji, ułatwiając modernizację istniejących systemów.
Wsparcie dla zastosowań związanych z bezpieczeństwem funkcjonalnym:
W połączeniu z kondycjonerem sygnału IQS900 wyposażonym w diagnostykę (opcja zamówienia C2), cały łańcuch pomiarowy to SIL 2 (IEC 61508) i Cat 1 PL c (ISO 13849) „zgodnie z projektem”.
Umożliwia to wykorzystanie TQ912 w systemach związanych z bezpieczeństwem, takich jak łańcuchy pomiaru prędkości w systemach wykrywania przekroczenia prędkości (ODS), zapewniając wysoce niezawodne dane wejściowe dla krytycznych funkcji kontrolnych.
Elastyczne opcje konfiguracji:
Wiele gwintów Specyfikacje: Oferuje opcje gwintów metrycznych (np. M10x1, M14x1,5, M16x1,5) i imperialnych (np. 3/8'-24UNF, 1/2'-20UNF, 5/8'-18UNF) w celu dostosowania do różnych standardów konstrukcji mechanicznych na całym świecie.
Wiele długości kabli: Zintegrowany kabel czujnika jest dostępny w różnych standardowych długościach od 0,5 metra do 10 metrów. Można go łączyć z kablami przedłużającymi EA902 o różnej długości, aby uzyskać całkowitą długość systemu (TSL) wynoszącą 1 m, 5 m lub 10 m.
Opcjonalne zestawy ochronne: Zawiera elastyczny wąż ze stali nierdzewnej z osłoną z FEP (fluoroetylenu) zapewniającą szczelną, odporną na chemikalia i ochronę przed uszkodzeniami mechanicznymi. Opcjonalny jest także ochraniacz połączeń IP172 zapewniający ochronę mechaniczną i środowiskową punktu połączenia pomiędzy czujnikiem a czujnikiem przedłużacz.
