Acelerômetro Piezoelétrico CE620 444-620-000-011-A2-B100

O CE620 444‑620‑000‑011‑A2‑B100 é um acelerômetro piezoelétrico premium com componentes eletrônicos integrados da distinta linha de produtos vibro‑meter® da Meggitt, projetado especificamente para monitoramento de vibração de uso geral em atmosferas potencialmente explosivas onde a segurança intrínseca é necessária. Esta versão com certificação Ex, com sensibilidade de 100 mV/g, foi projetada para instalação em áreas classificadas como Zona 0, 1 ou 2 (gás) e Zona 20, 21 ou 22 (poeira), oferecendo proteção de segurança intrínseca (Ex ia) de acordo com os mais rigorosos padrões internacionais. O sensor fornece um sinal de saída de tensão proporcional à aceleração, com uma faixa dinâmica de ±80 g, e é ideal para proteção contínua de máquinas e monitoramento de condições em refinarias de petróleo, fábricas de produtos químicos, terminais de gás e outros ambientes explosivos.

O CE620 444‑620‑000‑011‑A2‑B100 incorpora um elemento sensor piezoelétrico com eletrônica integrada integrada (IEPE – Integrated Electronics Piezo Electric) que converte a carga gerada pelo elemento em um sinal de tensão de baixa impedância. Este sinal é transmitido através de um cabo blindado padrão de 2 fios, que simultaneamente fornece energia ao sensor e transporta o sinal de vibração CA sobreposto a uma tensão de polarização CC. O sensor requer uma fonte de alimentação de corrente constante (0,5 a 8 mA) e opera com uma fonte de 18 a 30 VCC, tornando-o compatível com a maioria dos sistemas de monitoramento industrial. Os componentes eletrônicos integrados são isolados do solo do gabinete, garantindo excelente imunidade a ruídos e desempenho estável de tensão de polarização, mesmo em ambientes eletricamente ruidosos.

O CE620 444‑620‑000‑011‑A2‑B100 está alojado em uma caixa de aço inoxidável resistente e hermeticamente selada com classificação de proteção IP67, proporcionando proteção total contra poeira, água e outros contaminantes. Seu design compacto e opções versáteis de montagem (com pinos adaptadores fornecidos para roscas M8×1,25, M8×1 e 1/4‑28UNF) permitem fácil instalação em uma ampla variedade de superfícies de máquinas. O sensor possui um conector tipo MIL‑C/DTL‑5015 de 2 pinos, que se adapta a uma variedade de conjuntos de cabos adequados para áreas perigosas (com certificação Ex apropriada e barreiras limitadoras de corrente).

A versão Ex (opção A2) é certificada para segurança intrínseca com uma faixa de temperatura reduzida de –55 °C a 115 °C, em comparação com o limite superior de 140 °C da versão padrão, para atender às restrições térmicas do método de proteção Ex ia. O sensor possui certificações ATEX (Baseefa 16 ATEX 0027 X) e IECEx (IECEx BAS 16.0030X) para Ex ia IIC T4 Ga e Ex ia IIIC T135°C Da, tornando-o adequado para uso em grupos de gases IIC (incluindo hidrogênio, acetileno) e grupos de poeira IIIC (poeiras condutoras). A certificação norte-americana CCSAus está pendente, garantindo conformidade futura para instalações nos EUA e Canadá.

Com uma resposta de frequência de 2 Hz a 10 kHz (±5%) e uma frequência de ressonância nominal de 18 kHz, o CE620 444‑620‑000‑011‑A2‑B100 captura dinâmicas de máquinas de baixa frequência e malha de engrenagens de alta frequência e assinaturas de passagem de lâmina. Seu desvio de sensibilidade à temperatura é de ±5% na faixa de –55 a 115 °C, garantindo desempenho confiável em ambientes térmicos severos.

Esta introdução ao produto fornece uma descrição abrangente do CE620 444‑620‑000‑011‑A2‑B100, incluindo os principais recursos, aplicações, especificações técnicas detalhadas em forma de tabela, diretrizes de instalação, informações para pedidos e acessórios disponíveis. Todas as informações são derivadas da ficha técnica oficial da Meggitt (versão antiga CE620, 2020) e refletem o compromisso da empresa com a excelência em engenharia e segurança em ambientes extremos.

Principais recursos e benefícios

Certificado Ex para áreas perigosas – O CE620 444‑620‑000‑011‑A2‑B100 é aprovado para uso em atmosferas potencialmente explosivas com certificações ATEX (Baseefa 16 ATEX 0027 X) e IECEx (IECEx BAS 16.0030X) para Ex ia IIC T4 Ga (zonas de gás 0, 1, 2) e Ex ia IIIC T135°C Da (zonas de poeira 20, 21, 22). A certificação CCSAus está pendente, garantindo conformidade futura para instalações na América do Norte.

Eletrônica Integrada (IEPE) – O conversor de carga para tensão integrado elimina a necessidade de um amplificador de carga externo, fornecendo uma saída de tensão de baixa impedância compatível com sistemas de aquisição de dados padrão. A interface de 2 fios simplifica o cabeamento e reduz os custos de instalação, enquanto as barreiras de segurança intrínsecas garantem uma operação segura em atmosferas explosivas.

Alta Sensibilidade e Ampla Faixa Dinâmica – Com uma sensibilidade de 100 mV/g ±5% e uma faixa dinâmica de ±80 g, o sensor captura vibrações de rolamentos de baixo nível e eventos de amplitude moderada a alta. A alta capacidade de sobrecarga (limite de choque de 7.000 g) garante a sobrevivência sob severos transientes mecânicos.

Excelente resposta de frequência – Uma resposta plana de ±5% de 2 Hz a 10 kHz, combinada com uma frequência ressonante nominal de 18 kHz, permite a medição precisa de máquinas de baixa velocidade, turbinas de alta velocidade e vibrações de caixas de engrenagens.

Caixa isolada de aterramento – A base e a caixa do sensor são eletricamente isoladas do aterramento do sinal, evitando loops de aterramento e garantindo uma transmissão de sinal limpa em ambientes industriais eletricamente ruidosos. Este recurso é particularmente benéfico em instalações Ex onde podem existir vários pontos de aterramento.

Ampla faixa de temperatura operacional (versão Ex) – O CE620 444‑620‑000‑011‑A2‑B100 opera continuamente de –55 °C a 115 °C, com desvio mínimo de sensibilidade induzido pela temperatura (±5% típico), tornando-o adequado para aplicações que variam de ambientes externos frios a áreas de processo moderadamente quentes.

Proteção IP67 robusta – A caixa de aço inoxidável hermeticamente selada oferece proteção total contra poeira, imersão em água e uma ampla variedade de contaminantes industriais, garantindo confiabilidade de longo prazo em ambientes agressivos.

Baixo ruído elétrico – O ruído elétrico residual é de apenas 0,1 mg (máximo), garantindo alta relação sinal-ruído para medições precisas de vibração de baixo nível. A sensibilidade eletromagnética é excepcionalmente baixa a 50 μg/gauss.

Proteção contra polaridade invertida – O sensor é protegido contra conexões de energia invertidas acidentais, evitando danos durante a instalação ou manutenção.

Montagem fácil – Fornecido com três pinos adaptadores (M8×1,25, M8×1 e 1/4‑28UNF), o sensor pode ser montado diretamente em uma variedade de tamanhos de rosca sem adaptadores adicionais. A rosca externa (1/4‑28UNEF‑2A ou 5/8‑24UNEF‑2A) garante uma fixação segura.

Calibração de Fábrica – Cada unidade é calibrada dinamicamente na fábrica; nenhuma calibração subsequente é necessária sob uso normal, reduzindo os custos de manutenção.

Marcação CE e conformidade com RoHS – O CE620 444‑620‑000‑011‑A2‑B100 atende aos padrões ambientais e de segurança da União Europeia, garantindo aceitação global.

Aplicativos

O CE620 444‑620‑000‑011‑A2‑B100 é ideal para monitoramento de vibração em áreas perigosas (atmosferas explosivas de gás e poeira) onde a segurança intrínseca é necessária, incluindo:

• Indústria de Petróleo e Gás – Monitoramento de compressores, bombas, turbinas e máquinas alternativas em refinarias, plantas de processamento de gás e plataformas offshore onde estão presentes gases inflamáveis ​​(grupo IIC).

• Plantas Químicas e Petroquímicas – Vigilância de reatores, misturadores, centrífugas e ventiladores em áreas classificadas Zona 0, 1 e 2 onde podem ocorrer vapores ou poeiras explosivos.

• Processamento farmacêutico e de alimentos – Monitoramento de vibração em áreas de manuseio de solventes e ambientes com poeira explosiva (por exemplo, açúcar, farinha, amido) onde a segurança intrínseca é obrigatória.

• Mineração e Processamento de Minerais – Monitoramento de britadores, moinhos, transportadores e ventiladores em instalações de manuseio de carvão e processamento de minerais onde estão presentes poeiras combustíveis (grupo IIIC).

• Geração de Energia – Medição de vibração em turbinas a gás, geradores e equipamentos auxiliares em cogeração e usinas termelétricas com atmosferas potencialmente explosivas.

• Marítimo e Offshore – Sistemas de propulsão, máquinas de convés e bombas de carga em navios-tanque e navios FPSO operando em classificações de zonas perigosas.

• Águas Residuais e Biogás – Monitoramento de bombas, sopradores e misturadores em usinas de biogás e estações de tratamento de águas residuais onde metano ou sulfeto de hidrogênio podem estar presentes.

• Teste e medição em áreas perigosas – Instalações temporárias ou permanentes para validação de desempenho e manutenção preditiva em zonas classificadas como Ex.

Descrição detalhada da versão Ex de segurança intrínseca (444‑620‑000‑011‑A2‑B100)

O CE620 444‑620‑000‑011‑A2‑B100 é a variante com certificação Ex da família CE620, apresentando uma sensibilidade de 100 mV/g e uma faixa de temperatura reduzida de –55 °C a 115 °C (opção de pedido A2) para cumprir as limitações térmicas de segurança intrínseca (Ex ia). Ele foi projetado para monitoramento de vibração de uso geral em áreas perigosas onde atmosferas explosivas de gás ou poeira podem estar presentes. O sensor é construído em torno de um elemento sensor piezoelétrico que gera uma carga elétrica proporcional à aceleração. O pacote eletrônico integrado, alojado dentro do invólucro do sensor, converte essa carga em um sinal de tensão de baixa impedância, que é transmitido por um cabo blindado de dois fios.

A saída do sensor é um sinal de tensão que consiste em uma tensão de polarização CC (nominal 12 V) e um componente de vibração CA sobreposto a ela. A tensão de polarização fornece um nível de referência e também alimenta os componentes eletrônicos internos. O sensor requer uma fonte de alimentação externa de corrente constante (condicionador IEPE) que fornece uma fonte de corrente entre 0,5 e 8 mA (normalmente 2 a 4 mA) e uma tensão CC de 18 a 30 V. A fonte de corrente é conectada em série com a linha de sinal, e o sinal de vibração CA é medido através de um resistor de carga no sistema de monitoramento, normalmente extraindo o componente CA por meio de um filtro passa-alta.

Para instalações Ex ia, o sensor deve ser conectado através de uma barreira intrinsecamente segura aprovada ou unidade de isolamento galvânico que limite a tensão, a corrente e a energia a níveis que não possam inflamar a atmosfera explosiva. A barreira deve atender aos parâmetros especificados no certificado Ex (Baseefa 16 ATEX 0027 X e IECEx BAS 16.0030X). O próprio sensor é projetado com proteção interna para garantir que, sob condições de falha, a energia permaneça abaixo dos limites de ignição.

O design com isolamento de aterramento garante que a caixa do sensor e a base de montagem estejam eletricamente isoladas do aterramento do sinal. Isto é fundamental em ambientes industriais onde vários pontos de aterramento podem criar loops de aterramento, levando a erros de medição e ruído. O isolamento também permite que o sensor seja montado diretamente em estruturas metálicas aterradas sem afetar a integridade do sinal.

A construção mecânica apresenta uma caixa de aço inoxidável hermeticamente soldada que fornece proteção IP67 contra poeira, imersão em água e corrosão. O conector do sensor é do tipo MIL‑C/DTL‑5015 circular e robusto de 2 pinos, que fornece uma interface segura e resistente a vibrações para conexões de cabos. Para aplicações Ex, os conjuntos de cabos devem ser selecionados dentre aqueles que mantêm a integridade intrínseca da segurança – normalmente aqueles com parâmetros apropriados de capacitância e indutância do cabo e, muitas vezes, com uma malha metálica ou tubo de proteção para evitar danos mecânicos.

A interface de montagem é uma rosca externa – 1/4‑28UNEF‑2A ou 5/8‑24UNEF‑2A, dependendo da versão específica. Os pinos adaptadores fornecidos permitem a conversão para roscas métricas comuns (M8×1,25 e M8×1), bem como imperiais 1/4‑28UNF, proporcionando flexibilidade para montagem em diversas superfícies da máquina. O sensor foi projetado para ser montado diretamente na superfície da máquina por meio de um pino, com torque recomendado para garantir acoplamento adequado e resposta de alta frequência.

O CE620 444‑620‑000‑011‑A2‑B100 é calibrado de fábrica em uma frequência de referência (normalmente 100 Hz) e amplitude, com sensibilidade verificada dentro de ±5% dos 100 mV/g nominais. A calibração é realizada usando um padrão de aceleração conhecido e nenhuma calibração adicional é necessária durante a vida útil do sensor em condições normais de operação. Contudo, a verificação periódica (por exemplo, a cada 2-5 anos) é recomendada para aplicações críticas relacionadas à segurança.

A versão Ex (A2) distingue-se da versão padrão (A1) pelo seu limite superior de temperatura reduzido (115 °C em vez de 140 °C) e pela sua certificação de segurança intrínseca. O sensor possui certificações ATEX e IECEx para ambientes com gás e poeira, cobrindo os gases mais severos do grupo IIC (hidrogênio, acetileno) e do grupo de poeira IIIC (poeiras condutivas). A classe de temperatura T4 (135 °C) garante que a temperatura da superfície do sensor não exceda 135 °C em condições normais ou de falha, tornando-o adequado para atmosferas com temperaturas de ignição acima de 135 °C.

A certificação CCSAus norte-americana está pendente a partir da revisão da folha de dados, mas espera-se que o projeto atenda aos requisitos de Classe I, Divisão 1, Grupos A-D e Classe II, Divisão 1, Grupos E-G, bem como Classe I, Zona 0, AEx ia IIC T4 Ga. Os usuários devem verificar o registro de produto Ex mais recente (PL-1511) para obter o status de certificação atualizado.

Diretrizes de instalação e montagem

A instalação adequada é essencial para atingir o desempenho especificado e manter a certificação Ex do CE620 444‑620‑000‑011‑A2‑B100. As diretrizes a seguir baseiam-se nas práticas recomendadas pela Meggitt e nos requisitos dos certificados Ex aplicáveis:

• Preparação da superfície de montagem – A superfície de montagem deve ser plana, lisa e limpa. Quaisquer rebarbas, tinta ou corrosão devem ser removidas para garantir contato total entre a base do sensor (ou pino adaptador) e a superfície da máquina. Recomenda-se um acabamento superficial de 1,6 µm (63 µin) ou melhor para uma resposta ideal de alta frequência.

• Seleção do pino adaptador – O sensor é fornecido com três pinos adaptadores: um M8×1,25, um M8×1 e um 1/4‑28UNF. Escolha o pino que corresponde ao furo roscado na máquina ou no bloco de montagem. Se utilizar uma rosca diferente, estão disponíveis adaptadores de montagem opcionais (por exemplo, MA122 com rosca M6).

• Aplicação de torque – Aparafuse o pino escolhido na base do sensor (usando a rosca 1/4‑28UNEF‑2A ou 5/8‑24UNEF‑2A) e aperte com o torque recomendado (normalmente 7‑10 N·m para o pino ou conforme especificado na folha de dados dos acessórios). Em seguida, monte o sensor montado na superfície da máquina, aplicando o torque apropriado para a rosca da máquina (por exemplo, 15-20 N·m para M8). Não aplique torque excessivo, pois isso pode danificar as roscas ou o invólucro do sensor.

• Orientação e alinhamento – O sensor é sensível ao longo de seu eixo principal (marcado na caixa). Alinhe o sensor de forma que o eixo principal coincida com a direção da vibração a ser medida (axial, radial ou tangencial). Consulte o manual de instalação para diagramas de orientação detalhados.

• Roteamento de cabos e conector – Requisitos Ex – O sensor usa um conector tipo MIL‑C/DTL‑5015 de 2 pinos. Para instalações Ex ia, o conjunto de cabos deve ser selecionado dentre aqueles certificados para uso com o sensor (por exemplo, EC318 com cabo RADOX® ou EC319 com proteção à prova de respingos). O cabo deve ser encaminhado com um raio de curvatura mínimo para evitar tensões e danos internos. A blindagem do cabo deve ser aterrada em uma extremidade (normalmente no painel de controle) para evitar interferência eletromagnética, mas deve-se tomar cuidado para não criar circuitos de aterramento. Todos os prensa-cabos e caixas de junção na área classificada devem ser certificados Ex e instalados de acordo com as regulamentações locais.

• Conexões Elétricas – Segurança Intrínseca – O sensor deve ser conectado através de uma barreira intrinsecamente segura aprovada ou unidade de isolamento galvânico (por exemplo, GSI127) que limita a tensão, corrente e potência aos valores especificados no certificado Ex (Baseefa 16 ATEX 0027 X / IECEx BAS 16.0030X). A barreira deve estar localizada na área segura ou ser certificada para instalação na área perigosa. A tensão de alimentação deve estar entre 18 e 30 VCC e a corrente deve estar entre 0,5 e 8 mA. O sinal é medido como a tensão CA no nível de polarização (normalmente 12 V) através de um capacitor de desacoplamento no sistema de monitoramento. Certifique-se de que o sistema de monitoramento forneça a filtragem passa-alta apropriada (geralmente com uma frequência de corte de 0,5 a 1 Hz para a resposta especificada do sensor). A capacitância e a indutância do cabo devem estar dentro dos limites permitidos para evitar ignição por faísca.

• Aterramento – A base do sensor é isolada do terra do sinal, de modo que a superfície de montagem pode estar em qualquer potencial sem afetar o sinal. Contudo, a blindagem do cabo deve ser aterrada em uma extremidade (geralmente no sistema de monitoramento) para minimizar a interferência eletromagnética. Siga as práticas de aterramento recomendadas no manual de instalação do sistema e nos requisitos do certificado Ex.

• Considerações térmicas – Classe de temperatura Ex – O sensor é classificado para operação contínua até 115 °C, o que garante que a temperatura da superfície não exceda a classificação T4 (135 °C), mesmo sob condições de falha. Se a superfície de montagem exceder 115 °C, utilize um adaptador de isolamento térmico ou monte o sensor remotamente com uma haste de extensão. O conector e o cabo também devem ser classificados para a temperatura esperada; para aplicações Ex de alta temperatura, use cabos com isolamento adequado (por exemplo, RADOX® 125 ou malha metálica).

• Proteção contra danos físicos – Em ambientes agressivos, proteja o sensor e o cabo contra impactos, abrasão e ataque químico. Use capas protetoras ou conduítes, se necessário. A classificação IP67 garante que o sensor seja à prova de poeira e protegido contra imersão em água, mas a proteção mecânica ainda é recomendada.

• Precauções em áreas perigosas – A instalação deve ser realizada por pessoal competente treinado em práticas Ex. Toda a fiação, prensa-cabos e caixas de junção devem estar em conformidade com os regulamentos locais e os padrões Ex relevantes. O sensor e seus cabos associados devem ser protegidos contra danos mecânicos e ataques químicos. A inspeção e manutenção regulares de acordo com os procedimentos de segurança da planta são obrigatórias. O certificado Ex inclui condições especiais para uso seguro (por exemplo, o sensor deve ser usado com uma barreira certificada e o cabo deve ser protegido para evitar tensão).

• Comissionamento – Antes de energizar, verifique se todas as conexões estão corretas, se a barreira Ex está instalada corretamente e se o roteamento do cabo não sujeita o conector a tensão excessiva. Execute um teste funcional usando uma fonte de vibração conhecida para confirmar a sensibilidade e a corrente de saída (tensão de polarização). Registre a tensão de polarização e os níveis de sinal para referência futura.

Comissionamento e Verificação

Após a instalação, o CE620 444‑620‑000‑011‑A2‑B100 deve ser verificado usando uma fonte de vibração conhecida (por exemplo, um agitador portátil ou um acelerômetro de referência) ou comparando com um sensor em boas condições. A tensão de polarização deve ser medida para confirmar que é de aproximadamente 12 V (dentro de ±1 V). O sinal AC deve ser verificado quanto à sensibilidade adequada; um nível de aceleração conhecido (por exemplo, 1 g a 80 Hz) deve produzir a saída esperada (100 mV/g). Verifique também se o sinal está livre de ruído excessivo e se o corte de baixa frequência é apropriado para a medição pretendida. Em instalações Ex, verifique se a barreira está operando dentro dos parâmetros especificados. Para monitoramento de longo prazo, são recomendadas verificações regulares do sistema durante a manutenção de rotina.

Acessórios

Está disponível uma gama de acessórios para complementar o CE620 444‑620‑000‑011‑A2‑B100, com atenção específica aos cabos e barreiras compatíveis com Ex:

Observação: O comprimento do cabo deve ser especificado ao solicitar qualquer conjunto de cabos. Para instalações Ex, certifique-se de que o conjunto do cabo e o conector sejam certificados para a área perigosa pretendida e que os parâmetros totais do circuito (capacitância, indutância) permaneçam dentro dos limites especificados no certificado Ex. A barreira GSI127 é altamente recomendada para aplicações Ex ia para fornecer separação segura.

Descarte e Conformidade Ambiental

No final da sua vida útil, o CE620 444‑620‑000‑011‑A2‑B100 deve ser eliminado de acordo com os regulamentos ambientais locais. O sensor contém aço inoxidável, componentes eletrônicos e materiais piezoelétricos. Na União Europeia, aplica-se a Diretiva de Resíduos de Equipamentos Elétricos e Eletrónicos (REEE) – a recolha separada e a reciclagem são obrigatórias. A Meggitt apoia o descarte ambientalmente responsável e pode fornecer orientação sobre canais de reciclagem adequados.