O transdutor de velocidade CV214 é um dispositivo de medição de vibração de alto desempenho da VM Sensing Systems, projetado especificamente para monitoramento de vibração de baixa frequência. Adequado para vários ambientes industriais, destaca-se principalmente no monitoramento de vibrações em máquinas rotativas de baixa velocidade. Sua construção robusta, faixa moderada de temperatura operacional e natureza autogerada fazem dele a escolha ideal para equipamentos críticos, como turbinas hidrelétricas e a vapor, especialmente adequado para aplicações de temperatura média a baixa.
Recursos e benefícios
1. Ampla resposta de frequência e alta sensibilidade
O CV214 oferece uma ampla faixa de resposta de frequência de 10 Hz a 1 kHz, tornando-o particularmente adequado para capturar sinais de vibração de baixa frequência. Sua sensibilidade nominal é de 20 mV/mm/s (508 mV/pol/s), com tolerância de ±5% a 22°C, garantindo dados de vibração precisos e estáveis mesmo em máquinas de baixa velocidade. O desvio de resposta de frequência do transdutor é de apenas ±0,5 dB na faixa de 30–400 Hz e ±1 dB na faixa de 400 Hz–1 kHz, com um ponto de -3 dB em 10 Hz, garantindo excelentes características lineares.
2. Operação de autogeração (sem necessidade de energia)
Operando com base no princípio de indução eletromagnética, este transdutor não requer fonte de alimentação externa. Ele gera um sinal de saída de tensão proporcional à velocidade de vibração. Esse recurso o torna especialmente adequado para sistemas de medição portáteis ou aplicações de monitoramento remoto onde a disponibilidade de energia é limitada ou indesejável. A baixa impedância de saída (<700 Ω) garante uma alta relação sinal-ruído e forte imunidade a ruídos durante a transmissão do sinal.
3. Boa durabilidade ambiental
O CV214 opera de forma confiável em temperaturas de -29°C a 121°C (-20°F a 250°F). Possui uma classificação de proteção IP64, tornando-o resistente à entrada de poeira e umidade, e é adequado para ambientes industriais úmidos, corrosivos ou empoeirados. Sua resistência de isolamento interna é superior a 10⁷ Ω à temperatura ambiente, garantindo segurança e estabilidade elétrica.
4. Certificações para Áreas Perigosas
O transdutor é certificado para uso em atmosferas potencialmente explosivas por vários padrões internacionais, incluindo ATEX europeu, cCSAus norte-americano, KGS coreano e TR CU russo. É aprovado para operação segura em áreas perigosas (por exemplo, Zona 0/1/2 ou Divisão 1). Sua designação à prova de explosão é Ex ia IIC T6…T4 Ga, adequada para as classes de temperatura correspondentes em ambientes perigosos.
5. Construção mecânica robusta
A caixa do sensor é construída em liga de alumínio Anticorodal 100 anodizado. O pé de montagem é feito de Rylon®, um termoplástico de alto desempenho, e o parafuso de montagem é de aço inoxidável (AISI 304). Esta combinação garante durabilidade geral e resistência à corrosão. O transdutor pode suportar aceleração de choque de pico de 50 g (meia onda senoidal, duração de 1 ms).
6. Opções flexíveis de montagem
O CV214 pode ser montado dentro de ±100° da posição vertical, acomodando vários layouts mecânicos. O torque de montagem recomendado é de 6 N·m, garantindo instalação segura sem danificar o equipamento. A base de montagem possui um furo roscado de 1/2-20UNF-3A, em conformidade com as especificações de montagem padrão.
7. Não é necessário condicionador de sinal
O transdutor fornece um sinal de saída de tensão que pode ser conectado diretamente aos componentes eletrônicos de monitoramento, eliminando a necessidade e o custo associado a um módulo adicional de condicionamento de sinal, simplificando assim a integração do sistema. A transmissão do sinal utiliza um sistema de 2 fios isolado da caixa, aumentando a segurança e a confiabilidade.
8. Baixa Sensibilidade Transversal
A sensibilidade transversal máxima é de ±10%, garantindo que o transdutor seja principalmente sensível à vibração axial. Isto reduz a influência da sensibilidade do eixo cruzado nos resultados da medição e melhora a precisão dos dados.
Princípio de funcionamento
O transdutor de velocidade CV214 opera com base no princípio da indução eletromagnética. Seu elemento sensor central consiste em uma bobina móvel e um ímã permanente fixo. Quando o transdutor é montado em uma estrutura vibratória, a vibração faz com que a bobina se mova em relação ao ímã. De acordo com a lei da indução eletromagnética de Faraday, esse movimento induz uma força eletromotriz (tensão) na bobina, que é diretamente proporcional à velocidade de vibração.
Mecanismo Operacional Detalhado:
Transferência de vibração: A vibração é transferida da superfície da máquina para a estrutura mecânica interna do sensor através de sua base de montagem.
Movimento do Sistema Inercial: O sistema inercial interno (incluindo a bobina) se move em relação à carcaça (e ao ímã) sob o efeito da vibração. A bobina corta as linhas de fluxo magnético do campo magnético fixo gerado pelo ímã permanente.
Geração de EMF: O corte das linhas de fluxo magnético induz uma força eletromotriz (EMF) na bobina. De acordo com a lei de Faraday, a magnitude do EMF é proporcional à taxa com que a bobina corta as linhas de fluxo, ou seja, proporcional à velocidade de vibração.
Saída de sinal: O sinal de tensão gerado é transmitido ao equipamento de monitoramento por meio do conector padrão militar tipo MIL-C-5015 10 SL-4 montado na lateral e do cabo correspondente. A amplitude do sinal corresponde diretamente à velocidade de vibração.
Resposta em frequência: A estrutura mecânica (sistema massa-mola-amortecedor) do sensor determina suas características de frequência. Sua frequência natural foi projetada para ser 10 Hz ±1 Hz. Dentro de uma certa faixa acima da frequência natural (10 Hz - 1 kHz), o sinal de saída segue linearmente a mudança na velocidade de vibração. A resposta típica de amplitude-frequência é: -3 dB a 10 Hz, ±0,5 dB entre 30–400 Hz e ±1 dB entre 400 Hz–1 kHz.
Vantagens:
Autoalimentado: não requer fonte de alimentação externa, simplifica a arquitetura do sistema, elimina o ruído das linhas de energia e é ideal para ambientes perigosos ou locais remotos.
Alta Confiabilidade: Por ser um dispositivo passivo, possui menos peças móveis e componentes eletrônicos. Sua estrutura simples é robusta e durável, oferecendo um longo tempo médio entre falhas (MTBF).
Alta relação sinal-ruído: A amplitude do sinal de saída é relativamente grande (20 mV/mm/s) e a baixa impedância de saída (<700 Ω) fornece forte imunidade à interferência eletromagnética, tornando-o adequado para transmissão de longa distância.
Resposta de fase estável: A resposta de fase consistente em toda a banda de frequência é adequada para sistemas de diagnóstico sensíveis à fase, facilitando a análise precisa da fase.
Medição direta de velocidade: A velocidade de vibração é um parâmetro comumente usado pela Organização Internacional de Padronização (ISO) para avaliar a severidade da vibração da máquina. O CV214 emite diretamente um sinal proporcional à velocidade, eliminando a necessidade de integração ou diferenciação e evitando os erros e mudanças de fase associados.
Aplicações
O CV214 é usado principalmente nos seguintes campos:
Geradores Hidrelétricos: Monitoramento de vibração de turbinas, mancais de geradores e carcaças, particularmente adequado para ambientes úmidos de usinas hidrelétricas.
Turbinas a Vapor: Adequadas para monitoramento de vibração em componentes críticos, como carcaças de pressão intermediária e baixa, e carcaças de rolamentos. Sua faixa de temperatura atende aos requisitos da maioria das aplicações de turbinas a vapor.
Máquinas industriais de baixa velocidade: como ventiladores, bombas, compressores, caixas de engrenagens e motores grandes para monitoramento e proteção rotineira de vibrações.
Sistemas Portáteis de Medição de Vibração: Sem necessidade de energia facilita a instalação temporária e verificações pontuais no local, tornando-o uma ferramenta ideal para engenheiros de PdM (Manutenção Preditiva).
Atmosferas Potencialmente Explosivas: Com suas abrangentes certificações à prova de explosão, ele pode ser usado em áreas perigosas com gases inflamáveis ou poeira em indústrias como petróleo, gás e produtos químicos.
Cabo correspondente e conselhos de instalação
O CV214 foi projetado para uso com o conjunto de cabos ED121 dedicado. Este cabo tem comprimento nominal de 15 metros, possui pares trançados e blindados (núcleos trançados de 2 × 0,5 mm²) e possui bainha externa de PTFE (politetrafluoretileno), oferecendo excelente resistência química e propriedades em altas temperaturas. Sua faixa de temperatura operacional é de -65°C a 121°C. O cabo termina com um conector MIL-C-5015 10SL-4SN, combinando perfeitamente com o conector do sensor.
Em ambientes industriais extremamente severos (por exemplo, com riscos de alta temperatura, abrasão ou esmagamento), recomenda-se proteger ainda mais o conjunto do cabo com um conduíte metálico flexível (bainha flexível) para proteção mecânica.
Durante a instalação, certifique-se de que a superfície de montagem do sensor esteja limpa e plana para obter resposta de frequência ideal e precisão de medição. Aperte o parafuso de montagem com o torque recomendado de 6 N·m para garantir rigidez de montagem suficiente, evitando aperto excessivo que pode danificar o sensor ou as roscas do equipamento.
Resumo das principais especificações
Princípio de funcionamento: Indução eletromagnética de bobina móvel
Sensibilidade: 20 mV/mm/s (508 mV/pol/s) ±5% (@100 Hz, 22°C)
Faixa de frequência: 10 Hz – 1 kHz (-3 dB @10 Hz)
Frequência ressonante: 10 Hz ±1 Hz
Sensibilidade transversal: máx. ±10%
Impedância de saída: <700 Ω
Temperatura operacional: -29°C a 121°C (-20°F a 250°F)
Temperatura de armazenamento: -40°C a 100°C (-40°F a 212°F)
Classificação de proteção: IP64 (IEC 60529)
Resistência ao choque: pico de 50 g (meia onda senoidal, duração de 1 ms)
Conector: MIL-C-5015 10 SL-4 (montado lateralmente)
Torque de montagem: 6 N·m
Peso: aprox. 0,4kg
Certificações à prova de explosão: ATEX, cCSAus, KGS, TR CU (ver Especificações para mais detalhes)
