Condicionador de sinal IQS450 204-450-000-001-A1-B21-H10-I0

O IQS450 204-450-000-001-A1-B21-H10-I0 é um sistema de medição de deslocamento de corrente parasita sem contato de alta precisão e alta confiabilidade introduzido pela Vibro-Meter SA. Este sistema foi projetado especificamente para monitoramento on-line contínuo e proteção de parâmetros críticos, como vibração do eixo, deslocamento axial, excentricidade e velocidade (Keyphasor) em máquinas rotativas operando em ambientes industriais adversos. Como um componente chave de detecção para manutenção preditiva industrial e gerenciamento da integridade das máquinas, suas medições estão diretamente relacionadas à segurança dos equipamentos e à continuidade da produção.

Com base no princípio clássico das correntes parasitas, o núcleo do sistema consiste em um transdutor sem contato da série TQ 402 ou TQ 412 emparelhado com um condicionador de sinal IQS 450, calibrado de fábrica como uma unidade para garantir precisão de medição excepcional e intercambialidade de componentes. O código “H10” no número do modelo indica uma configuração de sistema com comprimento total de cabo de 10 metros. Isso é adequado para aplicações onde o ponto de montagem do transdutor está longe do gabinete de monitoramento ou da caixa de junção, proporcionando flexibilidade de layout para monitorar unidades grandes, como turbinas a vapor de usinas de energia e grandes trens de compressores.

Seu projeto segue rigorosamente os padrões internacionais de proteção de máquinas (por exemplo, API 670) e oferece múltiplas opções de configuração para diferentes requisitos ambientais. O sistema emite um sinal de tensão linearmente proporcional ao intervalo medido, apresentando ampla resposta de frequência, desvio de baixa temperatura e forte capacidade anti-interferência. É a escolha ideal para proteger a operação segura e estável de ativos críticos, como turbomáquinas, equipamentos de geração de energia e grandes bombas e ventiladores.

Valor e recursos essenciais:

• Previsão confiável de falhas: Mede com precisão a vibração relativa do eixo e as mudanças de posição, fornecendo uma base de diagnóstico para falhas precoces, como desequilíbrio, desalinhamento, atritos e desgaste do rolamento.

• Adaptabilidade a ambientes adversos: O transdutor pode operar de forma estável em ambientes de alta temperatura de -40°C a +180°C. O sistema geral é projetado de forma robusta, resistente a óleo, sujeira e corrosão.

• Fidelidade de sinal de longa distância: A configuração de comprimento do sistema de 10 metros (H10), combinada com cabos coaxiais de alta qualidade e condicionamento de sinal otimizado, garante a integridade do sinal em longas distâncias de transmissão.

• Engenharia e manutenção simplificadas: os componentes são totalmente intercambiáveis ​​sem exigir recalibração em campo, reduzindo significativamente o estoque de peças sobressalentes e o tempo de inatividade para reparos.

• Integração flexível do sistema: A saída de tensão padrão pode ser conectada diretamente ao DCS, PLC ou sistemas dedicados de monitoramento de vibração, atendendo a diversas necessidades de controle e proteção de automação.

2. Breve princípio de funcionamento do sistema

O sistema opera com base no efeito de correntes parasitas na indução eletromagnética. O oscilador de alta frequência dentro do condicionador de sinal IQS 450 aplica uma corrente constante de alta frequência através do cabo coaxial até a bobina na ponta do transdutor TQ 402/412, gerando um campo magnético alternado de alta frequência ao redor da bobina.

Quando este campo se aproxima de um alvo de metal condutor (por exemplo, uma superfície de eixo giratório), correntes parasitas são induzidas na camada superficial do alvo. Essas correntes parasitas geram um novo campo magnético oposto ao original, enfraquecendo assim o campo da bobina do transdutor e causando uma mudança na impedância efetiva da bobina. Esta mudança de impedância é função da distância (gap) entre a ponta do transdutor e a superfície alvo.

O circuito de precisão dentro do IQS 450 detecta e desmodula essa alteração de impedância, convertendo-a em um sinal de tensão CC (Opção B21) altamente linear em relação ao intervalo. A tensão de saída torna-se mais negativa à medida que o intervalo aumenta (por exemplo, -2V representa um intervalo pequeno, -18V um intervalo grande). Este sinal de tensão contém um componente DC estático (gap médio) e um componente AC dinâmico (vibração) da posição alvo e pode ser adquirido, analisado e processado diretamente por equipamento de monitoramento backend.

O sistema possui compensação de temperatura, suprimindo efetivamente alterações na resistência da bobina do transdutor e nas características do cabo causadas por variações de temperatura ambiente, garantindo assim estabilidade de medição a longo prazo.

3. Cenários típicos de aplicação

Este sistema com cabo de 10 metros de comprimento é particularmente adequado para equipamentos rotativos de médio a grande porte com pontos de monitoramento dispersos e longas distâncias de fiação:

1. Indústria de geração de energia:

• Turbinas a Vapor/Gás: Monitoramento da vibração do eixo (direção X/Y), posição axial e excentricidade de carcaças e rolamentos HP/IP/LP.

• Geradores: Monitoramento da vibração dos rolamentos. (Para monitoramento da tensão do eixo com escovas de aterramento, é necessária uma aplicação especial.)

• Turbinas Hidráulicas: Monitoramento do giro e folga da lâmina.

2. Petróleo, Gás e Petroquímica:

• Compressores centrífugos/axiais: Monitoramento da vibração e da posição axial de vários rolamentos de estágio para evitar oscilações e desgaste.

• Grandes trens de bombas: Monitoramento do status de vibração de bombas de transferência e bombas de água de alimentação.

• Equipamento acionado por turbina a gás: Aplicações em estações de compressão de dutos e plantas de GNL.

3. Indústria Pesada e Manufatura:

• Motores de alta velocidade, caixas de engrenagens: monitoramento de condições e diagnóstico de falhas.

• Indústria Siderúrgica: Monitoramento de vibração para ventiladores de grande porte, ventiladores de despoeiramento.

• Indústria de Papel: Monitoramento de rolamentos.

4. Propulsão Marítima: Monitoramento de vibração para principais conjuntos de turbinas de propulsão e caixas de redução.

4. Pontos-chave para instalação, configuração e comissionamento (para sistema H10)

1. Fase de Planejamento da Instalação:

• Planejamento de roteamento de cabos: Planeje com antecedência um caminho razoável para o cabo de 10 metros para evitar enrolamento redundante excessivo. Deixe folga suficiente para expansão térmica e vibração do equipamento, mas fixe-o com cuidado.

• Proteção contra interferência eletromagnética (EMI): Cabos longos são mais suscetíveis a atuar como antenas captando interferências. Certifique-se de que os cabos de sinal sejam roteados em bandejas/conduítes separados de fontes de interferência fortes, como cabos de alimentação e cabos de alimentação VFD, com um espaçamento paralelo mínimo >30 cm. Recomenda-se o uso de conduítes metálicos ou bandejas de cabos aterrados para blindagem adicional.

• Proteção do conector: Use luvas termorretráteis para vedar e evitar o afrouxamento dos conectores entre o transdutor e o cabo de extensão e entre o cabo de extensão e o condicionador, especialmente em ambientes com vibração ou potencial condensação.

2. Instalação Mecânica do Transdutor:

• Siga rigorosamente as restrições de instalação: Leia atentamente e siga todos os diagramas e tabelas na Seção 2.2 do Manual de Instalação (por exemplo, espaço livre, espaçamento, requisitos de diâmetro do eixo). Isto é fundamental para atingir o desempenho nominal do sistema.

• Configuração inicial da folga: Ajuste a folga mecanicamente usando calibradores de folga com a máquina parada.
  * Para Medição de Vibração: Recomenda-se definir o intervalo inicial próximo ao meio da faixa linear (~1,15 mm), correspondendo a uma saída de ~ -9,6V, permitindo margem suficiente para vibração bidirecional.
  * Para monitoramento de posição axial: Defina próximo a uma extremidade da faixa linear (próximo ou distante) com base na direção de movimento esperada.

• Preparação da área alvo: A superfície do eixo alvo deve ser lisa, limpa e de material uniforme. Evite arranhões, corrosão ou revestimentos locais, que podem causar 'desaparecimento elétrico' e interferir no sinal de vibração.

3. Fixação de cabos:

• Fixação antivibração: Dentro e fora da máquina, os cabos devem ser fixados com segurança a estruturas rígidas usando braçadeiras ou abraçadeiras em intervalos de 100-200 mm. Isto é crucial para um cabo de 10 metros para evitar sinais falsos de vibração do cabo.

• Raio de curvatura mínimo: Garanta curvas suaves com um raio não inferior a 20 mm ao longo de todo o percurso do cabo.

4. Conexão elétrica e verificação de inicialização:

• Alimentação e aterramento: Forneça uma fonte de alimentação estável de -24 VCC para o IQS 450. Certifique-se de que a blindagem do sistema esteja aterrada em um único ponto no lado do sistema de monitoramento para evitar que loops de aterramento introduzam ruído.

• Verificação de inicialização: Após a conexão, ligue. Com o alvo estacionário, meça a tensão de saída do IQS 450. Esta tensão deve estar entre -1,6V e -17,6V e corresponder aproximadamente ao intervalo inicial definido mecanicamente (pode ser estimado usando a curva de calibração para o aço VCL 140). Se a tensão estiver próxima do barramento de alimentação negativo ou zero, verifique as conexões, a fonte de alimentação e a condição do transdutor.

5. Ajuste Fino Elétrico Opcional:
Após a instalação mecânica e verificação básica, a calibração fina pode ser realizada para obter a melhor curva característica para aquela instalação específica:

• Use medidores de folga não condutores (por exemplo, fenólicos) ou um alvo de calibração padrão para alterar a folga para vários valores conhecidos em torno da folga inicial.

• Registre a tensão de saída correspondente do IQS 450 para cada lacuna.

• Trace a curva “intervalo vs. tensão” para verificar a sensibilidade e a linearidade do sistema para esta instalação real.

5. Acessórios de suporte e guia de seleção (com base nos documentos anexos)

• Cabo de extensão (EA 402): Usado quando o comprimento integral do cabo do transdutor é insuficiente. O comprimento total de 10 metros para este sistema já pode ser alcançado por um cabo integral longo ou uma combinação de cabos integrais + cabos de extensão.

• Adaptador de montagem da sonda (PA 151/152/153): Usado para montar o transdutor fora da carcaça da máquina, permitindo o ajuste da folga externamente para facilitar a manutenção.

• Passagem de cabo (SG 102): Usado para manter a vedação da carcaça (classificação de proteção IP 68) quando o cabo do transdutor passa através de um casco de pressão da máquina ou gabinete à prova de explosão.

• Caixa de Junção (JB 118): Utilizada para proteger o ponto de conexão entre o cabo do transdutor e o cabo de extensão em ambientes agressivos.

• Carcaça Industrial (ABA 15x): Utilizada para montagem em campo e proteção do condicionador de sinal IQS 450, proporcionando proteção IP 66.

• Adaptador de montagem (MA 130): Utilizado para fácil montagem do condicionador de sinal IQS 450 em trilho DIN padrão.

• Barreira/isolador de segurança (GSV 14x / GSI 124): Quando todo o sistema ou parte dele precisa ser instalado em uma atmosfera potencialmente explosiva (área perigosa), os componentes certificados correspondentes da versão à prova de explosão (A2/A3) devem ser selecionados e barreiras de segurança certificadas (por exemplo, GSV 14x para saída de tensão, GSI 124 para saída de corrente) devem ser instaladas entre as áreas seguras e perigosas para limitar a energia na área perigosa. Este modelo A1 é padrão e não é adequado para áreas perigosas.

6. Notas importantes e recomendações de manutenção

• Nunca modifique cabos: Absolutamente não corte ou emende o transdutor ou cabos de extensão no local. Isso destrói a calibração do sistema e a correspondência de impedância, levando à grave degradação ou falha do desempenho.

• Manuseio do conector: Aperte os conectores apenas manualmente. O aperto excessivo pode danificar as roscas e os pinos internos.

• Inspeção Regular: Durante as inspeções de rotina, verifique se o transdutor está solto, se o revestimento do cabo apresenta desgaste, cortes ou envelhecimento em alta temperatura e se os conectores estão apertados.

• Solução de problemas: Se a saída do sistema estiver anormal (por exemplo, sem saída, saída saturada, ruído excessivo), primeiro verifique a fonte de alimentação, as conexões dos cabos e o aterramento e, em seguida, verifique se há contaminação na superfície do transdutor ou alterações nas condições da superfície alvo.

• Armazenamento e transporte: Armazene os transdutores em um ambiente seco. Durante o transporte, recomenda-se colocar uma tampa plástica protetora sobre a ponta do transdutor para evitar impactos.