O IQS900 é um condicionador de sinal modular de alto desempenho da linha de produtos VM. É um componente crítico projetado especificamente para sistemas de monitoramento de condição e proteção de máquinas rotativas, usado para acionar e processar sinais de sensores de proximidade sem contato (como o TQ402/TQ412) com base no princípio de corrente parasita. O IQS900 destina-se a substituir o seu antecessor, o IQS450, não apenas igualando, mas muitas vezes excedendo o seu desempenho, ao mesmo tempo que introduz múltiplas melhorias modernas, tornando-o uma solução avançada que satisfaz as exigências de elevada fiabilidade, segurança e diagnósticos inteligentes nos sectores industriais actuais.
Este condicionador serve como o 'cérebro' central de um sistema completo de medição de proximidade (normalmente composto por um sensor TQ4xx, um cabo de extensão EA402 e o condicionador de sinal IQS900). Ele é responsável por excitar o sensor, processar o sinal fraco retornado e convertê-lo em um sinal de saída de tensão ou corrente padronizado e de alta precisão para uso em sistemas de monitoramento subsequentes. Isso permite o monitoramento contínuo de parâmetros importantes, como vibração mecânica, deslocamento axial e velocidade de rotação.
Principais recursos e benefícios
O conjunto de recursos do IQS900 foi projetado para oferecer desempenho de medição excepcional, alta flexibilidade do sistema e adaptabilidade ambiental robusta. Suas funções principais incluem:
Compatibilidade com modo de saída dupla:
Saída de corrente (2 fios): Fornece um sinal de corrente linear de -15,5 mA a -20,5 mA (correspondendo a faixas de medição de 2 mm ou 4 mm). Este modo é ideal para transmissão de sinais de longa distância, oferece forte imunidade a ruídos e facilita a conexão com barreiras ou isoladores de segurança de entrada de corrente.
Saída de tensão (3 fios): Fornece um sinal de tensão linear de -1,6 V a -17,6 V (correspondendo a faixas de medição de 2 mm ou 4 mm). Este modo apresenta impedância de saída muito baixa (<100 Ω em CC, <300 Ω a 20 kHz), permitindo acionar cargas de impedância de entrada mais altas e trabalhar com uma gama mais ampla de isoladores de terceiros com atenuação mínima de sinal.
Diagnóstico integrado (opcional):
Esta é uma grande atualização em relação às gerações anteriores. Os usuários podem optar por uma versão com diagnóstico (Opção de pedido C2).
Esta função monitora continuamente a integridade de toda a cadeia de medição, incluindo o sensor, o cabo coaxial e o próprio condicionador.
Ao detectar problemas como circuitos abertos, curtos-circuitos, danos no cabo, falha do sensor ou erros internos do condicionador, ele sinaliza imediatamente um alarme, direcionando o sinal de saída para fora de sua faixa normal de operação. Por exemplo, a saída de corrente normal deve estar entre -15,5 e -20,5 mA; corrente de saída superior a -15,5 mA ou inferior a -20,5 mA indica claramente uma falha no sistema.
Esse recurso é crucial para permitir a manutenção preditiva, reduzir o tempo de inatividade não planejado e melhorar a segurança geral do sistema.
Certificação de Nível de Integridade de Segurança (SIL):
Imunidade aprimorada:
O design do IQS900 melhora significativamente a resistência à interferência eletromagnética (EMI) e a distúrbios transmitidos pela rede elétrica (imunidade à tensão do quadro). Isso garante sinais de medição estáveis e precisos, mesmo em ambientes industriais com ruído elétrico, evitando alarmes falsos.
Interfaces de teste e sinal bruto:
Saída Bruta (RAW/COM): Fornece um sinal de tensão proporcional à folga da sonda do sensor (-0,8 a -8,8 V nominal) antes do condicionamento completo. Esta interface pode ser usada para diagnósticos avançados, comissionamento de sistemas ou conexão a equipamentos de teste especializados.
Entrada de teste (TEST/COM): Permite que um sinal de teste externo (±0,1 a 4,0 Vp-p nominal, acoplado em CC) seja injetado no sistema para verificar a funcionalidade de todo o canal de monitoramento (do condicionador em diante) sem mover fisicamente componentes mecânicos.
Mecanismos de proteção abrangentes:
Opções de montagem flexíveis:
Pode ser montado diretamente usando dois parafusos M4.
O adaptador de montagem em trilho DIN MA130 opcional (opção de pedido G2) permite fácil instalação em trilhos DIN padrão TH 35 (conforme EN 50022 / IEC 60715), facilitando muito a integração e manutenção em gabinetes de controle.
Blocos terminais removíveis:
Certificações abrangentes de proteção contra explosão:
Ex ec [Gás]: Adequado para Zona 2.
Ex ia [Gás]: Adequado para Zonas 0, 1, 2 (Segurança Intrínseca).
Ex ia [Poeira]: Adequado para Zonas 20, 21, 22 (Segurança Intrínseca).
O IQS900 está disponível em diversas versões certificadas (opção de pedido A5) para uso em áreas perigosas (atmosferas potencialmente explosivas). Seus modos de proteção incluem:
Possui certificações de diversas regiões globais, incluindo ATEX europeu, IECEx internacional, cCSAus norte-americano, KGS coreano, UK UKEX e EAC russo, garantindo conformidade para os mercados globais.
Explicação detalhada do princípio de funcionamento
O princípio de funcionamento central do IQS900 é o efeito de corrente parasita. Sua operação é um processo eletrônico preciso em circuito fechado, que pode ser dividido nas seguintes etapas:
Geração de sinal de excitação de alta frequência:
Conduzindo o sensor e a geração de correntes parasitas:
Este sinal de alta frequência é transmitido através do cabo coaxial para o sensor de proximidade TQ402 ou TQ412 conectado. O núcleo do sensor é uma bobina de precisão encapsulada em uma ponta de sonda feita de Torlon.
Quando a corrente de alta frequência flui através da bobina, ela gera um campo eletromagnético alternado de alta frequência ao seu redor.
Efeito de corrente parasita e perda de energia:
Quando a sonda do sensor se aproxima de um alvo de metal (normalmente um eixo de máquina), o campo eletromagnético alternado induz correntes de circuito fechado, chamadas correntes parasitas, dentro da superfície do alvo.
De acordo com a Lei de Lenz, essas correntes parasitas geram um novo campo magnético oposto ao campo original, resistindo às suas mudanças.
Este processo consome energia, causando uma alteração na impedância efetiva da bobina do sensor. Especificamente, tanto a indutância (L) quanto a resistência (R) da bobina mudam. A distância (lacuna) entre a sonda do sensor e o alvo determina diretamente o grau dessa perda de energia: uma lacuna menor resulta em um efeito de corrente parasita mais forte, maior perda de energia e mudança mais significativa na impedância da bobina.
Demodulação e Extração de Sinal:
A mudança na impedância da bobina do sensor modula (altera) a amplitude do sinal de alta frequência refletido de volta do sensor para o IQS900. A informação de distância é codificada nesta variação de amplitude.
O circuito demodulador dentro do IQS900 é responsável por detectar este sinal modulado de alta frequência. Ele atua como um receptor de rádio preciso, filtrando a onda portadora de alta frequência e extraindo apenas o sinal de variação de amplitude de baixa frequência (isto é, o envelope), que é proporcional ao intervalo.
Condicionamento de sinal e saída padronizada:
Amplificação: Aumenta o sinal de tensão fraca para um nível utilizável.
Linearização: Usa algoritmos internos e compensação de circuito para corrigir a não linearidade inerente do sensor, garantindo que a saída seja altamente linear com a lacuna mecânica em toda a faixa especificada.
Compensação de temperatura: Emprega um projeto de compensação de temperatura para minimizar o impacto das variações da temperatura ambiente na precisão da medição.
O sinal bruto demodulado é muito fraco e pode conter não linearidade e desvio de temperatura. O circuito de condicionamento do IQS900 o processa em vários estágios:
Após o condicionamento, o circuito produz um sinal de tensão CC limpo e estável que é precisamente proporcional ao intervalo.
Conversão do estágio de saída:
Modo de saída de tensão: saída direta através de um circuito seguidor de tensão com impedância de saída muito baixa (<100Ω). Isso garante que a tensão de saída permaneça estável mesmo com cabos longos ou impedância de carga menor.
Modo de saída de corrente: utiliza um circuito conversor VI (tensão em corrente) de precisão para converter proporcionalmente o sinal de tensão em um sinal de corrente na faixa de 4-20 mA (especificamente -15,5 a -20,5 mA). Este circuito mantém um valor de corrente constante, não afetado por alterações na resistência da carga (dentro de uma determinada faixa).
Operação da função de diagnóstico (se equipado):
O módulo de diagnóstico monitora continuamente os principais parâmetros, como amplitude do oscilador, valores de corrente/tensão do estágio de saída e tensão da fonte de alimentação.
Ele contém algoritmos complexos e comparadores de limites. Se algum parâmetro se desviar de uma janela de operação normal predefinida (por exemplo, circuito aberto da bobina do sensor causando falha no oscilador ou curto-circuito no cabo causando saída anormal), ele imediatamente substitui a saída de medição normal e a força para um valor de estado de falha predefinido (fora da faixa de -15,5/-1,6 V ou -20,5/-17,6 V), comunicando claramente uma condição de falha ao sistema de monitoramento a montante.
Aplicativos primários
O sistema IQS900 é a escolha ideal para os seguintes equipamentos críticos importantes:
Turbinas a Vapor, Turbinas a Gás: Monitoramento da vibração do rotor e frequência de passagem das pás.
Turbinas Hidrelétricas: Monitoramento de desvio do eixo e deslocamento axial.
Turbo Compressores (Centrífugos, Axiais): Monitoram a vibração para evitar danos causados por condições como surtos.
Bombas grandes, ventiladores: Monitoramento do status de vibração para evitar danos à vedação e ao rolamento.
Geradores, Motores: Monitoramento da condição dos rolamentos e uniformidade do entreferro.
