O TQ902 é um sensor de proximidade sem contato de alto desempenho baseado no princípio de correntes parasitas da linha de produtos VM. Ele serve como o componente principal de uma cadeia de medição de proximidade completa, que normalmente consiste no sensor TQ902, um cabo de extensão EA902 opcional e um condicionador de sinal IQS900.
O sensor TQ902 foi projetado especificamente para monitoramento de condições e sistemas de proteção de máquinas rotativas. Sua função principal é medir com precisão o deslocamento relativo (folga) entre a sonda do sensor e um alvo metálico (normalmente o eixo de uma máquina rotativa). Utilizando um método sem contato, ele converte alterações mínimas no intervalo mecânico em variações nos parâmetros elétricos, fornecendo dados brutos para posterior condicionamento de sinal e tomada de decisão do sistema.
O TQ902 é um substituto em forma, ajuste e funcionalidade equivalente para os sensores da série TQ4xx, com otimizações em materiais e design, igualando ou até mesmo excedendo seu desempenho.
Este sistema é amplamente utilizado em equipamentos críticos, como turbinas a vapor, turbinas a gás, turbinas hidráulicas, turbocompressores, grandes bombas, ventiladores, geradores e motores para monitorar a vibração radial do eixo, deslocamento axial (posição de empuxo) e velocidade de rotação (Keyphasor). É uma unidade de detecção indispensável para obter proteção de máquinas, manutenção preditiva e segurança funcional (por exemplo, Sistemas de Detecção de Excesso de Velocidade - ODS). Toda a cadeia de medição atende aos requisitos da API 670 5ª Edição.
Principais recursos e benefícios
O design do sensor TQ902 visa fornecer medições confiáveis, estáveis e precisas em ambientes industriais extremos. Seus principais recursos incluem:
Princípio de medição de correntes parasitas sem contato:
Utiliza efeito de corrente parasita maduro para medição, evitando completamente o contato com o alvo giratório de alta velocidade, eliminando desgaste e proporcionando uma vida útil extremamente longa e alta confiabilidade.
Capaz de medir alvos feitos de diversos materiais metálicos, oferecendo uma ampla gama de aplicações.
Resiliência ambiental e de alta temperatura:
Ampla faixa de temperatura operacional: O corpo do sensor pode operar continuamente em temperaturas ambientes de -40°C a +180°C e suportar temperaturas de sobrevivência de curto prazo de até +220°C (por um máximo de 2 horas), adequado para vários ambientes industriais de alta temperatura, como locais próximos a carcaças de rolamentos de turbinas.
Classificação de proteção excepcional: A cabeça do sensor (sonda e cabo integral) possui uma classificação de proteção IP68, oferecendo proteção completa contra entrada de poeira e imersão contínua, garantindo operação estável em ambientes agressivos, úmidos, oleosos e empoeirados.
Construção Mecânica Robusta:
Material da sonda: A bobina sensível do sensor é encapsulada com precisão dentro da ponta da sonda feita de PPS (sulfeto de polifenileno), um termoplástico de engenharia de alto desempenho e alta temperatura. O material PPS oferece excelente resistência a altas temperaturas, produtos químicos e resistência mecânica.
Material do corpo: O corpo do sensor é fabricado em aço inoxidável AISI 316L e é preso com segurança à seção da sonda, garantindo integridade estrutural geral e resistência à corrosão.
Projeto de resistência à pressão: O sensor pode suportar um diferencial de pressão máximo de 6 bar (100 psid) entre a ponta da sonda e o corpo, adequado para ambientes de instalação com gradientes de pressão.
Configuração e instalação flexíveis:
Vários tipos de rosca: oferece opções de rosca métrica (M10×1, M14×1,5, M16×1,5) e imperial (3/8'-24UNF, 5/8'-18UNF, 1/2'-20UNF) para atender aos requisitos de instalação para diferentes regiões e equipamentos em todo o mundo.
Dimensões personalizáveis: O comprimento do corpo (C) e o comprimento sem rosca (D) podem ser personalizados em incrementos de 1 mm dentro de uma faixa especificada (por exemplo, 20 mm a 250 mm) para se adaptar a diferentes profundidades de furos de montagem e estruturas mecânicas.
Vários comprimentos de cabo: Fornece vários comprimentos de cabo integrais (E) (por exemplo, 0,5 m, 1,0 m, 1,5 m, 2,0 m, 5,0 m, 10,0 m), que podem ser combinados com cabos de extensão EA902 para atingir comprimentos totais do sistema (TSL) de 1 m, 5 m ou 10 m, atendendo aos requisitos de distância de fiação no local.
Certificações abrangentes de proteção contra explosão:
Disponível em versões certificadas à prova de explosão (código de opção de pedido A5) para uso em áreas perigosas (atmosferas potencialmente explosivas).
No modo de proteção “Ex ec”, o próprio TQ902 atua como um “Aparelho Simples” e, quando utilizado com um condicionador de sinal IQS900 certificado para “Ex ec”, pode ser aplicado em ambientes de gás Zona 2.
No modo de proteção de segurança intrínseca “Ex ia”, o TQ902 também atua como um “Aparelho Simples” e, quando utilizado com um IQS900 certificado para “Ex ia”, pode ser aplicado em ambientes de gás Zona 0, 1, 2 e ambientes de poeira Zona 20, 21, 22.
Possui certificações de várias regiões globais, incluindo ATEX europeu, IECEx internacional, cCSAus norte-americano, KGS coreano, UK UKEX e EAEU do Cazaquistão.
Kits de proteção opcionais:
Mangueira flexível de aço inoxidável com bainha FEP: A mangueira flexível opcional de aço inoxidável com bainha FEP (etileno propileno fluorado) fornece proteção mecânica selada (à prova de vazamentos) e isolamento elétrico para o cabo do sensor. A bainha FEP também oferece resistência a quase todos os produtos químicos, baixa permeabilidade (contra líquidos, gases, umidade), flexibilidade, baixo atrito e alta resistência mecânica, protegendo eficazmente o cabo contra danos em condições operacionais exigentes.
Excelente resistência à vibração e ao choque:
Capaz de suportar vibração de pico de 5 g entre 10 Hz e 500 Hz e aceleração de choque de pico de 15 g (pulso meio senoidal, duração de 11 ms), garantindo fornecimento de sinal estável mesmo próximo a máquinas com vibração vigorosa.
Intercambialidade de componentes:
Forma uma cadeia de medição calibrada com o cabo de extensão EA902 e o condicionador de sinal IQS900, onde todos os componentes são intercambiáveis. Isto significa que qualquer componente pode ser substituído sem recalibrar todo o sistema, reduzindo significativamente os custos de manutenção e a complexidade do inventário.
Explicação detalhada do princípio de funcionamento
O sensor TQ902 é o iniciador de sinal para toda a cadeia de medição. Seu princípio de funcionamento é baseado na indução eletromagnética e no efeito de correntes parasitas. Este é um processo físico que converte alterações mecânicas de folga em alterações de indutância, detalhado nas seguintes etapas:
Estabelecimento de campo eletromagnético de alta frequência:
O sensor requer acionamento de um condicionador de sinal IQS900 downstream. Um oscilador de alta frequência dentro do IQS900 gera uma corrente senoidal CA estável e de alta frequência (normalmente na faixa de MHz).
Esta corrente de alta frequência é transmitida via cabo coaxial para a bobina de precisão dentro do sensor TQ902. Esta bobina é feita de fio enrolado e encapsulada na ponta da sonda de material PPS.
Geração de correntes parasitas e dissipação de energia:
Quando a corrente de alta frequência flui através da bobina, ela gera um campo eletromagnético alternado de alta frequência no espaço circundante. Este campo penetra no material PPS na parte superior da sonda do sensor e se estende para o espaço à frente.
Quando a sonda do sensor se aproxima de um alvo de metal (por exemplo, um eixo), o campo eletromagnético alternado induz correntes de circuito fechado, chamadas correntes parasitas, na superfície do alvo.
De acordo com a Lei de Lenz, essas correntes parasitas geram um novo campo magnético induzido em direção oposta ao campo original, sempre tentando se opor à mudança no campo que as criou.
Modulação de Impedância do Sensor:
À medida que as correntes parasitas fluem dentro do alvo, elas geram calor devido às propriedades resistivas do material, dissipando energia. Essa energia vem da fonte (IQS900) que aciona a bobina.
Esta dissipação de energia se manifesta como uma mudança na impedância efetiva da bobina do sensor. Especificamente, tanto a indutância da bobina (L) quanto a resistência efetiva (R) diminuem.
Ponto-chave: A lacuna (distância) entre a ponta de prova do sensor e o alvo de metal determina diretamente a força do efeito da corrente parasita, governando assim o grau de alteração da impedância da bobina. Uma lacuna menor resulta em um acoplamento de campo eletromagnético mais forte, correntes parasitas induzidas mais fortes, maior perda de energia e mudança mais significativa na impedância da bobina. Por outro lado, uma lacuna maior resulta em menos alteração de impedância.
Transmissão de sinal:
A mudança na impedância da bobina modula (altera) a amplitude do sinal de alta frequência refletido de volta pelo IQS900. Essencialmente, a informação do intervalo é codificada na variação de amplitude deste sinal de alta frequência.
Este sinal modulado de alta frequência é retornado através do cabo coaxial ao condicionador de sinal IQS900 para processamento posterior.
Fluxo de trabalho: IQS900 fornece corrente de alta frequência → A bobina TQ902 gera um campo magnético alternado → Induz correntes parasitas no alvo de metal → Correntes parasitas causam dissipação de energia → Mudanças na impedância da bobina → A mudança de impedância modula a amplitude do sinal de retorno → O sinal modulado retorna para IQS900.
O próprio TQ902 não emite diretamente um sinal de tensão ou corrente proporcional ao intervalo. Ele realiza a primeira etapa da “conversão eletromecânica”, transformando alterações no gap mecânico em alterações nos parâmetros elétricos (impedância/indutância). Tarefas complexas subsequentes de processamento de sinal - demodulação (extração de variação de amplitude do sinal de alta frequência), amplificação, linearização, compensação de temperatura e saída padronizada (conversão para sinais de 4-20mA ou -1 ~ -17V DC) - são todas executadas pelo condicionador de sinal IQS900 downstream. O desempenho e a precisão do TQ902 são a base e a garantia para a medição de alta precisão de todo o sistema.
Aplicação e Importância na Cadeia Completa de Medição
Como unidade de detecção, o TQ902 desempenha um papel vital na cadeia completa de medição composta por 'Sensor - Cabo - Condicionador de Sinais':
Front End para Sistemas de Proteção de Máquinas: Monitora continuamente a vibração e a posição do eixo e quando a amplitude ou deslocamento da vibração excede os limites de segurança, o sistema aciona alarmes ou desligamentos para evitar danos catastróficos ao equipamento.
Base para monitoramento e diagnóstico de condições: O sinal bruto que ele fornece contém informações valiosas sobre o estado da máquina. A análise de espectros e tendências de vibração pode diagnosticar falhas precoces, como desequilíbrio do rotor, desalinhamento e desgaste dos rolamentos, permitindo a manutenção preditiva.
Componente-chave em aplicações de segurança funcional: Quando combinado com um IQS900 com diagnóstico (certificado SIL 2), toda a cadeia de medição pode ser usada em Sistemas Instrumentados de Segurança (SIS), como Sistemas de Proteção contra Excesso de Velocidade (ODS), fornecendo proteção para operações de segurança da planta que atendem aos padrões de segurança internacionais (IEC 61508, ISO 13849).
Ponto de partida para transmissão de longa distância: Quando seu sinal é convertido em um sinal de corrente (2 fios) pelo IQS900 e transmitido através de unidades de isolamento como o GSI127, a transmissão do sinal em distâncias de até 1 quilômetro pode ser alcançada, adequada para monitoramento distribuído em grandes plantas.
