O acelerômetro piezoelétrico CA202 é um sensor de vibração industrial de alto desempenho da linha de produtos de vibrômetros da Meggitt, projetado para monitoramento de vibração de longo prazo em ambientes industriais agressivos e atmosferas potencialmente explosivas. Esta introdução do produto concentra-se no modelo 144-202-000-116, que é a versão certificada à prova de explosão (Ex) com cabo integral de 6 metros, adequado para medição de vibração em áreas perigosas (Zonas 0, 1, 2).
Este sensor apresenta um elemento de medição policristalino de modo de cisalhamento com isolamento interno da caixa, oferecendo um design robusto e simétrico com excelente estabilidade de temperatura, alta sensibilidade e uma ampla faixa de resposta de frequência. Seu cabo integral é envolto em uma mangueira flexível de proteção de aço inoxidável e hermeticamente soldado à caixa do sensor, formando um conjunto selado que é à prova de poeira, à prova d'água, resistente a óleo e resistente à corrosão, garantindo uma operação confiável a longo prazo em condições severas, como alta temperatura, alta umidade, poeira e névoa salina.
Como unidade de detecção 'front-end' de um sistema de monitoramento de vibração, o CA202 é normalmente integrado a amplificadores de carga vibro-meter® (por exemplo, série IPC70x), unidades de separação galvânica (GSI XXX) e sistemas de monitoramento subsequentes (por exemplo, sistemas MMS ou VM 600) para formar uma cadeia completa de medição de vibração. É amplamente utilizado para monitoramento de condições e aviso prévio de falhas em vários tipos de máquinas rotativas.
2. Principais recursos e benefícios
Design de alta confiabilidade: Apresenta uma caixa de aço inoxidável austenítico totalmente soldada e uma mangueira de proteção de aço inoxidável resistente ao calor, formando um conjunto hermeticamente selado que protege contra umidade, água, vapor, óleo, névoa salina, poeira, fungos e areia.
Adequação ambiental excepcional: O sensor opera em uma ampla faixa de temperatura de -55°C a +260°C, com o cabo capaz de suportar temperaturas contínuas de -55°C a +200°C, tornando-o adequado para ambientes extremamente frios e quentes.
Excelente desempenho elétrico e mecânico:
Alta Sensibilidade: 100 pC/g, permitindo detecção eficaz de sinais de vibração fracos.
Ampla resposta de frequência: 0,5 Hz a 6.000 Hz (±5%), cobrindo os componentes de frequência de vibração da maioria das máquinas industriais.
Alta resistência de isolamento: ≥10 ^ 9 Ω, garantindo transmissão de sinal limpa e minimizando interferência de vazamento.
Baixa sensibilidade transversal: ≤3%, melhorando a precisão da medição direcional.
Certificações abrangentes à prova de explosão: O modelo 144-202-000-116 possui certificações duplas de segurança intrínseca (Ex ia) e anti-faísca (Ex na). Ele está em conformidade com os requisitos de diversas regiões e padrões, incluindo Europa (ATEX), Internacional (IECEx), América do Norte (cCSAus), Coreia (KGS), Reino Unido (UKEX) e Rússia (EA3C RU), permitindo o uso seguro em áreas perigosas designadas.
Fácil instalação e manutenção: Fornece furos de montagem padrão para instalação segura usando os parafusos M6 e arruelas de pressão fornecidos. O produto é fornecido com calibração dinâmica de fábrica, normalmente eliminando a necessidade de recalibração no local.
3. Princípio de medição e antecedentes técnicos
O CA202 é um acelerômetro piezoelétrico. Seu núcleo é um sensor sísmico baseado no efeito piezoelétrico. A estrutura interna consiste em um ou mais elementos de cristal de quartzo ou cerâmica e uma massa sísmica. Quando o sensor vibra com o objeto medido, a massa sísmica aplica uma tensão mecânica periódica (em modo de cisalhamento ou compressão) aos cristais piezoelétricos.
De acordo com o efeito piezoelétrico, esse estresse mecânico gera um sinal de carga na superfície do cristal proporcional à aceleração aplicada. Este sinal de carga de alta impedância é transmitido através de um cabo de baixo ruído para um amplificador de carga externo (IPC XXX). O amplificador de carga converte o sinal de carga fraco em um sinal modulado em corrente de baixa impedância e resistente a interferências (por exemplo, 4-20 mA).
Este sinal de corrente pode ser transmitido por longas distâncias (mais de 1000 metros) através de um simples cabo blindado de dois núcleos. Finalmente, é enviado para uma unidade de separação galvânica (GSI XXX), que o demodula em um sinal de tensão proporcional à aceleração da vibração (ou velocidade após a integração). Este sinal de tensão é então processado, exibido e usado para geração de alarme por sistemas de monitoramento backend (por exemplo, PLC, DCS ou analisadores de vibração dedicados).
O CA202 pertence à categoria de “acelerômetros com condicionadores eletrônicos separados”. Suas vantagens incluem:
Tolerância extrema a temperaturas: O sensor em si não contém componentes eletrônicos e pode operar continuamente em ambientes de até 260°C.
Alta qualidade de sinal: O amplificador de carga pode ser colocado próximo ao sensor, mas em um ambiente mais favorável, reduzindo a perda de sinal e a interferência em longas distâncias de transmissão para o sinal de carga bruto.
Flexibilidade do sistema: Diferentes necessidades de medição podem ser adaptadas alterando amplificadores de carga com diferentes sensibilidades ou ajustando suas configurações.
4. Áreas de Aplicação
Com sua robustez, ampla faixa de temperatura e recursos à prova de explosão, o acelerômetro piezoelétrico CA202 é amplamente utilizado para monitoramento de vibrações nos seguintes setores industriais:
5. Instalação, fiação e precauções de segurança
5.1 Notas de pré-instalação
Segurança em primeiro lugar: Leia e siga rigorosamente as Diretrizes de Segurança que acompanham. Para equipamentos utilizados em atmosferas potencialmente explosivas, é essencial que as marcações à prova de explosão na placa de identificação do produto correspondam exatamente às descritas no Certificado de Exame de Tipo CE ou documento de certificação equivalente.
Qualificação do Pessoal: Os instaladores devem possuir formação técnica profissional em engenharia electrónica e mecânica (certificado/diploma profissional ou equivalente) e estar familiarizados com os procedimentos de segurança relevantes.
Proteção contra descarga eletrostática (ESD): Ao manusear o sensor e as placas de circuito dos condicionadores eletrônicos (amplificadores de carga), os procedimentos de manuseio do Dispositivo Sensível Eletrostático (ESD) devem ser seguidos, como usar uma pulseira antiestática e tocar um objeto metálico aterrado para descarregar a eletricidade estática.
5.2 Principais Pontos de Instalação Mecânica
Local de montagem: Priorize a montagem em componentes rígidos, como caixas de rolamentos, o mais próximo possível dos rolamentos. Evite a montagem em carcaças de máquinas ou estruturas com baixa rigidez para evitar que a sua própria ressonância introduza erros de medição.
Preparação da superfície de montagem:
A superfície deve ser plana, limpa e perpendicular ao eixo de medição.
Planicidade superficial recomendada ≤ 0,01 mm, grau de rugosidade N7.
Faça furos e rosqueie conforme desenho (4 x M6).
Fixação do sensor:
Use os parafusos Allen M6 x 35 e arruelas de pressão fornecidos.
Recomenda-se aplicar um adesivo trava-rosca de resistência média, como LOCTITE 241, nos parafusos para evitar afrouxamento devido à vibração.
Usando uma chave de torque, aperte os quatro parafusos uniformemente em um padrão cruzado. O torque final não deve exceder 15 N·m.
Fixação de cabos:
Utilize clipes de montagem adequados para tubos com aproximadamente 8 mm de diâmetro para fixar firmemente o cabo em intervalos de 100-200 mm.
Não dobre excessivamente o cabo. O raio de curvatura mínimo ≥ 50 mm deve ser mantido e um circuito suave de alívio de tensão deve ser formado nas curvas.
Evite passar o cabo perto de linhas de energia de alta tensão ou alta frequência para evitar interferência eletromagnética.
A fixação segura do cabo em intervalos regulares pode reduzir o ruído de baixa frequência causado pelo efeito triboelétrico.
5.3 Conexão Elétrica e Integração de Sistemas
O CA202 deve ser integrado a equipamentos vibro-meter® compatíveis para formar uma cadeia de medição completa:
Amplificador de carga (IPC XXX): Monte em um local com vibração mínima e temperatura ambiente adequada (-25°C a +70°C). Conecte corretamente o cabo integral do CA202 e o cabo de transmissão (série K 2XX) às réguas de terminais do amplificador de acordo com o diagrama de fiação.
Cabo de Transmissão (K 2XX): Um cabo blindado de núcleo duplo usado para conectar o amplificador de carga à unidade de separação galvânica. Pode ser encaminhado através de um conduíte metálico flexível (por exemplo, KS 106) para proteção mecânica adicional.
Unidade de Separação Galvânica (GSI XXX): Normalmente montada em um trilho DIN dentro de um gabinete ou sala de controle. Ele fornece energia para o circuito de dois fios e lê o sinal de corrente, convertendo-o em um sinal de tensão para o sistema de monitoramento. Observe que a blindagem do cabo de transmissão não deve ser aterrada na extremidade da unidade de separação galvânica para evitar circuitos de aterramento.
Aterramento: Siga rigorosamente os requisitos do Manual de Instalação (por exemplo, Figuras 5-11, 6-13) para aterramento de ponto único. O aterramento correto de todo o sistema é crucial para a supressão de ruído e a precisão da medição.
5.4 Requisitos Especiais para Atmosferas Potencialmente Explosivas
A instalação, operação e manutenção devem cumprir rigorosamente as Condições Especiais para Uso Seguro especificadas na seção 'Programação' do Certificado de Exame de Tipo CE do produto ou seu equivalente.
Qualquer modificação, transformação ou reparo realizado sem a autorização por escrito da Vibro-Meter / Meggitt invalidará a certificação à prova de explosão e a garantia do produto.
Certifique-se de que o ambiente de instalação (temperatura, grupo de gás, etc.) esteja em conformidade com a marcação à prova de explosão do produto (por exemplo, T6...T2).
6. Manutenção e Suporte Técnico
Manutenção de rotina: Inspecione periodicamente a fixação mecânica do sensor e do cabo quanto à segurança e verifique se há danos físicos ou amassados. Inspecione a integridade da vedação das caixas de junção e caixas do amplificador.
Não é necessária calibração regular: O produto é fornecido com calibração dinâmica precisa de fábrica. A recalibração no local normalmente não é necessária, a menos que haja suspeita de dados após choque grave ou operação anormal.
Solução de problemas: Se os sinais de medição forem anormais, verifique sistematicamente a cadeia de medição: A montagem do sensor está segura? As conexões dos cabos estão firmes e corretas? O aterramento está adequado? A fonte de alimentação está normal?
Suporte Técnico e Reparo: Para falhas não resolvidas, entre em contato com a Meggitt SA ou seu representante local autorizado. Os usuários nunca devem desmontar eles próprios o sensor ou os condicionadores eletrônicos. Todos os reparos devem ser realizados por pessoal treinado e qualificado e autorizado pela Meggitt.
