CE281 444-281-000-111 Пьезоэлектрический акселерометр

CE281 444‑281‑000‑111 — это пьезоэлектрический акселерометр премиум-класса из известной линейки продуктов Vibro‑meter® компании Meggitt, специально разработанный для промышленного мониторинга вибрации в потенциально взрывоопасных средах, где целостность сигнала на больших расстояниях, прочная конструкция и искробезопасность имеют первостепенное значение. Эта версия с сертификатом Ex оснащена встроенной электроникой, которая выполняет встроенное преобразование заряда в ток, устраняя необходимость во внешнем усилителе заряда и обеспечивая выходной сигнал с модуляцией тока, который по своей природе невосприимчив к емкости кабеля и электромагнитным помехам. Оснащенный прочным байонетным разъемом (MS3112E8-3P), CE281 444-281-000-111 предназначен для постоянной установки в опасных зонах, где могут присутствовать легковоспламеняющиеся газы, пары или пыль, обеспечивая как искробезопасность (Ex ia), так и защиту от искр (Ex nA) в соответствии с самыми строгими международными стандартами.

Датчик сочетает в себе расположенный по центру симметричный пьезоэлектрический элемент, работающий в сдвиговом режиме, и встроенную электронику, заключенную в герметичную цельнометаллическую конструкцию. Головка датчика, гибкая защитная трубка из нержавеющей стали и корпус электроники сварены в единый герметичный узел, обеспечивающий абсолютную защиту от охлаждающих жидкостей, смазочных материалов, воды, пара, масла, солевого тумана, пыли, грибка и песка. Эта прочная конструкция обеспечивает десятилетия надежной работы в суровых и опасных условиях, включая нефтеперерабатывающие заводы, химические заводы, газовые терминалы и морские платформы.

CE281 444-281-000-111 обеспечивает номинальную чувствительность 10 мкА/г, динамический диапазон измерения от 0,0001 г до 200 г пикового значения и частотную характеристику от 3 Гц до 7000 Гц с допуском <±5 %. Его высокая резонансная частота (типично 25 кГц) обеспечивает точный захват высокочастотных составляющих вибрации, включая частоты зубчатого зацепления и прохождения лопастей. Сенсорная головка работает непрерывно при температуре от –55 °C до 260 °C, а электроника рассчитана на температуру от –40 °C до 125 °C, что позволяет использовать широкий спектр промышленных процессов.

Байонетный разъем (MS3112E8‑3P) обеспечивает безопасный интерфейс быстрого подключения, который соединяется со стандартными байонетными разъемами CG134 (MS3112E08‑3S), упрощая установку и обслуживание в опасных зонах. Эта версия Ex имеет несколько международных сертификатов, включая ATEX (II 1 G Ex ia IIC T6…T2 Ga и II 3 G Ex nA IIC T6…T2 Gc), IECEx, CCSAus (Класс I, раздел 1 и 2, группы A-D; класс I, зона 0 и 2), KGS и TR CU (Российская Федерация), что делает ее подходящей для глобального развертывания в классифицированных зонах 0, 1 и 2, а также в дивизионе 1. и 2 места в Северной Америке.

Во введении к продукту представлено подробное описание CE281 444-281-000-111, включая основные функции, области применения, подробные технические характеристики в табличной форме, рекомендации по установке, информацию для заказа и доступные аксессуары. Вся информация взята из официального технического паспорта Meggitt (CE281-011, 2021 г.) и отражает стремление компании к техническому совершенству, безопасности и поддержке клиентов в экстремальных условиях.

Ключевые особенности и преимущества

Сертифицировано для взрывоопасных зон – CE281 444-281-000-111 одобрен для использования в потенциально взрывоопасных средах с несколькими сертификатами: ATEX (II 1 G Ex ia IIC T6…T2 Ga и II 3 G Ex nA IIC T6…T2 Gc), IECEx (Ex ia IIC T6…T2 Ga и Ex nA IIC T6…T2 Gc), CCSAus (Класс I, Раздел 1 и 2, группы A-D, класс I, зона 0 и 2; AEx ia/nA IIC T6…T2 Ga/Gc), KGS (Ex ia IIC T6…T2) и TR CU (0Ex ia и 2Ex nA IIC T6…T2 Ga/Gc). Это обеспечивает глобальное соответствие требованиям и безопасную работу в самых требовательных приложениях.

Встроенная электроника — встроенный преобразователь заряда в ток исключает использование внешних формирователей сигнала, что снижает стоимость и сложность системы. Модулированный по току 2-проводной выход по своей природе невосприимчив к емкости кабеля и шуму, что позволяет передавать сигнал на большие расстояния без ухудшения качества, что является критически важной особенностью на крупных промышленных предприятиях.

Герметично сваренная цельнометаллическая конструкция . Головка датчика, гибкая защитная трубка из нержавеющей стали и корпус электроники сварены в единый герметичный узел, непроницаемый для 100 % относительной влажности, воды, пара, масел, солевых брызг, пыли, грибков и песка. Это обеспечивает десятилетия надежной работы в суровых и опасных условиях без риска попадания загрязнений.

Широкий температурный диапазон . Головка датчика работает в диапазоне от –55 °C до 260 °C непрерывно (кратковременно до 290 °C), а электроника работает в диапазоне от –40 °C до 125 °C, что делает датчик пригодным для мониторинга высокотемпературного оборудования в опасных зонах, например, газовых турбин и компрессоров.

Высокая чувствительность и широкий динамический диапазон . Благодаря чувствительности 10 мкА/г ±5 % и диапазону измерения от 0,0001 г до 200 г пикового значения датчик фиксирует как незначительные вибрации подшипников, так и события дисбаланса с высокой амплитудой. Перегрузочная способность до 2000 г защищает от ударных переходных процессов.

Отличная частотная характеристика — ровная характеристика <±5 % в диапазоне от 3 Гц до 7000 Гц в сочетании с типичной резонансной частотой 25 кГц позволяет точно измерять как динамику низкоскоростного оборудования, так и высокочастотные дефекты зубчатых передач и подшипников.

Встроенная изоляция корпуса . И сенсорный элемент, и электроника изолированы от корпуса, что предотвращает образование контуров заземления и упрощает установку без электрически изолированных монтажных поверхностей.

Низкая поперечная чувствительность . Поперечная чувствительность составляет менее 3 % при частоте 15 Гц и нагрузке 5 g, что гарантирует, что датчик реагирует преимущественно на предполагаемую ось измерения, сводя к минимуму перекрестные помехи.

Прочный байонетный разъем . Стандартный байонетный разъем MS3112E8‑3P обеспечивает безопасный, виброустойчивый и быстроразъемный интерфейс, совместимый с широко распространенными ответными разъемами CG134 (MS3112E08‑3S). Это упрощает замену на местах и ​​прокладку кабелей в опасных зонах.

Заводская калибровка – динамическая калибровка при частоте 120 Гц и пиковой нагрузке 5 g обеспечивает точность с момента поставки; при нормальном использовании последующая калибровка не требуется, что снижает затраты на техническое обслуживание.

Глобальные одобрения — маркировка CE, сертификат EAC, соответствие RoHS и стандартам EN 61000‑6‑2, EN 61000‑6‑4 и EN 61010‑1, что обеспечивает пригодность для промышленного применения по всему миру в опасных зонах.

Приложения

CE281 444‑281‑000‑111 идеально подходит для мониторинга вибрации во взрывоопасных зонах и суровых промышленных условиях, в том числе:

• Нефтяная и газовая промышленность . Мониторинг компрессоров, насосов, турбин и поршневого оборудования на нефтеперерабатывающих заводах, газоперерабатывающих заводах и морских платформах, где присутствуют горючие газы и требуется защита Ex ia/Ex nA.

• Химические и нефтехимические заводы . Наблюдение за реакторами, смесителями, центрифугами и вентиляторами в классифицированных зонах 0, 1 и 2, где могут присутствовать взрывоопасные пары или пыль.

• Производство электроэнергии – измерение вибрации газовых и паровых турбин, генераторов и вспомогательного оборудования на когенерационных и тепловых электростанциях с потенциально взрывоопасной атмосферой.

• Горнодобывающая промышленность и переработка полезных ископаемых . Мониторинг дробилок, мельниц, конвейеров и вентиляторов на предприятиях по переработке угля и переработке полезных ископаемых, где существует риск взрыва пыли.

• Фармацевтическая и пищевая промышленность . Мониторинг вибрации в зонах работы с растворителями и во взрывоопасных средах, где искробезопасность является обязательной.

• Морское и морское оборудование — двигательные установки, палубное оборудование и грузовые насосы на танкерах и судах FPSO, работающих в классах опасных зон.

• Испытание и измерение в опасных зонах — временные или постоянные установки для проверки производительности и профилактического обслуживания во взрывоопасных зонах.

Подробное описание версии с Ex-байонетом (444-281-000-111)

CE281 444‑281‑000‑111 — это сертифицированный по взрывобезопасности вариант устаревшего семейства CE281, оснащенный байонетным разъемом (MS3112E8‑3P) и одобренный для установки в потенциально взрывоопасных средах. Этот датчик разработан с учетом строгих требований IEC 61508 по функциональной безопасности и директив ATEX для оборудования во взрывоопасных зонах. Сертификация Ex распространяется как на искробезопасность (Ex ia) для зон 0, 1 и 2, так и на отсутствие искр (Ex nA) для зоны 2, что обеспечивает гибкость для различных классификаций опасных зон. Эта двойная сертификация позволяет использовать один и тот же датчик в широком диапазоне взрывоопасных зон, упрощая инвентаризацию и снижая сложность проектирования.

Внутренняя архитектура датчика состоит из расположенного в центре симметричного пьезоэлектрического элемента сдвигового режима, изготовленного из поликристаллического материала. Эта конструкция обеспечивает превосходную стабильность, низкую поперечную чувствительность и высокую устойчивость к деформациям основания и температурным переходным процессам. Встроенная электроника преобразует заряд, генерируемый пьезоэлектрическим элементом, в пропорциональный сигнал тока. Модулированный по току выход (2-проводная система) передает как питание на датчик, так и сигнал от датчика по одним и тем же двум проводникам, что упрощает прокладку кабелей и снижает затраты на установку. Поскольку выходной сигнал представляет собой сигнал тока, он в значительной степени нечувствителен к емкости кабеля и электромагнитным помехам, что позволяет прокладывать кабели на несколько сотен метров без затухания или ухудшения качества сигнала, что является решающим преимуществом в крупных промышленных комплексах, где датчики могут быть расположены далеко от панелей мониторинга.

Вся измерительная цепь от чувствительного элемента до разъема защищена герметичной механической конструкцией. Головка датчика приварена к гибкой защитной трубке из нержавеющей стали (1.4541), которая, в свою очередь, приварена к корпусу электронного блока (1.4441). Эта непрерывная сварная сборка гарантирует, что влага, масло или загрязнения не смогут проникнуть во внутренние компоненты. Защитная трубка рассчитана на то, чтобы выдерживать многократные изгибы и механические нагрузки, что делает CE281 444-281-000-111 подходящим для установок, где кабель необходимо прокладывать через ограниченное пространство или через движущиеся части в опасных зонах.

Корпус электроники содержит все схемы формирования сигнала, включая преобразователь заряда в ток, стабилизатор напряжения и выходной драйвер. Для взрывоопасных установок электроника оснащена искробезопасными барьерами, которые ограничивают энергию, доступную датчику, предотвращая воспламенение взрывоопасных сред. Корпус рассчитан на работу при температуре до 125 °C, что достаточно для большинства промышленных применений, где электроника может быть установлена ​​удаленно от головки горячего датчика. Головку датчика, рассчитанную на температуру 260 °C, можно размещать непосредственно на горячих поверхностях оборудования, а электронику можно размещать в более прохладном месте благодаря гибкой длине кабеля (указывается при заказе). Такое разделение тепловых зон продлевает общий срок службы и надежность системы.

Байонетный разъем (MS3112E8‑3P) изготовлен из нержавеющей стали и обеспечивает быстрое соединение с принудительной фиксацией. Механизм байонетного соединения обеспечивает надежное виброустойчивое соединение, а также позволяет легко заменять кабель или датчик без инструментов. Для взрывоопасных применений ответный разъем и кабели должны быть утвержденного типа (например, байонетные разъемы CG134 с соответствующей сертификацией взрывобезопасности) для обеспечения целостности системы безопасности. Проводка должна соответствовать конкретным параметрам, указанным в сертификатах Ex, включая ограничения по максимальному напряжению, току и емкости. Обратите внимание, что контакты B и C байонетного разъема должны быть соединены вместе снаружи (как показано на электрической схеме) – обычно это делается в ответном разъеме или распределительной коробке.

CE281 444-281-000-111 имеет двойную сертификацию для Ex ia и Ex nA, что означает, что его можно использовать в зоне 0 (постоянная взрывоопасная среда) с искробезопасными барьерами, а также в зоне 2 (редко взрывоопасная атмосфера) с искробезопасной защитой. Температурная классификация T6…T2 охватывает широкий диапазон температур воспламенения, при этом фактический T-код зависит от температуры окружающей среды и конкретных параметров модели. Точный Т-код и особые условия безопасного использования указаны в отдельных сертификатах Ex (KEMA 04 ATEX 1055, IECEx DEK 15.0029 и т. д.), доступных у Meggitt.

Эта устаревшая версия серии (оканчивающаяся на 111) является предшественником более позднего варианта 113 с идентичными механическими и электрическими характеристиками, но более старыми кодами заказа. CE281 444‑281‑000‑111 является прямой заменой Ex-байонета более ранней модели 112? На самом деле 011/111/211 являются устаревшими; 113.013.213 обновлены. CE281 444-281-000-111 остается полностью взаимозаменяемым с более поздними версиями и по-прежнему поддерживается существующими системами.

Рекомендации по установке и монтажу

Правильная установка необходима для достижения заданных характеристик и сохранения сертификата Ex CE281 444-281-000-111. Следующие рекомендации основаны на рекомендуемых методах Meggitt и требованиях применимых сертификатов Ex:

• Крепление головки датчика . Головка датчика крепится с помощью трех болтов с внутренним шестигранником M4×16 и трех пружинных стопорных шайб M4. Рекомендуемый момент затяжки составляет 4,5 Нм (3,3 фунт-фута). Монтажная поверхность должна быть ровной, чистой, без заусенцев и краски, чтобы обеспечить полный контакт и постоянную предварительную нагрузку. Для оптимального воспроизведения высоких частот рекомендуется шероховатость поверхности 1,6 мкм (63 микродюйма) или выше.

• Монтаж корпуса электронного блока . Корпус электронного блока крепится с помощью четырех болтов с внутренним шестигранником M6×35 с пружинными стопорными шайбами ​​M6, затянутых с моментом 15 Нм (11,1 фунт-фут). Кожух можно прикрепить к кронштейну, панели или конструкции машины. Убедитесь, что монтажная поверхность жесткая, чтобы избежать относительного движения между корпусом и головкой датчика, которое может вызвать напряжение кабеля.

• Прокладка кабеля . Гибкую защитную трубку следует прокладывать с таким радиусом изгиба, чтобы избежать перекручивания или сдавливания. Хотя конкретный минимальный радиус изгиба в технических характеристиках не указан, общая практика для аналогичных шлангов из нержавеющей стали заключается в поддержании радиуса не менее 50 мм (2 дюйма). Закрепляйте кабель через регулярные промежутки времени с помощью P-образных зажимов или кабельных стяжек, но избегайте чрезмерного затягивания, которое может деформировать шланг. Не подвергайте кабель многократному сгибанию в одной и той же точке, так как это может привести к усталости.

• Электрические соединения – Искробезопасность Ex ia – Для установок Ex ia датчик должен быть подключен через одобренный блок гальванической развязки (например, GSI127) или искробезопасный барьер, который ограничивает напряжение и ток до уровней, указанных в сертификате Ex. Напряжение питания должно находиться в пределах 15–28 В постоянного тока, а ток смещения — в пределах 5–8 мА. Емкость и индуктивность кабеля должны находиться в допустимых пределах во избежание искрового возгорания. Контакты байонетного разъема B и C должны быть соединены между собой снаружи. Для обеспечения полной безопасности используйте только сертифицированные Ex-сертифицированные кабели и разъемы (например, байонетные разъемы CG134 с соответствующим сертификатом, использующие кабель K210).

• Электрические соединения – Ex nA, искробезопасность – Для установок Ex nA применяются те же основные электрические параметры, но требования к барьерности менее строгие. Однако вся проводка должна выполняться в соответствии с условиями сертификата Ex nA, включая использование подходящих кабельных вводов и корпусов для предотвращения искрения во время нормальной работы. Тем не менее, требуется внешнее подключение контактов B и C.

• Заземление и экранирование . Встроенная изоляция корпуса означает, что ни головка датчика, ни корпус электроники не имеют электрического соединения с сигнальной землей. Это предотвращает образование контуров заземления. Однако для взрывоопасных установок экранирование и заземление должны выполняться в соответствии с требованиями сертификата Ex, обычно включая подключение к защитному заземлению на панели управления. Следуйте указаниям руководства по установке датчиков вибрации CExxx и PVxxx и специальной документации Ex.

• Тепловые соображения . Убедитесь, что головка датчика используется в указанном температурном диапазоне. Если головка датчика установлена ​​на поверхности, температура которой превышает 260 °C, используйте комплект теплоизоляции (MA133) или монтажный адаптер (TA102, TA104) для уменьшения теплопередачи. Корпус электроники должен поддерживаться при температуре ниже 125 °C; если температура окружающей среды выше, обеспечьте принудительное охлаждение или переместите корпус в более прохладную зону.

• Меры предосторожности в опасных зонах – Установка должна выполняться компетентным персоналом, прошедшим обучение взрывобезопасной практике. Вся проводка, кабельные вводы и распределительные коробки должны соответствовать местным нормам и соответствующим стандартам Ex. Датчик и связанные с ним кабели должны быть защищены от механических повреждений и химического воздействия. Регулярные проверки и техническое обслуживание в соответствии с процедурами безопасности на предприятии являются обязательными.

• Ввод в эксплуатацию – перед подачей питания убедитесь, что все соединения правильны и что взрывозащитные барьеры или разделительные блоки установлены правильно. Выполните функциональную проверку с использованием известного источника вибрации, чтобы подтвердить чувствительность и выходной ток. Запишите ток смещения и уровни сигнала для дальнейшего использования.

Ввод в эксплуатацию и проверка

После установки CE281 444‑281‑000‑111 следует проверить с помощью известного источника вибрации или портативного калибратора. Выходной ток должен быть пропорционален приложенному ускорению; проверку чувствительности можно выполнить, применив известный уровень перегрузки и измерив изменение тока. Ток смещения должен находиться в пределах 5–8 мА при отсутствии вибрации. Кроме того, убедитесь, что соединение разъема надежно и целостность экрана не повреждена. Для долгосрочного мониторинга рекомендуется периодически проверять систему (например, во время планового технического обслуживания), чтобы убедиться в правильности функционирования датчика и электроники. При использовании взрывоопасных установок убедитесь, что барьер или изоляционный блок функционируют в пределах указанных параметров.

Информация для заказа

CE281 444‑281‑000‑111 заказывается со следующим обозначением:

При заказе CE281 444‑281‑000‑111 укажите необходимую длину кабеля (если заводская сборка имеет определенную длину; по вопросам нестандартной длины обращайтесь в компанию Meggitt). Также укажите любые специальные требования для сертификата Ex (например, Т-код, конкретная группа газа). Документация по сертификату Ex (ATEX, IECEx и т. д.) предоставляется вместе с продуктом по запросу.

Аксессуары

В дополнение к CE281 444‑281‑000‑111 доступен ряд аксессуаров, облегчающих установку, удлинение кабеля и интеграцию системы в опасных зонах:

Примечание. При заказе кабельных сборок или разъемов для CE281 444‑281‑000‑111 убедитесь, что они сертифицированы для использования во взрывоопасных зонах и совместимы с байонетным разъемом (MS3112E8‑3P). Ответный разъем представляет собой байонетный разъем CG134 (MS3112E08‑3S) с соответствующей сертификацией Ex (например, для использования с кабелем K210). Всегда обращайтесь к сертификатам Ex за конкретными параметрами безопасности (максимальное напряжение, ток, емкость, индуктивность) всего контура.

Утилизация и соблюдение экологических требований

По окончании срока службы CE281 444-281-000-111 следует утилизировать в соответствии с местными экологическими нормами. Датчик содержит сплав INCONEL, нержавеющую сталь и электронные компоненты. В Европейском Союзе действует Директива об отходах электрического и электронного оборудования (WEEE) – раздельный сбор и переработка являются обязательными. Meggitt поддерживает экологически ответственную утилизацию и может посоветовать подходящие каналы переработки.