CE620 444-620-000-011-A2-B500 Пьезоэлектрический акселерометр

CE620 444‑620‑000‑011‑A2‑B500 — это высокочувствительный пьезоэлектрический акселерометр премиум-класса со встроенной электроникой из выдающейся линейки продуктов Vibro‑meter® компании Meggitt, специально разработанный для общего мониторинга вибрации в потенциально взрывоопасных средах, где требуется искробезопасность и сигналы низкой амплитуды должны захватываться с исключительным разрешением. Эта сертифицированная версия Ex с чувствительностью 500 мВ/г предназначена для установки в опасных зонах, классифицированных как зона 0, 1 или 2 (газ) и зона 20, 21 или 22 (пыль), обеспечивая искробезопасную защиту (Ex ia) в соответствии с самыми строгими международными стандартами. Датчик выдает выходной сигнал напряжения, пропорциональный ускорению, с динамическим диапазоном ±16 g, что делает его идеальным для мониторинга вибраций низкого уровня на больших тихоходных машинах, точном оборудовании и конструкциях на нефтеперерабатывающих заводах, химических заводах, газовых терминалах и в других взрывоопасных средах, где высокая чувствительность имеет первостепенное значение.

CE620 444‑620‑000‑011‑A2‑B500 включает в себя пьезоэлектрический чувствительный элемент со встроенной электроникой (IEPE — Integrated Electronics Piezo Electric), которая преобразует заряд, генерируемый элементом, в сигнал напряжения с низким импедансом. Этот сигнал передается по стандартному двухпроводному экранированному кабелю, который одновременно обеспечивает питание датчика и передает сигнал вибрации переменного тока, наложенный на напряжение смещения постоянного тока. Датчик требует источника питания постоянного тока (от 0,5 до 8 мА) и работает от источника питания от 18 до 30 В постоянного тока, что делает его совместимым с большинством промышленных систем мониторинга. Встроенная электроника изолирована от земли от корпуса, что обеспечивает превосходную помехоустойчивость и стабильные характеристики напряжения смещения даже в условиях электрического шума.

CE620 444‑620‑000‑011‑A2‑B500 помещен в прочный герметичный корпус из нержавеющей стали со степенью защиты IP67, обеспечивающий полную защиту от пыли, воды и других загрязнений. Его компактная конструкция и универсальные варианты монтажа (с входящим в комплект переходными шпильками для резьб M8×1,25, M8×1 и 1/4‑28UNF) обеспечивают легкую установку на самых разных поверхностях машин. Датчик оснащен 2-контактным разъемом типа MIL-C/DTL-5015, который соединяется с различными кабельными сборками, подходящими для опасных зон (с соответствующей сертификацией Ex и токоограничивающими барьерами).

Версия Ex (опция A2) сертифицирована на искробезопасность с уменьшенным температурным диапазоном от –55 °C до 115 °C по сравнению с верхним пределом стандартной версии в 140 °C, чтобы соответствовать температурным ограничениям метода защиты Ex ia. Датчик имеет сертификаты ATEX (Baseefa 16 ATEX 0027 X) и IECEx (IECEx BAS 16.0030X) для Ex ia IIC T4 Ga и Ex ia IIIC T135°C Da, что делает его пригодным для использования в группах газов IIC (включая водород, ацетилен) и группах пыли IIIC (проводящая пыль). Ожидается сертификация CCSAus в Северной Америке, что обеспечит соответствие требованиям для установок в США и Канаде в будущем.

Благодаря частотной характеристике от 2 Гц до 10 кГц (±5 %) и номинальной резонансной частоте 18 кГц CE620 444-620-000-011-A2-B500 улавливает как низкочастотную динамику оборудования, так и высокочастотные характеристики зубчатого зацепления и прохождения лопастей. Отклонение температурной чувствительности составляет ±5 % в диапазоне от –55 до 115 °C, что обеспечивает надежную работу в суровых температурных условиях. Чувствительность 500 мВ/г обеспечивает значительно более высокий выходной сигнал для сигналов низкой амплитуды по сравнению с версией 100 мВ/г, что делает его идеальным для обнаружения тонких изменений в состоянии подшипников, дисбаланса и структурных резонансов в опасных зонах.

Во введении к продукту представлено подробное описание CE620 444-620-000-011-A2-B500, 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 (старая версия CE620, 2020 г.) и отражает стремление компании к техническому совершенству и безопасности в экстремальных условиях.

Ключевые особенности и преимущества

Сертификат Ex для взрывоопасных зон . CE620 444-620-000-011-A2-B500 одобрен для использования в потенциально взрывоопасных средах с сертификатами ATEX (Baseefa 16 ATEX 0027 X) и IECEx (IECEx BAS 16.0030X) для Ex ia IIC T4 Ga (газовые зоны 0, 1, 2) и Ex ia IIIC. T135°C Da (пылевые зоны 20, 21, 22). Ожидается сертификация CCSAus, обеспечивающая соответствие требованиям для установок в Северной Америке в будущем.

Высокая чувствительность для измерений низкого уровня . Благодаря чувствительности 500 мВ/г ±5 % датчик обеспечивает сильный выходной сигнал для вибраций малой амплитуды (например, износ подшипников, структурные резонансы), сводя к минимуму необходимость внешнего усиления и улучшая соотношение сигнал/шум. Это особенно ценно в опасных зонах, где точность измерений имеет решающее значение для раннего обнаружения неисправностей.

Интегрированная электроника (IEPE) . Встроенный преобразователь заряд-напряжение устраняет необходимость во внешнем усилителе заряда, обеспечивая выходное напряжение с низким импедансом, совместимое со стандартными системами сбора данных. Двухпроводной интерфейс упрощает прокладку кабелей и снижает затраты на установку, а искробезопасные барьеры обеспечивают безопасную работу во взрывоопасных средах.

Ограниченный динамический диапазон, оптимизированный для чувствительности . Динамический диапазон ±16 g (для версии 500 мВ/g) идеально подходит для задач мониторинга с малой амплитудой, обеспечивая работу датчика в пределах линейного диапазона для большинства сценариев мониторинга состояния в опасных зонах, обеспечивая при этом превосходное разрешение.

Превосходная частотная характеристика . Равномерная характеристика ±5 % в диапазоне от 2 Гц до 10 кГц в сочетании с номинальной резонансной частотой 18 кГц позволяет проводить точные измерения низкоскоростных механизмов, высокоскоростных турбин и вибраций коробок передач.

Корпус с изолированным заземлением . Основание и корпус датчика электрически изолированы от сигнальной земли, что предотвращает образование контуров заземления и обеспечивает чистую передачу сигнала в промышленных средах с высоким уровнем электрического шума. Эта функция особенно полезна во взрывоопасных установках, где может существовать несколько точек заземления.

Широкий диапазон рабочих температур (взрывозащищенная версия) . CE620 444‑620‑000‑011‑A2‑B500 работает непрерывно при температуре от –55 °C до 115 °C с минимальным температурным отклонением чувствительности (типичное значение ±5 %), что делает его пригодным для применения в самых разных областях: от холодных наружных сред до умеренно жарких технологических зон.

Надежная защита IP67 . Герметичный корпус из нержавеющей стали обеспечивает полную защиту от пыли, погружения в воду и широкого спектра промышленных загрязнений, гарантируя долгосрочную надежность в суровых условиях.

Низкий электрический шум . Остаточный электрический шум составляет всего 0,1 мг (максимум), что обеспечивает высокое соотношение сигнал/шум для точных измерений низкого уровня вибрации. Электромагнитная чувствительность исключительно низка и составляет 50 мкг/гаусс.

Защита от обратной полярности . Датчик защищен от случайного неправильного подключения питания, что предотвращает повреждение во время установки или обслуживания.

Простота монтажа . Поставляется с тремя переходными шпильками (M8×1,25, M8×1 и 1/4‑28UNF). Датчик можно монтировать непосредственно на резьбу различных размеров без дополнительных переходников. Внешняя резьба (1/4‑28UNEF‑2A или 5/8‑24UNEF‑2A) обеспечивает надежное крепление.

Заводская калибровка – каждое устройство динамически калибруется на заводе; при нормальном использовании последующая калибровка не требуется, что снижает затраты на техническое обслуживание.

Маркировка CE и соответствие RoHS . CE620 444‑620‑000‑011‑A2‑B500 соответствует стандартам окружающей среды и безопасности Европейского Союза, обеспечивая глобальное признание.

Приложения

CE620 444-620-000-011-A2-B500 идеально подходит для мониторинга вибрации во взрывоопасных зонах (взрывоопасные среды газа и пыли), где требуется высокая чувствительность к сигналам малой амплитуды, в том числе:

• Крупное тихоходное оборудование в опасных зонах . Мониторинг подшипников, шеек и структурных вибраций на больших турбинах, гидроэлектрогенераторах, главных валах ветряных турбин и редукторах на нефтеперерабатывающих заводах, газоперерабатывающих заводах и морских платформах, где присутствуют горючие газы и уровни вибрации по своей природе низкие.

• Прецизионное оборудование во взрывоопасных средах . Анализ вибрации станков, шпинделей и высокоскоростных фрезерных станков на химических или фармацевтических заводах, где присутствуют пары растворителей или горючая пыль, для обнаружения износа инструментов, дисбаланса и дефектов подшипников на ранних стадиях.

• Мониторинг состояния конструкций – измерение вибраций низкого уровня на мостах, фундаментах зданий и тяжелых конструкциях в опасных зонах для оценки динамических характеристик и обнаружения усталостных трещин.

• Насосы и компрессоры . Мониторинг низкочастотных пульсаций и износа подшипников центробежных насосов, поршневых компрессоров и вакуумных насосов на газовых терминалах и нефтеперерабатывающих заводах, где чувствительность имеет решающее значение.

• Испытания и измерения во взрывоопасных зонах . Лабораторные и полевые испытания для модального анализа, реакции на удары и квалификации по вибрации во взрывоопасных зонах, где полезна высокая производительность.

• Морское и морское оборудование — двигательные установки, палубное оборудование и грузовые насосы на танкерах и судах FPSO, работающих в опасных зонах, где необходимо надежно фиксировать вибрации низкого уровня.

• Сточные воды и биогаз . Мониторинг насосов, воздуходувок и смесителей на биогазовых установках и очистных сооружениях, где может присутствовать метан или сероводород, а сигналы низкой амплитуды указывают на ранний износ.

• Общий мониторинг промышленного состояния в опасных зонах . Любое вращающееся или возвратно-поступательное оборудование на заводах, электростанциях и перерабатывающих предприятиях, где сигналы вибрации низкого уровня должны надежно обнаруживаться для профилактического обслуживания.

Подробное описание взрывобезопасной версии (444-620-000-011-A2-B500)

CE620 444‑620‑000‑011‑A2‑B500 — это сертифицированный по взрывобезопасности вариант семейства CE620, отличающийся высокой чувствительностью 500 мВ/г и уменьшенным температурным диапазоном от –55 °C до 115 °C (опция заказа A2) для соответствия термическим ограничениям искробезопасности (Ex ia). Он предназначен для общего мониторинга вибрации в опасных зонах, где может присутствовать взрывоопасная газовая или пыльная атмосфера и где необходимо точно улавливать сигналы малой амплитуды. Датчик построен на основе пьезоэлектрического чувствительного элемента, который генерирует электрический заряд, пропорциональный ускорению. Встроенный блок электроники, расположенный внутри корпуса датчика, преобразует этот заряд в сигнал напряжения с низким импедансом, который передается по двухпроводному экранированному кабелю.

Выход датчика представляет собой сигнал напряжения, состоящий из напряжения смещения постоянного тока (номинальное значение 12 В) и наложенной на него составляющей вибрации переменного тока. Напряжение смещения обеспечивает опорный уровень, а также питает внутреннюю электронику. Для датчика требуется внешний источник постоянного тока (стабилизатор IEPE), который обеспечивает источник тока от 0,5 до 8 мА (обычно от 2 до 4 мА) и напряжение постоянного тока от 18 до 30 В. Источник тока подключается последовательно с сигнальной линией, а сигнал вибрации переменного тока измеряется на нагрузочном резисторе в системе мониторинга, обычно извлекая составляющую переменного тока через фильтр верхних частот.

Для установок Ex ia датчик должен быть подключен через одобренный искробезопасный барьер или блок гальванической развязки, который ограничивает напряжение, ток и энергию до уровней, которые не могут привести к воспламенению взрывоопасной атмосферы. Барьер должен соответствовать параметрам, указанным в сертификате Ex (Baseefa 16 ATEX 0027 X и IECEx BAS 16.0030X). Сам датчик имеет внутреннюю защиту, гарантирующую, что в условиях неисправности энергия останется ниже порога воспламенения.

Конструкция с изолированной землей обеспечивает электрическую изоляцию корпуса датчика и монтажного основания от сигнальной земли. Это критически важно в промышленных условиях, где несколько точек заземления могут создавать контуры заземления, что приводит к ошибкам измерений и шуму. Изоляция также позволяет устанавливать датчик непосредственно на заземленные металлические конструкции, не влияя на целостность сигнала.

Механическая конструкция представляет собой герметично сварной корпус из нержавеющей стали, обеспечивающий защиту IP67 от пыли, погружения в воду и коррозии. Разъем датчика представляет собой прочный круглый 2-контактный разъем типа MIL-C/DTL-5015, который обеспечивает безопасный и виброустойчивый интерфейс для кабельных подключений. Для взрывоопасных применений кабельные сборки должны выбираться из тех, которые обеспечивают целостность искробезопасности – обычно с соответствующими параметрами емкости и индуктивности кабеля и часто с металлической оплеткой или защитной трубкой для предотвращения механических повреждений.

Монтажный интерфейс представляет собой внешнюю резьбу — 1/4‑28UNEF‑2A или 5/8‑24UNEF‑2A, в зависимости от конкретной версии. Входящие в комплект переходные шпильки позволяют перейти на обычную метрическую резьбу (M8×1,25 и M8×1), а также на британскую 1/4‑28UNF, что обеспечивает гибкость при установке на различные поверхности машины. Датчик предназначен для установки непосредственно на поверхность машины с помощью шпильки с рекомендуемым моментом затяжки, чтобы обеспечить правильное соединение и высокочастотный отклик.

CE620 444-620-000-011-A2-B500 калибруется на заводе по эталонной частоте (обычно 100 Гц) и амплитуде, при этом чувствительность подтверждена в пределах ±5 % от номинального значения 500 мВ/г. Калибровка выполняется с использованием известного стандарта ускорения, и дальнейшая калибровка не требуется в течение всего срока службы датчика при нормальных условиях эксплуатации. Однако периодическая проверка (например, каждые 2–5 лет) рекомендуется для критически важных приложений, связанных с безопасностью.

Версия Ex (A2) отличается от стандартной версии (A1) пониженным верхним пределом температуры (115 °C вместо 140 °C) и сертификатом искробезопасности. Датчик имеет сертификаты ATEX и IECEx для газовой и пылевой среды, охватывающие наиболее агрессивную газовую группу IIC (водород, ацетилен) и группу пыли IIIC (проводящая пыль). Температурный класс T4 (135 °C) гарантирует, что температура поверхности датчика не превышает 135 °C в нормальных и неисправных условиях, что делает его пригодным для атмосфер с температурой воспламенения выше 135 °C.

Высокая чувствительность 500 мВ/г особенно полезна во взрывоопасных зонах, где вибрации малой амплитуды (например, дефекты подшипников, структурные резонансы) необходимо обнаруживать на ранней стадии, чтобы предотвратить катастрофические отказы. Динамический диапазон ±16 g обеспечивает линейную работу для большинства сценариев мониторинга состояния, а сильный выходной сигнал снижает потребность в дополнительном усилении и повышает точность измерений. Низкий уровень шума и превосходная электромагнитная устойчивость датчика еще больше повышают его эффективность в условиях электрического шума, типичных для промышленных предприятий.

Сертификация CCSAus для Северной Америки ожидается на момент пересмотра паспорта, но ожидается, что конструкция будет соответствовать требованиям класса I, раздел 1, группы A-D и класса II, раздел 1, группы E-G, а также класса I, зона 0, AEx ia IIC T4 Ga. Пользователи должны проверить последний реестр взрывобезопасных продуктов (PL-1511), чтобы узнать актуальный статус сертификации.

Рекомендации по установке и монтажу

Правильная установка необходима для достижения заданных характеристик и сохранения сертификата Ex CE620 444-620-000-011-A2-B500. Следующие рекомендации основаны на рекомендуемых методах Meggitt и требованиях применимых сертификатов Ex:

• Подготовка монтажной поверхности . Монтажная поверхность должна быть плоской, гладкой и чистой. Любые заусенцы, краску или коррозию необходимо удалить, чтобы обеспечить полный контакт между основанием датчика (или шпилькой переходника) и поверхностью машины. Для оптимального высокочастотного отклика рекомендуется обработка поверхности толщиной 1,6 мкм (63 микродюйма) или выше.

• Выбор шпильки переходника . Датчик поставляется с тремя шпильками-переходниками: одной M8×1,25, одной M8×1 и одной 1/4‑28UNF. Выберите шпильку, соответствующую резьбовому отверстию в машине или монтажном блоке. При использовании другой резьбы доступны дополнительные монтажные адаптеры (например, MA122 с резьбой M6).

• Приложение крутящего момента – вкрутите выбранную шпильку в основание датчика (используя резьбу 1/4‑28UNEF‑2A или 5/8‑24UNEF‑2A) и затяните с рекомендованным крутящим моментом (обычно 7‑10 Н·м для шпильки или согласно данным в паспорте аксессуаров). Затем установите собранный датчик на поверхность машины, применяя соответствующий крутящий момент для резьбы машины (например, 15‑20 Н·м для M8). Не затягивайте слишком сильно, так как это может привести к повреждению резьбы или корпуса датчика.

• Ориентация и выравнивание . Датчик чувствителен вдоль своей главной оси (отмечена на корпусе). Выровняйте датчик так, чтобы его главная ось совпадала с направлением измеряемой вибрации (осевое, радиальное или тангенциальное). Подробные схемы ориентации см. в руководстве по установке.

• Прокладка кабеля и разъем – Требования взрывозащиты – В датчике используется 2-контактный разъем типа MIL-C/DTL-5015. Для установок Ex ia кабельную сборку следует выбирать из сертифицированных для использования с датчиком (например, EC318 с кабелем RADOX® или EC319 с защитой от брызг). Кабель должен быть проложен с минимальным радиусом изгиба, чтобы избежать напряжения и внутренних повреждений. Экран кабеля должен быть заземлен с одного конца (обычно на панели управления), чтобы избежать электромагнитных помех, но необходимо соблюдать осторожность, чтобы не создавать контуры заземления. Все кабельные вводы и распределительные коробки во взрывоопасной зоне должны иметь сертификат Ex и устанавливаться в соответствии с местными нормами.

• Электрические соединения – Искробезопасность – Датчик должен быть подключен через утвержденный искробезопасный барьер или блок гальванической развязки (например, GSI127), который ограничивает напряжение, ток и мощность значениями, указанными в сертификате Ex (Baseefa 16 ATEX 0027 X / IECEx BAS 16.0030X). Барьер должен располагаться в безопасной зоне или быть сертифицирован для установки в опасной зоне. Напряжение питания должно находиться в пределах 18–30 В постоянного тока, а ток – в пределах 0,5–8 мА. Сигнал измеряется как напряжение переменного тока на уровне смещения (обычно 12 В) через развязывающий конденсатор в системе мониторинга. Убедитесь, что система мониторинга обеспечивает соответствующую фильтрацию верхних частот (обычно с частотой среза от 0,5 до 1 Гц для заданного отклика датчика). Емкость и индуктивность кабеля должны находиться в допустимых пределах во избежание искрового возгорания.

• Заземление . Основание датчика изолировано от сигнальной земли, поэтому монтажная поверхность может находиться под любым потенциалом, не влияя на сигнал. Однако экран кабеля должен быть заземлен с одного конца (обычно на системе мониторинга), чтобы свести к минимуму электромагнитные помехи. Следуйте правилам заземления, рекомендованным в руководстве по установке системы и требованиям сертификата Ex.

• Тепловые аспекты – Температурный класс Ex – Датчик рассчитан на непрерывную работу при температуре до 115 °C, что гарантирует, что температура поверхности не превысит класс T4 (135 °C) даже в условиях неисправности. Если температура монтажной поверхности превышает 115 °C, используйте термоизолирующий переходник или установите датчик удаленно с помощью удлинителя. Разъем и кабель также должны быть рассчитаны на ожидаемую температуру; для высокотемпературных взрывоопасных применений используйте кабели с подходящей изоляцией (например, RADOX® 125 или металлической оплеткой).

• Защита от физических повреждений . В суровых условиях защищайте датчик и кабель от ударов, истирания и химического воздействия. При необходимости используйте защитные крышки или кабелепроводы. Степень защиты IP67 гарантирует, что датчик пыленепроницаем и защищен от погружения в воду, но механическая защита по-прежнему рекомендуется.

• 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. Сертификат Ex включает особые условия для безопасного использования (например, датчик должен использоваться с сертифицированным барьером, а кабель должен быть закреплен во избежание натяжения).

• Ввод в эксплуатацию – перед подачей питания убедитесь, что все соединения правильны, взрывобезопасный барьер установлен правильно, а прокладка кабеля не подвергает разъем чрезмерной нагрузке. Выполните функциональную проверку с использованием известного источника вибрации, чтобы подтвердить чувствительность и выходной ток (напряжение смещения). Запишите напряжение смещения и уровни сигнала для дальнейшего использования.

Ввод в эксплуатацию и проверка

После установки CE620 444‑620‑000‑011‑A2‑B500 следует проверить с помощью известного источника вибрации (например, портативного шейкера или эталонного акселерометра) или путем сравнения с заведомо исправным датчиком. Необходимо измерить напряжение смещения и убедиться, что оно составляет примерно 12 В (в пределах ±1 В). Сигнал переменного тока следует проверить на правильную чувствительность; известный уровень ускорения (например, 1 g при 80 Гц) должен давать ожидаемый выходной сигнал (500 мВ/г). Также убедитесь, что сигнал не содержит чрезмерных шумов и что срез низких частот соответствует предполагаемому измерению. При использовании взрывоопасных установок убедитесь, что барьер работает в пределах заданных параметров. Для долгосрочного мониторинга рекомендуется проводить регулярные проверки системы во время планового технического обслуживания.

Аксессуары

В дополнение к CE620 444‑620‑000‑011‑A2‑B500 доступен ряд аксессуаров, при этом особое внимание уделяется взрывобезопасным кабелям и барьерам:

Примечание. Длина кабеля должна быть указана при заказе любой кабельной сборки. При установке Ex убедитесь, что кабельная сборка и разъем сертифицированы для предполагаемой опасной зоны и что общие параметры контура (емкость, индуктивность) остаются в пределах, указанных в сертификате Ex. Барьер GSI127 настоятельно рекомендуется для приложений Ex ia, поскольку он обеспечивает безопасное разделение.

Утилизация и соблюдение экологических требований

По истечении срока службы CE620 444‑620‑000‑011‑A2‑B500 необходимо утилизировать в соответствии с местными экологическими нормами. Датчик содержит нержавеющую сталь, электронные компоненты и пьезоэлектрические материалы. 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 предоставить рекомендации по правильным каналам переработки.