CE620 444-620-000-111-A2-B100-C01 Пьезоэлектрический акселерометр

CE620 444‑620‑000‑111‑A2‑B100‑C01 — это пьезоэлектрический акселерометр премиум-класса со встроенной электроникой из известной линейки продуктов Vibro‑meter® компании Meggitt, специально разработанный для мониторинга вибрации общего назначения в потенциально взрывоопасных средах, где требуется искробезопасность, а гибкость измерений имеет первостепенное значение. Эта версия с сертификатом Ex имеет чувствительность 100 мВ/г и поставляется в конфигурации только с датчиком, что позволяет пользователю выбирать из широкого спектра кабельных сборок, совместимых с установкой в ​​опасных зонах. Датчик выдает выходной сигнал напряжения, пропорциональный ускорению, с расширенной частотной характеристикой от 0,5 Гц до 14 кГц, что делает его пригодным для широкого спектра вращающихся и возвратно-поступательных механизмов на нефтеперерабатывающих заводах, химических заводах, газовых терминалах, морских платформах и горнодобывающих предприятиях, где могут присутствовать взрывоопасные газы, пыль или рудничный газ.

CE620 444‑620‑000‑111‑A2‑B100‑C01 — это датчик IEPE (интегрированная электроника, пьезоэлектрический датчик), соответствующий отраслевому стандарту, который требует источника питания постоянного тока (от 2 до 10 мА) и работает от источника питания от 22 до 28 В постоянного тока. Он обеспечивает выходное напряжение с низким импедансом и номинальным напряжением смещения 12 В постоянного тока, которое передает сигнал вибрации переменного тока, наложенный на уровень постоянного тока. Встроенная электроника оснащена внутренним экраном и гальванически изолирована от корпуса датчика, что обеспечивает исключительную помехоустойчивость, снижение помех в контуре заземления и стабильные характеристики напряжения смещения даже в промышленных средах с высоким уровнем электрического шума. 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 воспламенить взрывоопасную атмосферу, в соответствии с параметрами, указанными в сертификатах Ex.

Датчик помещен в герметичный корпус из нержавеющей стали (AISI 316L) со степенью защиты IP68, обеспечивающий полную защиту от пыли, длительного пребывания в воде и широкого спектра промышленных загрязнений. Прочный круглый разъем MIL-C-5015-105L-4P оснащен резьбовым соединением и шпоночным пазом, обеспечивающим безопасный, виброустойчивый интерфейс, который соединяется со стандартными разъемами типа MIL-C/DTL-5015, используемыми в рекомендованных компанией Meggitt кабельных сборках. Формат, предназначенный только для датчиков, дает пользователю свободу выбора кабелей с различной изоляцией (RADOX®, Teflon® FEP или полиуретан), оплеткой и защитными трубками, оптимизируя измерительную цепочку для конкретных термических, химических и механических проблем, связанных с установкой в ​​каждой опасной зоне.

Благодаря расширенному частотному диапазону ±5 % от 0,5 Гц до 14 кГц, номинальной резонансной частоте 40 кГц и динамическому диапазону ±80 g CE620 444-620-000-111-A2-B100-C01 с одинаковой точностью улавливает низкочастотные вибрации конструкции и высокочастотные характеристики зубчатого зацепления. Его температурный диапазон от –55 °C до 120 °C в сочетании с превосходной температурной стабильностью обеспечивает надежную работу как в криогенных, так и в высокотемпературных технологических средах. Датчик имеет сертификаты ATEX (LCIE 20 ATEX 3039 X) и IECEx (IECEx LCIE 20.0026X) для Ex ia IIC T4 Ga (газовые зоны 0, 1, 2) и Ex ia IIIC T135°C Da (пылевые зоны 20, 21, 22), а также Ex I M1 для горнодобывающей промышленности (рудничный газ). Также доступна сертификация EA3C Российской Федерации. Это делает CE620 444‑620‑000‑111‑A2‑B100‑C01 одним из самых универсальных акселерометров с сертификатом Ex для глобального применения.

В этом описании продукта представлено подробное описание CE620 444-620-000-111-A2-B100-C01, 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 паспорта Meggitt (CE620, 2022 г.) и отражает стремление компании к техническому совершенству и безопасности в экстремальных условиях.

Ключевые особенности и преимущества

Сертификат Ex для взрывоопасных зон . CE620 444‑620‑000‑111‑A2‑B100‑C01 одобрен для использования в потенциально взрывоопасных средах с сертификатами ATEX (LCIE 20 ATEX 3039 X) и IECEx (IECEx LCIE 20.0026X) для Ex ia IIC T4 Ga (газовые зоны 0, 1, 2), Ex ia. IIIC T135°C Da (пылевые зоны 20, 21, 22) и Ex I M1 (горнодобывающая промышленность – рудничный газ). Также доступна сертификация EA3C Российской Федерации (соответствующая отметка на изделиях). Это обеспечивает глобальное соответствие требованиям для установки в наиболее опасных зонах.

Высокая чувствительность и широкий динамический диапазон . Благодаря чувствительности 100 мВ/г ±5 % и динамическому диапазону ±80 г датчик улавливает широкий спектр амплитуд вибрации: от незначительного износа подшипников до серьезных нарушений дисбаланса без насыщения.

Расширенный частотный диапазон – датчик обеспечивает ровную частотную характеристику ±5 % в диапазоне от 0,5 Гц до 14 кГц, охватывая очень низкочастотные движения конструкции, а также высокочастотные частоты зубчатого зацепления и прохождения лопастей. Точка –3 дБ на нижнем конце простирается еще ниже, что позволяет измерять сверхмедленную технику.

Низкий уровень шума и высокое разрешение . Остаточный электрический шум исключительно низок, его спектральная плотность составляет всего 5 мкг/√Гц при частоте 100 Гц и выше, что обеспечивает четкое обнаружение вибраций низкого уровня. Внутреннее экранирование и изолированная электроника дополнительно подавляют электромагнитные помехи.

Интегрированная электроника (IEPE) — встроенный преобразователь заряда в напряжение устраняет необходимость во внешнем усилителе заряда. Двухпроводной интерфейс передает как питание, так и сигнал, что упрощает прокладку кабелей и снижает стоимость системы. Датчик работает при постоянном токе от 2 до 10 мА и напряжении питания от 22 до 28 В постоянного тока.

Корпус с изолированным заземлением и внутренним экраном . Корпус датчика электрически изолирован от сигнальной земли с минимальным сопротивлением изоляции 100 МОм, что предотвращает образование контуров заземления. Внутренний экран дополнительно усиливает подавление помех, обеспечивая чистую передачу сигнала даже при установке на заземленные металлические конструкции.

Прочная конструкция из нержавеющей стали IP68 . Герметичный корпус из нержавеющей стали AISI 316L обеспечивает защиту IP68, что делает датчик невосприимчивым к пыли, погружению в воду и коррозии. Это обеспечивает долгосрочную надежность в самых суровых промышленных условиях, включая морские, химические и наружные установки.

Широкий диапазон рабочих температур . CE620 444‑620‑000‑111‑A2‑B100‑C01 работает непрерывно в диапазоне от –55 °C до 120 °C, с отклонением температурной чувствительности –10 % при –55 °C и +5 % при 120 °C относительно 20 °C. Это делает его пригодным для применения в самых разных областях: от криогенных насосов до горячих корпусов турбин во взрывоопасных зонах.

Высокая устойчивость к ударам и вибрации . Благодаря пределу непрерывной вибрации пиковым значением 500 г и пиковому пределу ударной нагрузки 5000 г датчик выдерживает серьезные механические переходные процессы без повреждений, обеспечивая надежность в сложных условиях эксплуатации оборудования.

Низкая чувствительность к базовой деформации . Чувствительность к базовой деформации составляет всего 0,0002 г пик/мкс, что сводит к минимуму ошибки измерения, вызванные деформацией монтажной поверхности, что является распространенной проблемой в тонкостенных конструкциях.

Гибкость только для датчика . Формат только для датчика (опция C01) позволяет пользователю выбирать из множества кабельных сборок (EC318, EC319, EC622, EC632) с различными материалами кабеля, оплетками и защитными трубками, адаптируя установку к конкретным термическим, химическим и механическим требованиям, гарантируя при этом, что кабельная сборка пригодна для использования с барьерами искробезопасности.

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 . Датчик соответствует требованиям Европейского Союза по электромагнитной совместимости (2014/30/EU) и RoHS (2011/65/EU), что обеспечивает глобальное признание.

Приложения

CE620 444‑620‑000‑111‑A2‑B100‑C01 идеально подходит для общего мониторинга вибрации во взрывоопасных зонах (газ, пыль и горнодобывающая промышленность), где требуется искробезопасность, включая:

• Нефтяная и газовая промышленность . Мониторинг компрессоров, насосов, турбин и поршневого оборудования на нефтеперерабатывающих заводах, газоперерабатывающих заводах и морских платформах, где присутствуют горючие газы (группа IIC).

• 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.

• Фармацевтическая и пищевая промышленность . Мониторинг вибрации в зонах работы с растворителями и во взрывоопасных средах (например, сахар, мука, крахмал), где искробезопасность является обязательной.

• Горнодобывающая промышленность . Мониторинг дробилок, мельниц, конвейеров и вентиляторов в угольных шахтах и ​​других добывающих отраслях, где может присутствовать рудничный газ (метан) (сертификат Ex I M1).

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

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

• Сточные воды и биогаз. Мониторинг насосов, воздуходувок и смесителей на биогазовых установках и очистных сооружениях, где может присутствовать метан или сероводород.

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

Подробное описание версии только для взрывозащитного датчика (444-620-000-111-A2-B100-C01)

CE620 444‑620‑000‑111‑A2‑B100‑C01 — это сертифицированный взрывозащищенный вариант семейства CE620, предназначенный только для датчиков, с чувствительностью 100 мВ/г и температурным диапазоном от –55 °C до 120 °C (вариант A2). Он предназначен для общего мониторинга вибрации во взрывоопасных зонах, где требуется искробезопасность (Ex ia) и где пользователю необходима гибкость в выборе наиболее подходящей кабельной сборки для конкретной установки. 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 2 до 10 мА (обычно 4 мА) и напряжение постоянного тока от 22 до 28 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. Отсечка низкой частоты определяется постоянной времени конденсатора связи и нагрузочного резистора; сам датчик имеет точку –3 дБ на частоте 0,5 Гц, что делает его пригодным для измерений на очень низких частотах.

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 (LCIE 20 ATEX 3039 X и IECEx LCIE 20.0026X). Сам датчик имеет внутреннюю защиту, гарантирующую, что в условиях неисправности энергия останется ниже порога воспламенения. Параметры искробезопасности (например, максимальное напряжение Ui, ток Ii, мощность Pi, емкость Ci, индуктивность Li) указаны в сертификате и должны соблюдаться при проектировании контура.

Конструкция с изолированной землей и внутренним экраном обеспечивает электрическую изоляцию корпуса датчика и монтажного основания от сигнальной земли с минимальным сопротивлением изоляции 100 МОм. Это критически важно в промышленных условиях, где несколько точек заземления могут создавать контуры заземления, что приводит к ошибкам измерений и шуму. Внутренний экран дополнительно ослабляет электромагнитные помехи, обеспечивая чистую передачу сигнала даже в средах с сильными электрическими полями.

Механическая конструкция представляет собой герметично сварной корпус из нержавеющей стали (AISI 316L), обеспечивающий защиту IP68 от пыли и длительного погружения в воду. Разъем датчика представляет собой прочный круглый 2-контактный разъем типа MIL-C-5015-105L-4P с резьбовой муфтой и шпоночным пазом, обеспечивающий надежный, виброустойчивый интерфейс, предотвращающий случайное отсоединение. Этот разъем совместим со стандартными разъемами типа MIL-C/DTL-5015, используемыми в рекомендованных Meggitt кабельных сборках. Для взрывоопасных установок кабельная сборка должна 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″-28 UNF-2A, а датчик поставляется с двумя переходными шпильками: одной с 1/4″-28UNF на 1/4″-28UNF и одной 1/4″-28UNF с M8×1,25. Они позволяют осуществлять непосредственный монтаж на обычную машинную резьбу. Рекомендуемый момент затяжки шпильки составляет 2,4 Н·м (1,8 фунт-фут), что обеспечивает правильное соединение и оптимальные высокочастотные характеристики.

CE620 444-620-000-111-A2-B100-C01 калибруется на заводе по эталонной частоте и амплитуде, при этом чувствительность подтверждена в пределах ±5 % от номинального значения 100 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.

Эта версия только для датчика (опция C01) не включает кабель, что позволяет пользователю выбирать из ряда кабельных сборок (EC318, EC319, EC622, EC632), которые различаются материалом кабеля (RADOX®, Teflon® FEP, полиуретан), защитой (гибкий шланг из нержавеющей стали, оплетка) и классом защиты от воздействия окружающей среды (стандартный, брызгозащищенный, для более высоких температур). Такая гибкость гарантирует, что цепочку измерений можно оптимизировать с учетом конкретных термических, химических и механических требований каждой установки в опасной зоне, гарантируя при этом совместимость выбранного кабеля и разъемов с требованиями Ex ia.

Сертификация Ex распространяется на группы газов IIC (включая водород, ацетилен) и IIIC (проводящая пыль), а также на горнодобывающую промышленность (Ex I M1 для рудничного газа). 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. Таким образом, датчик пригоден для самых тяжелых классификаций опасных зон, включая зону 0 (постоянная взрывоопасная газовая среда) и зону 20 (постоянная взрывоопасная пылевая атмосфера).

Рекомендации по установке и монтажу

Правильная установка необходима для достижения заданных характеристик и сохранения сертификата Ex CE620 444-620-000-111-A2-B100-C01. 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 двумя шпильками-переходниками: одной 1/4″‑28UNF (прямой) и одной M8×1,25. Выберите шпильку, соответствующую резьбовому отверстию в машине или монтажном блоке. Если требуется другая резьба (например, M6), доступны дополнительные монтажные адаптеры (MA122_012 или MA122_021).

• Приложение крутящего момента – вверните выбранную шпильку в основание датчика (используя резьбу 1/4″‑28 UNF‑2A) и затяните с рекомендуемым крутящим моментом 2,4 Н·м (1,8 фунт-фут). Затем установите собранный датчик на поверхность машины, применяя соответствующий крутящий момент для резьбы машины (например, 15‑20 Н·м для M8, но см. рекомендации производителя машины). 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.

• Выбор и подключение кабельной сборки – требования взрывозащиты – поскольку это версия только для датчика, выберите подходящую кабельную сборку из доступных вариантов (EC318, EC319, EC622, EC632). Для установок Ex ia кабельная сборка должна выбираться из сертифицированных для использования с датчиком и должна поддерживать параметры искробезопасности. 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. Убедитесь, что разъем полностью подключен, а резьбовая муфта затянута, чтобы предотвратить ослабление под действием вибрации.

• Электрические соединения – Искробезопасность – Датчик должен быть подключен через одобренный искробезопасный барьер или блок гальванической развязки (например, GSI127), который ограничивает напряжение, ток и мощность значениями, указанными в сертификате Ex (LCIE 20 ATEX 3039 X / IECEx LCIE 20.0026X). Барьер должен располагаться в безопасной зоне или быть сертифицирован для установки в опасной зоне. Напряжение питания должно находиться в пределах 22–28 В постоянного тока, а ток – в пределах 2–10 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 0,5 Гц или ниже). Емкость и индуктивность кабеля должны находиться в допустимых пределах во избежание искрового возгорания. В сертификате указаны конкретные параметры (Ui, Ii, Pi, Ci, Li) и особые условия безопасного использования.

• 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 соображения . Датчик рассчитан на непрерывную работу при температуре до 120 °C, что гарантирует, что температура поверхности не превысит номинал T4 (135 °C) даже в условиях неисправности. Если температура монтажной поверхности превышает 120 °C, используйте термоизолирующий адаптер (например, MA122_021) 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® или Teflon® FEP.

• 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 IP68 гарантирует пыленепроницаемость датчика и защиту 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 напряжение смещения. Запишите напряжение смещения и уровни сигнала для дальнейшего использования.

Ввод в эксплуатацию и проверка

После установки CE620 444‑620‑000‑111‑A2‑B100‑C01 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 результат (100 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 444‑620‑000‑111‑A2‑B100‑C01 доступен ряд аксессуаров, включая кабельные сборки, переходные шпильки и монтажные адаптеры. Датчик поставляется с двумя переходными шпильками; дополнительные элементы перечислены ниже. Для взрывоопасных установок убедитесь, что кабельные сборки и разъемы подходят для использования с искробезопасными барьерами.

Примечание. Длина кабеля должна быть указана при заказе любой кабельной сборки. Для кабелей EC31x можно указать любую длину; для кабелей EC6x2 стандартная длина составляет 2, 5, 10, 15, 20 или 30 м (коды опций заказа L2000, L5000, L10000 и т. д.). 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.

Утилизация и соблюдение экологических требований

По истечении срока службы CE620 444‑620‑000‑111‑A2‑B100‑C01 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.