IQS450 204-450-000-001-A1-B21-H10-I0 Формирователь сигнала

IQS450 204-450-000-001-A1-B21-H10-I0 — это высокоточная и высоконадежная бесконтактная вихретоковая система измерения смещения, представленная Vibro-Meter SA. Эта система специально разработана для непрерывного онлайн-мониторинга и защиты критических параметров, таких как вибрация вала, осевое смещение, эксцентриситет и скорость (Keyphasor) во вращающихся машинах, работающих в суровых промышленных условиях. Будучи ключевым сенсорным компонентом для промышленного профилактического обслуживания и управления состоянием оборудования, его измерения напрямую связаны с безопасностью оборудования и непрерывностью производства.

Основанная на классическом вихретоковом принципе, ядро ​​системы состоит из бесконтактного преобразователя серии TQ 402 или TQ 412, соединенного с формирователем сигнала IQS 450, откалиброванным на заводе как единое целое для обеспечения исключительной точности измерений и взаимозаменяемости компонентов. Код «H10» в номере модели указывает на конфигурацию системы с общей длиной кабеля 10 метров. Это подходит для применений, в которых точка крепления преобразователя находится далеко от шкафа контроля или распределительной коробки, обеспечивая гибкость компоновки для мониторинга крупных агрегатов, таких как паровые турбины электростанций и большие компрессорные установки.

Его конструкция строго соответствует международным стандартам защиты оборудования (например, API 670) и предлагает множество вариантов конфигурации для различных экологических требований. Система выдает сигнал напряжения, линейно пропорциональный измеренному зазору, отличающийся широкой частотной характеристикой, низким температурным дрейфом и сильной защитой от помех. Это идеальный выбор для обеспечения безопасной и стабильной работы критически важных объектов, таких как турбомашины, энергетическое оборудование, а также большие насосы и вентиляторы.

Основная ценность и особенности:

• Надежное прогнозирование неисправностей: точно измеряет относительную вибрацию вала и изменения положения, обеспечивая основу для диагностики ранних неисправностей, таких как дисбаланс, смещение, трение и износ подшипников.

• Адаптируемость к суровым условиям: датчик может стабильно работать в условиях высоких температур от -40°C до +180°C. Вся система имеет прочную конструкцию, устойчивую к маслу, грязи и коррозии.

• Точность сигнала на больших расстояниях: конфигурация системы длиной 10 метров (H10) в сочетании с высококачественными коаксиальными кабелями и оптимизированным формированием сигнала обеспечивает целостность сигнала на больших расстояниях передачи.

• Упрощенное проектирование и обслуживание: компоненты полностью взаимозаменяемы, не требуя повторной калибровки на месте, что значительно сокращает запас запасных частей и время простоя при ремонте.

• Гибкая системная интеграция: выход стандартного напряжения может быть напрямую подключен к РСУ, ПЛК или специализированным системам мониторинга вибрации, что позволяет удовлетворить различные потребности в автоматизации управления и защиты.

2. Краткий принцип работы системы

Система работает на основе эффекта вихревых токов электромагнитной индукции. Высокочастотный генератор внутри формирователя сигнала IQS 450 подает постоянный высокочастотный ток через коаксиальный кабель на катушку на кончике преобразователя TQ 402/412, создавая высокочастотное переменное магнитное поле вокруг катушки.

Когда это поле приближается к проводящей металлической мишени (например, к вращающейся поверхности вала), в поверхностном слое мишени индуцируются вихревые токи. Эти вихревые токи генерируют новое магнитное поле, противоположное исходному, тем самым ослабляя поле катушки преобразователя и вызывая изменение эффективного импеданса катушки. Это изменение импеданса является функцией расстояния (зазора) между кончиком датчика и целевой поверхностью.

Прецизионная схема внутри IQS 450 обнаруживает и демодулирует это изменение импеданса, преобразуя его в сигнал постоянного напряжения (опция B21), в высокой степени линейный относительно зазора. Выходное напряжение становится более отрицательным по мере увеличения зазора (например, -2 В представляет собой небольшой зазор, -18 В - большой зазор). Этот сигнал напряжения содержит статическую составляющую постоянного тока (средний зазор) и динамическую составляющую переменного тока (вибрацию) заданного положения и может быть непосредственно получен, проанализирован и обработан внутренним оборудованием мониторинга.

Система имеет температурную компенсацию, эффективно подавляя изменения сопротивления катушки преобразователя и характеристик кабеля, вызванные изменениями температуры окружающей среды, обеспечивая тем самым долговременную стабильность измерений.

3. Типичные сценарии применения

Эта система с кабелем длиной 10 метров особенно подходит для среднего и крупного вращающегося оборудования с рассредоточенными точками контроля и большими расстояниями проводки:

1. Электроэнергетика:

• Паровые/газовые турбины: мониторинг вибрации вала (направление X/Y), осевого положения и эксцентриситета корпусов и подшипников ВД/ПД/НД.

• Генераторы: Мониторинг вибрации подшипников. (Для контроля напряжения на валу с помощью заземляющих щеток требуется специальное применение.)

• Гидравлические турбины: контроль поворота и зазора лопастей.

2. Нефть, газ и нефтехимия:

• Центробежные/осевые компрессоры: контроль вибрации и осевого положения подшипников различных ступеней для предотвращения пульсаций и износа.

• Большие насосные агрегаты: мониторинг состояния вибрации перекачивающих насосов и насосов питательной воды.

• Оборудование с приводом от газовых турбин: применение на трубопроводных компрессорных станциях, заводах по производству СПГ.

3. Тяжелая промышленность и производство:

• Высокоскоростные двигатели, коробки передач: мониторинг состояния и диагностика неисправностей.

• Сталелитейная промышленность: Мониторинг вибрации больших вентиляторов, пылеулавливающих вентиляторов.

• Бумажная промышленность: Мониторинг роликовых подшипников.

4. Морская силовая установка: мониторинг вибрации турбинных агрегатов главных силовых установок и редукторов.

4. Ключевые моменты установки, настройки и ввода в эксплуатацию (для системы H10)

1. Этап планирования установки:

• Планирование прокладки кабеля. Заранее спланируйте разумную трассу для 10-метрового кабеля, чтобы избежать чрезмерной избыточной намотки. Обеспечьте достаточную слабину для теплового расширения и вибрации оборудования, но аккуратно закрепите его.

• Защита от электромагнитных помех (EMI): длинные кабели более склонны действовать как антенны, улавливающие помехи. Убедитесь, что сигнальные кабели проложены в отдельных кабельных лотках/каналах от источников сильных помех, таких как силовые кабели и питающие кабели ЧРП, с минимальным параллельным расстоянием >30 см. Для дополнительного экранирования рекомендуется использовать заземленные металлические кабелепроводы или кабельные лотки.

• Защита разъема: используйте термоусадочные втулки для герметизации и предотвращения ослабления разъемов между датчиком и удлинительным кабелем, а также между удлинительным кабелем и кондиционером, особенно в средах с вибрацией или потенциальной конденсацией.

2. Механическая установка преобразователя:

• Строго соблюдайте ограничения при установке. Внимательно прочитайте и соблюдайте все диаграммы и таблицы в разделе 2.2 Руководства по установке (например, требования к свободному пространству, зазору, диаметру вала). Это имеет основополагающее значение для достижения номинальной производительности системы.

• Первоначальная установка зазора: Установите зазор механически с помощью щупов на неподвижной машине.
  * Для измерения вибрации: рекомендуется устанавливать начальный зазор около середины линейного диапазона (~ 1,15 мм), что соответствует выходному сигналу ~ -9,6 В, обеспечивая достаточный запас для двунаправленной вибрации.
  * Для мониторинга осевого положения: установите вблизи одного конца линейного диапазона (ближнего или дальнего) в зависимости от ожидаемого направления движения.

• Подготовка целевой области: Поверхность целевого вала должна быть гладкой, чистой и состоять из однородного материала. Избегайте локальных царапин, коррозии или покрытий, которые могут вызвать «электрическое биение» и помешать сигналу вибрации.

3. Крепление кабеля:

• Антивибрационное крепление: Внутри и снаружи машины кабели должны быть надежно закреплены к жестким конструкциям с помощью кабельных хомутов или стяжек с интервалом 100-200 мм. Это крайне важно для 10-метрового кабеля, чтобы предотвратить ложные сигналы из-за вибрации кабеля.

• Минимальный радиус изгиба: Обеспечьте плавные изгибы радиусом не менее 20 мм по всей трассе кабеля.

4. Электрическое подключение и проверка включения:

• Питание и заземление: Обеспечьте стабильное питание -24 В постоянного тока для IQS 450. Убедитесь, что экран системы заземлен в одной точке на стороне системы мониторинга, чтобы избежать возникновения помех из-за контуров заземления.

• Проверка включения: после подключения включите питание. При неподвижной мишени измерьте выходное напряжение IQS 450. Это напряжение должно находиться в пределах от -1,6 В до -17,6 В и примерно соответствовать механически установленному начальному зазору (можно оценить с помощью калибровочной кривой для стали VCL 140). Если напряжение близко к отрицательной шине питания или равно нулю, проверьте соединения, источник питания и состояние преобразователя.

5. Дополнительная точная электрическая настройка:
после механической установки и базовой проверки можно выполнить точную калибровку для получения наилучшей характеристической кривой для данной конкретной установки:

• Используйте непроводящие щупы (например, фенольные) или стандартную калибровочную мишень, чтобы изменить зазор на несколько известных значений вокруг начального зазора.

• Запишите соответствующее выходное напряжение IQS 450 для каждого зазора.

• Постройте кривую зависимости «зазора от напряжения», чтобы проверить чувствительность и линейность системы для данной фактической установки.

5. Вспомогательные аксессуары и руководство по выбору (на основе прилагаемых документов)

• Удлинительный кабель (EA 402): используется, когда длина встроенного кабеля датчика недостаточна. Общая длина этой системы в 10 метров уже может быть достигнута за счет длинного встроенного кабеля или комбинации встроенного + удлинительного кабеля.

• Адаптер для установки зонда (PA 151/152/153): используется для установки преобразователя снаружи корпуса машины, позволяя регулировать зазор снаружи для облегчения обслуживания.

• Кабельный ввод (SG 102): используется для обеспечения герметичности корпуса (степень защиты IP 68), когда кабель датчика проходит через герметичный корпус машины или взрывозащищенный корпус.

• Распределительная коробка (JB 118): используется для защиты точки соединения между кабелем датчика и удлинительным кабелем в суровых условиях.

• Промышленный корпус (ABA 15x): используется для монтажа на месте и защиты разделителя сигналов IQS 450, обеспечивая степень защиты IP 66.

• Монтажный адаптер (MA 130): используется для удобного монтажа разделителя сигналов IQS 450 на стандартной DIN-рейке.

• Защитный барьер/изолятор (GSV 14x / GSI 124): если всю систему или ее часть необходимо установить в потенциально взрывоопасной атмосфере (опасной зоне), необходимо выбрать соответствующие сертифицированные компоненты взрывозащищенного исполнения (A2/A3), а между безопасной и опасной зонами необходимо установить сертифицированные защитные барьеры (например, GSV 14x для выхода по напряжению, GSI 124 для токового выхода) для ограничения энергии в опасной зоне. Эта модель A1 является стандартной и не подходит для взрывоопасных зон.

6. Важные примечания и рекомендации по техническому обслуживанию

• Никогда не модифицируйте кабели. Ни в коем случае не разрезайте и не сращивайте кабели датчиков или удлинители на месте. Это нарушает калибровку системы и согласование импедансов, что приводит к серьезному ухудшению производительности или отказу.

• Обращение с разъемами: Затягивайте разъемы только вручную. Чрезмерная затяжка может повредить резьбу и внутренние штифты.

• Регулярный осмотр. Во время плановых проверок проверяйте, не ослаблен ли датчик, нет ли на оболочке кабеля признаков износа, порезов или высокотемпературного старения, а также затянуты ли разъемы.

• Устранение неполадок: Если выходной сигнал системы ненормальный (например, нет выходного сигнала, насыщенный выходной сигнал, чрезмерный шум), сначала проверьте источник питания, кабельные соединения и заземление, затем проверьте наличие загрязнений на поверхности датчика или изменений в состоянии целевой поверхности.

• Хранение и транспортировка: Храните датчики в сухом месте. Во время транспортировки рекомендуется надевать на наконечник датчика защитный пластиковый колпачок во избежание ударов.