IQS450 204-450-000-001-A1-B23-H05-I0 Формирователь сигнала

IQS450 204-450-000-001-A1-B23-H05-I0 — это бесконтактная вихретоковая система измерения смещения профессионального уровня, тщательно разработанная компанией Vibro-Meter для измерения больших смещений. Основные особенности этой системы заключаются в оптимизированном сочетании конфигурации выходного напряжения с большим линейным диапазоном измерения 4 мм (опция заказа B23) и стандартной длиной кабеля 5 метров (опция заказа H05). Он представляет собой идеальное решение для промышленного применения, требующего мониторинга значительных механических смещений, обеспечения достаточного безопасного расстояния или работы с неидеальными условиями целевой поверхности.

Система строго придерживается принципа измерения вихревых токов, обеспечивая точное измерение параметров вращающегося оборудования, таких как осевое положение, относительная вибрация и эксцентриситет, благодаря точному согласованию и заводской калибровке высоконадежного бесконтактного датчика серии TQ 402/412 и формирователя сигнала IQS 450. Выходное напряжение чувствительности 4 мВ/мкм, обеспечиваемое опцией B23, расширяет линейный диапазон измерения системы до 0,3–4,3 мм, сохраняя при этом достаточное разрешение сигнала. Это более чем удваивает запас измерения по сравнению со стандартными системами с диапазоном 2 мм. Эта конструкция особенно подходит для таких применений, как агрегаты с большим осевым смещением (например, некоторые насосы, вентиляторы), мониторинг износа упорных подшипников и сценарии, требующие больших запасов безопасности при установке.

Длина кабеля 5 метров (H05), одна из наиболее часто используемых конфигураций в промышленных условиях, обеспечивает идеальный баланс между точностью сигнала и гибкостью установки. Разработанная для стандартных промышленных сред (A1), система также предлагает дополнительные сертифицированные взрывозащищенные версии (A2, A3), подходящие для потенциально взрывоопасных сред и отвечающие требованиям безопасности в таких областях, как нефтепереработка, химическая промышленность и природный газ.

Основное ценностное предложение:

• Расширенный диапазон измерения: линейный диапазон 4 мм (B23) обеспечивает более широкое окно для контроля смещения, подходящее для приложений с большим смещением и ситуаций, требующих дополнительных коэффициентов безопасности при установке.

• Надежный сигнал напряжения: выходное напряжение постоянного тока от -1,6 В до -17,6 В, совместимое с подавляющим большинством приборов мониторинга вибрации и систем сбора данных, что облегчает интеграцию системы.

• Оптимизированное согласование характеристик: длина кабеля 5 метров (H05) обеспечивает оптимальную частотную характеристику и соотношение сигнал/шум на типичных расстояниях передачи, избегая паразитных эффектов, возникающих при использовании более длинных кабелей.

• Превосходные допуски при установке: больший линейный диапазон снижает требования к точности первоначальной настройки зазора, упрощая процесс установки и ввода в эксплуатацию.

• Комплексная механическая защита: компоненты системы имеют прочную конструкцию; датчик может работать непрерывно при температуре до 180°C, адаптируясь к суровым условиям.

• Экономически эффективное решение. Предоставляет готовый продукт с превосходными характеристиками, высокой надежностью и отсутствием необходимости настройки для стандартных задач мониторинга больших объемов перемещения.

2. Принцип работы системы и выходные характеристики B23

Система работает на основе эффекта вихревых токов. Высокочастотный сигнал, генерируемый преобразователем IQS 450, возбуждает катушку преобразователя, создавая переменное магнитное поле. Когда металлическая цель попадает в это поле, индуцированные вихревые токи вызывают изменение импеданса катушки, которое зависит от воздушного зазора.

В режиме вывода напряжения B23 IQS 450 линейно преобразует изменение импеданса датчика в сигнал отрицательного напряжения, привязанный к земле. Его основные характеристики включают в себя:

1. Широкодиапазонный линейный выход: в диапазоне воздушного зазора от 0,3 мм до 4,3 мм выходной сигнал сохраняет высокую степень линейности с наклоном (чувствительностью) 4 мВ/мкм. Это означает, что система обеспечивает стабильную и предсказуемую реакцию напряжения во всем диапазоне смещений 4 мм.

2. Расширенный динамический диапазон: больший линейный диапазон позволяет цели перемещаться в большем диапазоне смещения без насыщения выходного сигнала или входа в нелинейную область. Это имеет решающее значение для мониторинга машин с большим осевым смещением (например, некоторых вертикальных насосов) или приложений, требующих большего начального зазора во время установки.

3. Трехпроводное соединение: обычно требуется три провода: отрицательный провод питания (-24 В), общий провод (COM) и выходной сигнал (ВЫХОД). Этот метод подключения прост, непосредственен и легко устраняет неполадки.

4. Интерфейс постоянного напряжения: диапазон выходного напряжения от -1,6 В до -17,6 В может быть напрямую подключен к большинству карт сбора данных, модулям аналогового ввода ПЛК или специальным мониторам вибрации без необходимости использования дополнительных преобразователей сигналов.

Сравнительные преимущества по сравнению с B21 (8 мВ/мкм, диапазон 2 мм):

• Больший запас безопасности: при том же механическом смещении система B23 использует только часть своего диапазона, обеспечивая больший буферный запас на случай неожиданного превышения хода и снижая риск столкновения преобразователя с целью.

• Более щадящие требования к установке: больший линейный диапазон снижает строгие требования к точности первоначальной настройки зазора, что ускоряет установку и ввод в эксплуатацию.

• Подходит для шероховатых или неровных целей: если поверхность мишени плохая или существует небольшой эксцентриситет, больший диапазон измерения может лучше «компенсировать» эти механические ошибки, сохраняя при этом эффективный интервал измерения.

3. Типичные сценарии применения и преимущества длины кабеля H05

Идеальные области применения конфигурации B23 (диапазон 4 мм):

• Вращающиеся машины с большим осевым смещением: контроль осевого положения некоторых многоступенчатых центробежных насосов, больших вентиляторов и рабочих колес гидравлических турбин, где диапазон рабочего смещения может превышать 2 мм.

• Мониторинг износа упорного подшипника: мониторинг медленного изменения осевого положения ротора на протяжении всего процесса от нового подшипника до полного износа; диапазон 4 мм может обеспечить более длительный цикл износа.

• Агрегаты со значительным тепловым расширением: машины, в которых осевое расширение ротора относительно корпуса из холодного состояния в горячее существенно.

• Ограниченное пространство для установки или плохое состояние поверхности мишени: когда структурные ограничения не позволяют установить датчик очень близко к мишени или когда на поверхности мишени имеются допустимые канавки/царапины, что требует большего начального зазора во избежание механических помех.

• Универсальные испытательные стенды для образования или исследований и разработок: необходима гибкость для адаптации к экспериментальным установкам с различными амплитудами смещения.

Преимущества конфигурации общей длины 5 метров (H05):
5 метров — это проверенная длина «золотой середины», поскольку она:

1. Обеспечивает превосходную целостность сигнала. При такой длине затухание сигнала и фазовая задержка, вносимые кабелем, минимальны, что позволяет системе полностью реализовать возможности широкого частотного диапазона постоянного тока 20 кГц.

2. Соответствует большинству полевых схем: для прокладки кабеля от датчика внутри корпуса к внешней распределительной коробке или соседнему шкафу обычно достаточно 5 метров, что облегчает аккуратную намотку и фиксацию кабеля.

3. Оптимизирует стоимость и производительность: позволяет избежать дополнительных затрат, веса и более сложных требований к установке более длинных кабелей, обеспечивая при этом качество сигнала.

4. Установка, подключение, ввод в эксплуатацию и системная интеграция.

1. Схема подключения системы (типичное невзрывоопасное применение):

[Целевой вал] <-- Зазор --> [Датчик TQ] ==(Встроенный кабель 5 м)==> [Кондиционер IQS 450] | (-24 В постоянного тока) | (КОМ) | (ВЫХОД) --> [Канал AI системы мониторинга]

Источник питания (-24 В постоянного тока) и выход сигнала (OUTPUT) используют COM в качестве опорной земли.

2. Основные этапы установки и ввода в эксплуатацию:

• Механическая установка: Строго соблюдайте ограничения по установке. Благодаря широкому диапазону начальный зазор может быть установлен от середины до конца линейного диапазона (например, примерно 2,3 мм, что соответствует выходному сигналу ~ -9,6 В), чтобы обеспечить достаточный запас для двунаправленного смещения (например, вибрации) или первичного одностороннего смещения.

• Установка кабеля: Закрепите кабель с интервалом 100–200 мм, соблюдая минимальный радиус изгиба. Рекомендуется использовать термоусадочные втулки на разъемах для защиты от влаги и ослабления.

• Электрическое подключение:

• Подключите источник питания -24 В постоянного тока к клеммам «-24 В» и «COM» IQS 450.

• Подключите клеммы «ВЫХОД» и «COM» к аналоговому входному каналу оборудования мониторинга (входное сопротивление ≥10 кОм).

• Одноточечное заземление экрана, обычно на конце системы мониторинга.

• Проверка и калибровка при включении питания:

1. Включите питание и измерьте статическое выходное напряжение.

2. Это напряжение должно находиться в пределах от -1,6 В до -17,6 В и примерно соответствовать механически установленному зазору (можно оценить с помощью калибровочной кривой VCL 140: Напряжение ≈ -3,84 * Зазор (мм) - 0,45 В).

3. (Дополнительная точная настройка) Используйте непроводящие щупы, чтобы изменить зазор на несколько известных значений, запишите выходное напряжение и постройте фактическую кривую зависимости «зазора от напряжения» для установки, чтобы проверить линейность и чувствительность.

3. Интеграция с системами мониторинга:

• Прямое подключение: сигнал выходного напряжения может быть напрямую подключен к вибрационным картам, модулям AI ПЛК (настроенным с правильным диапазоном) или системам сбора данных.

• Настройка диапазона: В программном обеспечении мониторинга диапазон канала должен быть установлен в соответствии с механическим диапазоном (0,3-4,3 мм) и диапазоном электрического сигнала (от -1,6 до -17,6 В или преобразованными техническими единицами).

• Настройка сигнализации: в зависимости от требований защиты оборудования установите пороговые значения оповещения и опасности в системе мониторинга, обычно на основе размаха смещения или значений статического положения.

5. Рекомендации по устранению неполадок и техническому обслуживанию

• Выходной сигнал не изменяется или выходное значение заблокировано: проверьте источник питания, кабельные соединения и датчик на наличие повреждений. Убедитесь, что объект представляет собой проводящий металл и находится в пределах допустимого диапазона измерения.

• Чрезмерный выходной шум: проверьте заземление экрана (одна точка); проверить, проложены ли сигнальные линии отдельно от линий электропередачи; проверьте безопасность соединений.

• Ненормальная чувствительность (несогласованное изменение выходного сигнала): проверьте наличие значительной разницы между целевым материалом и калибровочным материалом; проверьте, не загрязнен ли кончик датчика; убедитесь, что конфигурация системы (B23) правильна.

• Регулярное техническое обслуживание: Периодически проверяйте герметичность датчика и состояние кабеля. Очистите кончик датчика. Функциональную проверку системы можно проводить при капитальном ремонте машины.