Vibro-Meter Piezoelektrik İvmeölçer Sistemleri için Kapsamlı Analiz ve Uygulama Kılavuzu

Giriş: Modern Endüstride Titreşim İzleme ve Piezoelektrik Algılama Teknolojisinin Merkezi Rolü

Modern endüstriyel sistemlerde, mekanik ekipmanların durum izlemesi ve arıza tahmini, üretim güvenliğinin sağlanması ve operasyonel verimliliğin artırılması açısından kritik hale gelmiştir. Özellikle türbinler, kompresörler ve jeneratörler gibi dönen makineler, ekipmanın çalışma sağlığını doğrudan yansıtan titreşim özelliklerine sahiptir. Titreşim izleme teknolojisi, dengesizliğin, yanlış hizalamanın, yatak aşınmasının, dişli arızalarının ve diğer sorunların erken belirtilerini tespit etmek için mekanik titreşim sinyallerini tespit edip analiz eder, böylece ciddi arızaları önler ve kestirimci bakımı mümkün kılar.

Çeşitli titreşim sensörü teknolojileri arasında piezoelektrik ivmeölçerler, benzersiz performans avantajlarından dolayı endüstriyel titreşim izlemede en yaygın kullanılan algılama cihazları haline gelmiştir. İsviçreli Vibro-Meter SA, bu alanda uzman bir teknik sağlayıcı olarak CA XXX ve CE XXX serisi piezoelektrik ivmeölçer sistemlerini sunmaktadır. Yüksek güvenilirlikleri, geniş sıcaklık aralığına uyarlanabilirlikleri ve potansiyel olarak patlayıcı ortamlarda kullanıma uygunlukları ile bilinen bu sistemler, enerji, kimya, havacılık ve denizcilik gibi kritik küresel endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Vibro-Meter tarafından yayınlanan 'Piezoelektrik İvmeölçerler CA XXX/CE XXX Serisi Kullanım Kılavuzu'nu (Baskı 4) temel alan bu makale, bu ürün serisinin teknik ilkelerini, model sınıflandırmalarını, kurulum özelliklerini, güvenlik gereksinimlerini ve uygulama uygulamalarını sistematik olarak analiz etmektedir. Amaç, endüstriyel ekipman titreşim izleme sistemlerinin optimum tasarımını ve güvenilir çalışmasını destekleyerek mühendislik ve teknik personel için kapsamlı ve derinlemesine teknik referans sağlamaktır.

Bölüm 1: Piezoelektrik İvme Ölçerlerin ve Vibro-Meter Ürün Sisteminin Teknik Prensipleri

1.1 Piezoelektrik Etki ve İvme Ölçüm Prensibi

Piezoelektrik ivmeölçerin temel fiziksel temeli piezoelektrik etkidir; bu, belirli kristalli malzemelerin (kuvars veya seramik gibi) mekanik strese maruz kaldığında elektrik yükü ürettiği fiziksel bir olaydır. Vibro-Meter ivmeölçerleri, eylemsiz kütleye sahip piezoelektrik kristal elemanları hassas bir şekilde bir araya getiren sıkıştırma veya kesme tipi yapısal tasarımları kullanır. Sensör ölçülen nesneyle titreştiğinde eylemsizlik kütlesi piezoelektrik kristale periyodik gerilim uygulayarak hızlanmayla orantılı bir yük sinyali üretir.

Kılavuz Şekil 1-4 ve 1-5'te gösterildiği gibi, sıkıştırma tipi yapıda, kristal hücreler hassas eksen boyunca sıkıştırma kuvvetine maruz kalırken, kesme tipi yapıda kesme kuvvetine maruz kalırlar. Her iki yapının da kendine göre avantajları vardır: Sıkıştırma türleri tipik olarak daha yüksek sertlik ve rezonans frekansı sunar ve yüksek frekanslı ölçümler için uygundur; Kesme tipleri taban gerilimine ve sıcaklık değişimlerine karşı daha az duyarlıdır ve çevreye daha iyi uyum sağlar.

Piezoelektrik ivmeölçerlerin frekans tepki aralığı tipik olarak 3 Hz ila 20 kHz'in üzerindedir ve çoğu endüstriyel döner makinenin titreşim frekansı özelliklerini kapsar. Çalışma sıcaklığı aralığı -196°C ila +620°C kadar geniş olabilir; bu özellik, gaz türbinlerindeki ısı kaynaklarının yakını veya kriyojenik pompalama ekipmanı gibi aşırı sıcaklık ortamlarında güvenilir şekilde çalışmalarına olanak tanır.

1.2 Titreşim Ölçer İvmeölçer Ürün Sınıflandırma Sistemi

Vibro-Meter, sinyal koşullandırma elektroniğinin algılama kafasıyla entegrasyon yöntemine dayanarak piezoelektrik ivmeölçer sistemlerini üç ana sınıfa ayırır:

1.2.1 Ayrı Elektronik Koşullandırıcılı İvme Ölçerler (CA Serisi)
Bu ivmeölçerler (örneğin, CA 134, CA 135, CA 136, CA 201, CA 216, CA 902, CA 905) yalnızca ivmeyle orantılı bir yük sinyali çıkaran piezoelektrik algılama elemanını içerir (hassasiyet tipik olarak pC/g cinsinden ifade edilir). Şarj sinyali, özel bir düşük gürültülü kablo aracılığıyla ayrı bir şarj dönüştürücüye (örn. IPC XXX serisi) iletilir ve burada akım modülasyonlu bir sinyale dönüştürülür. Bu tasarımın temel avantajı, algılama kafasının çok yüksek veya çok düşük sıcaklıktaki ortamlara (belirli modele bağlı olarak -54°C ila +620°C arası) dayanabilmesidir; bu da onu sıcak veya soğuk kaynaklara yakın ölçüm noktaları için uygun hale getirir.

1.2.2 Elektronik Koşullandırıcıya Bağlı İvme Ölçerler (CE 134/136 Serisi)
Bu ivmeölçerler, elektronik koşullandırıcıyı, algılama kafası kablosunun ucuna takılan ayrı bir modül olarak içerir (aynı muhafazaya entegre değildir). Şarj sinyali, bağlı koşullandırıcı içinde akım modülasyonlu bir sinyale dönüştürülür. Bu tasarım, sıcaklığa uyarlanabilirliği ve sistem basitleştirmesini dengeler: algılama kafası -70°C ila +350°C (CE 134) veya -54°C ila +260°C (CE 136) arasındaki ortamlarda çalışabilirken, elektronik koşullandırıcı -30°C ila +100°C arasında çalışır.

1.2.3 Entegre Elektronik Koşullandırıcılı İvme Ölçerler (CE 310 Serisi)
Bu ivmeölçerler, algılama kafası muhafazasına tamamen entegre edilmiş, doğrudan akım modülasyonlu bir sinyal gönderen ve harici bir şarj dönüştürücüye olan ihtiyacı ortadan kaldıran elektronik koşullandırma devresine sahiptir. En kompakt yapıyı ve en basit kurulumu sunarlar ancak çalışma sıcaklığı aralıkları dahili elektronikler tarafından sınırlıdır: standart versiyon için -30°C ila +150°C ve patlamaya dayanıklı versiyon için -30°C ila +100°C.

1.3 Model Seçim Kılavuzu: Sıcaklık ve Frekansın Dengelenmesi

Kılavuz Şekil 1-1 ila 1-3, farklı modellerin çalışma sıcaklığı aralıklarını ve frekans tepkisi özelliklerini gösteren ayrıntılı seçim kılavuzu sağlar. Seçim aşağıdakilerin kapsamlı bir şekilde değerlendirilmesini gerektirir:

1. Ölçüm Noktası Sıcaklığı: Sıcaklık direnci modeller arasında önemli ölçüde farklılık gösterir. Örneğin CA 905 620°C'ye kadar dayanabilirken CE 310 standardı 150°C ile sınırlıdır.

2. Titreşim Frekans Aralığı: Tüm piezoelektrik ivmeölçerler temel 3 Hz - 20 kHz aralığını kapsar, ancak farklı modellerde rezonans frekansı ve doğrusal yanıt aralıklarında farklılıklar bulunur.

3. Çevresel Koşullar: Potansiyel olarak patlayıcı ortamların varlığı (Ex i versiyonları gerektirir), nem, aşındırıcılık vb.

4. Kurulum Alanı Kısıtlamaları: Birleşik tip en kompakt olanıdır; ayrı tip, şarj dönüştürücü için ek alan gerektirir.

5. Sinyal İletim Mesafesi: Akım modülasyonlu sinyaller (4-20mA prensibine dayalı), önemli bir bozulma olmadan 1000 metreden fazla iletilebilir, bu da onları büyük endüstriyel alanlar için ideal kılar.

Bölüm 2: Ölçüm Zinciri Sistem Mimarisi ve Sinyal İletim Teknolojisi

2.1 Komple Titreşim İzleme Sisteminin Bileşimi

Vibro-Meter titreşim ölçüm zinciri, sinyal toplama, koşullandırma, iletim ve işleme için tipik olarak aşağıdaki bileşenlerden oluşan eksiksiz bir sistemdir:

1. İvme Ölçer Algılama Kafası: Mekanik titreşimi ham şarj sinyaline dönüştürür.

2. Bağlantı Kablosu: Düşük gürültülü koaksiyel kablo; bazı modeller mekanik koruma için paslanmaz çelik örgülü kılıfla (BOA tipi) birlikte gelir.

3. Sinyal Düzenleyici:

• Şarj Dönüştürücü (IPC XXX): Şarj sinyalini akım modülasyonlu bir sinyale dönüştürür.

• Veya Dahili/Ekli Şartlandırma Devresi: Doğrudan sinyal dönüşümünü gerçekleştirir.

4. İletim Kablosu: Akım modülasyonlu sinyalin iletilmesi için iki damarlı ekranlı kablo (K 2XX serisi).

5. Galvanik Ayırma Ünitesi (GSI XXX): Toprak döngüsü parazitini ortadan kaldırır, ön uca güvenli güç sağlar ve akım sinyalini voltaj sinyaline dönüştürür.

6. Elektronik İşleme Sistemi: Sinyal analizi, alarm verme ve kayıt için Vibro-Meter'in MMS veya VM 600 izleme sistemleri gibi.

2.2 Sinyal Dönüştürme ve İletim Teknolojisinin Avantajları

Piezoelektrik ivme ölçerin ham çıkışı, kablo kapasitansına, elektromanyetik girişime ve toprak döngülerine karşı oldukça duyarlı olan yüksek empedanslı bir şarj sinyalidir. Vibro-Meter sistemi bu sorunları iki aşamalı bir dönüşümle çözer:

Birinci Aşama: Yükten Akıma Dönüşüm

• Şarj Dönüştürücüsünde (IPC) veya entegre şartlandırıcıda gerçekleştirilir.

• Mevcut modülasyon teknolojisini kullanır (4-20mA verici prensibine benzer).

• Dönüşüm oranı tipik olarak 0 g'ye karşılık gelen 4mA ve tam ölçekli hızlanmaya 20mA'dır.

İkinci Aşama: Akım-Gerilim Dönüşümü

• Galvanik Ayırma Ünitesinde (GSI) gerçekleştirilir.

• Ayrıca iki telli döngü gücü sağlar (tipik olarak 24 VDC).

• Doğrudan PLC'lere, DCS'lere veya özel izleme sistemlerine bağlanabilen bir voltaj sinyali çıkışı sağlar.

Bu iki aşamalı dönüşüm mimarisinin avantajları:

• Güçlü Gürültü Bağışıklığı: Akım sinyalleri elektromanyetik girişime karşı duyarsızdır.

• Uzun İletim Mesafesi: Önemli bir sinyal bozulması olmadan 1000 metreyi aşabilir.

• Basitleştirilmiş Kablolama: Hem sinyal hem de güç için yalnızca iki çekirdekli bir kabloya ihtiyaç vardır.

• Kendinden Güvenlik: Potansiyel olarak patlayıcı ortamlar için uygundur (sertifikalı bariyerlerle kullanıldığında).

2.3 Dört Tipik Ölçüm Zinciri Konfigürasyonu

Kılavuz Bölüm 2'de dört tipik konfigürasyonun ayrıntıları verilmektedir:

2.3.1 Konektörlü İvme Ölçer + Ayrı Elektronik Şartlandırıcı
CA 902, CA 905, CA 135 ve bazı CA 134/136 versiyonları gibi modeller için uygundur. İvme ölçerin 7/16'-27 UNS-2A konektörü vardır ve özel bir bağlantı kablosu gerektirir. Şarj dönüştürücü, koruma derecesini sağlayan kablo rakorlarıyla birlikte su geçirmez bir polyester muhafaza içine yerleştirilmiştir.

2.3.2 Entegre Kablolu İvme Ölçer + Ayrı Elektronik Şartlandırıcı
CA 201, CA 216 ve bazı CA 134/136 versiyonları gibi modeller için uygundur. İvmeölçer, doğrudan şarj dönüştürücüsüne bağlanan, BOA kılıflı, düşük gürültülü bir kabloyla fabrikada bağlanmış olarak gelir. Bu, saha kurulumunu basitleştirir ve bağlantı noktası arızası riskini azaltır.

2.3.3 Ekli Elektronik Koşullandırıcılı İvme Ölçer
CE 134 ve CE 136'ya uygundur. Koşullandırıcı, kablonun ucuna sabitlenmiştir ve algılama başlığından ayrılamaz. Kablo her iki muhafazaya da kaynak yapılarak mekanik dayanıklılık ve sızdırmazlık sağlanır.

2.3.4 Entegre Elektronik Şartlandırıcılı İvme Ölçer
CE 310'a uygundur. Şartlandırma devresi algılama kafasına tamamen entegre edilmiştir ve iletim kablosunu bağlamak için bir bağlantı kutusu (JB XXX) kullanılır. Bu, en kompakt yapıyı ve en basit kurulumu sunar.

Bölüm 3: Kurulum Teknikleri ve Mekanik Hususlar

3.1 Kurulum Yeri Seçimine İlişkin Esaslar

Doğru kurulum yerinin seçilmesi, doğru titreşim verilerinin elde edilmesi açısından çok önemlidir. Kılavuz Şekil 4-1 önerilen montaj noktalarını göstermektedir:

1. Rulmanlara Mümkün Olduğu Kadar Yakın: Rulmanlar, rotor ile stator arasındaki bağlantı noktasıdır ve makinenin titreşim durumunu en iyi şekilde yansıtır.

2. Sert Yapısal Parçalarda: Yetersiz sertliğe sahip makine kasalarına veya yapılara montaj yapmaktan kaçının; bunlar, gerçek titreşimi artıran veya zayıflatan yerel rezonanslar sergileyebilir.

3. Erişilebilirlik ve Güvenlik: Ölçüm ihtiyaçlarını bakım kolaylığıyla dengeleyin ve güvenli kurulum ve sökme işlemi sağlayın.

4. Çevresel Faktörler: Sıcaklık, korozyon, elektromanyetik girişim vb.'yi göz önünde bulundurun.

3.2 Montaj Yüzeyi Hazırlama Gereksinimleri

Ölçüm doğruluğu için uygun yüzey hazırlığı çok önemlidir:

1. Yüzey Düzlüğü: 0,01 mm dahilinde (Kılavuz Şekilleri 5-2, 6-2, 7-2).

2. Yüzey Pürüzlülüğü: Derece N7 veya daha iyisi.

3. Hassas Eksene Diklik: Montaj yüzeyi ivmeölçerin hassas eksenine dik olmalıdır.

4. Temizlik: Yağ, pas, kaplama vb. içermez.

Özel işleme adımları (örnek olarak CA 201 kullanılarak):

• Seçilen konumdaki dört dişli deliğin konumlarını işaretleyin.

• Dört delik açın: 4,8 mm çap, 20 mm derinlik.

• M6 dişlerine 14 mm derinliğe kadar dokunun.

• M6 x 35 altıgen soket başlı kapak vidalarını ve yaylı kilit pullarını hazırlayın.

• Vidalara LOCTITE 241 kilitleme yapıştırıcısı uygulayın.

• 15 Nm'yi aşmayacak şekilde bir tork anahtarı kullanarak sıkın.

3.3 Montaj Yönteminin Ölçüm Doğruluğuna Etkisi

Kılavuz Bölüm 3, ISO 5348 standardını referans alarak farklı montaj yöntemlerinin frekans tepkisi üzerindeki etkisini sistematik olarak analiz etmektedir:

3.3.1 Dişli Montaj (Optimal)

• Üretici tarafından önerilen tork değerlerini kullanın (modele bağlı olarak genellikle 2-15 Nm).

• En geniş etkili frekans aralığını sağlar (30 kHz'e kadar).

• Minimum faz bozulması.

3.3.2 Yapışkanlı Montaj

• Metil siyanoakrilat çimentosu: Maksimum 80°C, kabul edilebilir frekans yanıtı.

• Çift taraflı yapışkan bant: Maksimum 95°C, sınırlı frekans tepkisi, özellikle kalın bantla.

• Balmumu filmi: Maksimum 40°C, yalnızca geçici düşük frekanslı ölçümler için uygundur.

3.3.3 Diğer Geçici Montaj Yöntemleri

• Manyetik taban: Maksimum 150°C, oldukça sınırlı frekans tepkisi.

• El probu: Yalnızca kaba kontroller için uygundur, frekans yanıtı 2 kHz'in altına düşer.

Şekil 3-1, farklı montaj yöntemlerinin neden olduğu genlik hatasını ve faz kaymasını niceliksel olarak göstermektedir. Hassas ölçümler ve birden fazla noktadan gelen verilerin karşılaştırılması için tutarlı montaj yöntemleri önemlidir.

3.4 Kablo Yönlendirme Özellikleri

Uygun olmayan kablo yönlendirmesi gürültüye ve sinyal bozulmasına neden olabilir:

1. Minimum Bükme Yarıçapı: 50 mm'den az değil.

2. Sabitleme Aralığı: Her 100-200 mm'de bir klips kullanın.

3. Stresten Kaçının: Kablo doğrudan sensörden değil, titreşim düzleminden çıkmalıdır (Şekil 3-8).

4. Parazit Kaynaklarından Uzak Tutun: Yüksek gerilim kablolarına veya yüksek frekanslı iletim hatlarına paralel koşmaktan kaçının.

5. Mekanik Koruma: Hasara yatkın alanlarda KS 106 paslanmaz çelik esnek boru kullanın.

3.5 Elektronik Ünitelerin Kurulumunda Önemli Noktalar

Şarj Dönüştürücü (IPC):

• Titreşimin minimum düzeyde olduğu veya hiç olmadığı bir yere kurulmalıdır.

• Ortam sıcaklığı aralığı: -25°C ila +70°C.

• Tipik olarak IP65 koruma sınıfına sahip ABA 160 endüstriyel muhafazaya monte edilir.

Galvanik Ayırma Ünitesi (GSI):

• Ortam sıcaklığı aralığı: 0°C ila +55°C.

• Tipik olarak bir kabinin içindeki DIN rayına monte edilir.

• Özel bir montaj kiti mevcuttur (braket, konumlandırma pabucu, M4 sabitleme vidası).

Bağlantı Kutusu (JB):

• Ortam sıcaklığı aralığı: -20°C ila +90°C.

• Koruma derecesi IP65.

• CE 310 gibi entegre ivmeölçerler için kablo geçişi için kullanılır.

Bölüm 4: Elektrik Bağlantıları ve Topraklama Teknikleri

4.1 Kablo Bağlantı Teknikleri

Doğru elektrik bağlantıları, sinyal kalitesini ve sistem güvenilirliğini sağlamanın anahtarıdır:

4.1.1 Genel Bağlantı Adımları

1. Gerektiğinde kablo yalıtımını soyun (genellikle 4-6 mm).

2. Kabloyu kablo rakorundan muhafazaya yönlendirin.

3. İlgili terminal bloğuna bağlayın.

4. Kablonun kaymasını önlemek için Ø8 segmanı takın.

5. Sızdırmazlığı sağlamak için kablo rakorunu sıkın.

4.1.2 Kablo Rakoru Kurulum Detayları (Şekil 5-12, 7-11)

• Eleman 1'i saat yönünün tersine çevirerek sökün (eleman 5'i mahfazadan çıkarmayın).

• 2 ve 3 numaralı elemanları dışarı çekin (bunlar farklı kablo çaplarına uyum sağlar).

• Kabloyu elemanların arasından geçirin.

• Salmastra bileziğini yeniden monte edin ve sıkın.

• Su geçirmezlik sağlamak için kablonun güvenli bir şekilde tutulduğunu kontrol edin.

4.2 Ekranlama ve Topraklama Stratejileri

Elektromanyetik girişimi önlemek için uygun koruma ve topraklama çok önemlidir:

1. Sensör Ucundaki Ekran Bağlantısı:

• Kablo ekranı sensör ucundaki sensör muhafazasına bağlanmalıdır.

• Yalıtımlı olarak monte edilen sensörler için, negatif (-) terminal ile buat veya konnektör içindeki ekran terminali arasına kısa bir kablo bağlanmalıdır (Şekil 6-10, 7-10).

2. İletim Kablosu Kalkanı Tedavisi:

• Kalkan değil . , Galvanik Ayırma Ünitesi (GSI) ucuna bağlı

• Bu, toprak döngülerinin oluşmasını önler.

3. Sistem Topraklama Mimarisi:

• Tek nokta topraklama ilkesini izleyin.

• Galvanik Ayırma Ünitesi, sinyal toprağı ile kabin toprağı arasında izolasyon sağlar.

• Endüstriyel muhafazalar montaj cıvataları aracılığıyla güvenilir bir şekilde topraklanmalıdır.

4.3 Konektör Düzeneği Teknik Özellikleri

Konektörlü modeller için (örn. CG 134), montaj özel dikkat gerektirir:

1. Konektör grubunu sökün.

2. Kablo tellerini Şekil 6-9'a göre ilgili pinlere (A, B, C) lehimleyin.

3. B ve C pinleri arasına bir aktarma kablosu lehimleyin (sensör doğru şekilde topraklandığında kaçak akımı ve topraklama döngüsü girişimini ortadan kaldırmak için).

4. Dişlere LOCTITE 241 kilitleme yapıştırıcısı uygulayın.

5. Kablonun bükülmediğinden emin olarak konektörü yeniden monte edin.

6. 7-11 Nm torkla sıkarak eşleşen konnektöre takın.

4.4 Galvanik Ayırma Ünitesi Bağlantıları

1. İletim kablosu kablolarını soyun ve AMP Faston 6.3 terminallerini kıvırın.

2. GSI'daki ilgili terminallere takın (Şekil 5-13, 6-11, 7-12).

3. Sistem tarafındaki kabloyu benzer şekilde kıvrımlı terminallere bağlayın.

4. Polarite işaretlerine dikkat edin: genellikle güç pozitif için '+', sinyal/güç negatif için '-'.

Bölüm 5: Potansiyel Patlayıcı Ortamlar için Uygulama Özellikleri

5.1 ATEX Direktifi ve Patlamaya Dayanıklılık Sertifikası

Vibro-Meter ürünleri, Avrupa ATEX Direktifi 94/9/EC gerekliliklerine uygun olarak potansiyel olarak patlayıcı ortamlarda kullanıma yönelik sıkı sertifikasyona tabi tutulmuştur. Kılavuz Ek B'de eksiksiz EC Tip İnceleme Sertifikaları verilmektedir:

5.1.1 Öz Güvenlik Koruma Türleri

• 'ia' Seviyesi: Bölge 0 (patlayıcı atmosferin sürekli veya uzun süre mevcut olduğu yerler) için uygundur.

• 'ib' Seviyesi: Bölge 1 için uygundur (normal çalışma sırasında ara sıra patlayıcı bir atmosferin oluşmasının muhtemel olduğu yer).

5.1.2 Gaz Grubu Sınıflandırması

• Grup IIC: En kolay tutuşabilen gazları (örneğin hidrojen, asetilen) temsil eder.

• Grup IIB: Orta derecede tutuşma riski olan gazlar.

• Grup IIA: Genel tutuşma riski taşıyan gazlar.

5.1.3 Sıcaklık Sınıfı

• T1 - T6: Ekipmanın maksimum yüzey sıcaklığını gösterir; T6 en sıkı olanıdır (≤85°C).

• Farklı bileşenler, konumlarına ve çalışma sıcaklıklarına bağlı olarak farklı sıcaklık sınıflarına sahip olabilir.

5.2 Patlamaya Karşı Korumalı Ürünlerin Tanımlanması ve İşaretlenmesi

Potansiyel olarak patlayıcı ortamlarda kullanıma uygun ürünler, EC Tip İnceleme Sertifikasına uygun olması gereken özel işaretler taşır:

Tipik İşaretleme Örneği:

• VIBRO-METRE SA

• Tür: CA 134

• Seri No.: ...

• Yapım Yılı: ...

•  II 1G (Ekipman Grubu: II=Madencilik Dışı, 1=Kategori 1)

• EEx ia IIC T6 ila T1 (Koruma Türü: ia Kendinden Güvenlik, Gaz Grubu IIC, Sıcaklık Sınıfı T6 ila T1)

• LCIE 02 ATEX 6110 X (Sertifika Numarası)

'X' işareti, ekipmanın, sertifikanın 'Program' bölümünde ayrıntıları verilen, güvenli kullanım için özel koşullara tabi olduğunu gösterir.

5.3 Patlamaya Karşı Korumalı Sistem Kompozisyonuna İlişkin Gereksinimler

Kendinden emniyetli bir sistem üç parçadan oluşur ve tüm kombinasyonun uyumlu olduğu onaylanmalıdır:

1. Saha Cihazı: Tehlikeli bölgeye kurulan sensörler, dönüştürücüler vb.

2. İlgili Cihazlar: Güvenli alana monte edilmiş Galvanik Ayırma Üniteleri vb.

3. Bağlantı Kablosu: Parametreleri (kapasitans, endüktans) sistemin izin verilen sınırları dahilinde olmalıdır.

Sistem Uyumluluk Doğrulaması:

• Saha cihazı parametreleri: Ui, Ii, Ci, Li.

• İlgili aparat parametreleri: Uo, Io, Co, Lo.

• Kablo dağıtılmış parametreler (kapasitans, birim uzunluk başına endüktans).

• Şunları karşılamalıdır: Ui ≥ Uo, Ii ≥ Io, Ci + Ccable ≤ Co, Li + Lcable ≤ Lo.

5.4 Patlayıcı Ortamlar için Özel Kurulum Gereksinimleri

1. Ekipman Eşleştirme: Yalnızca sertifikalı, kendinden güvenlikli aparatlara bağlanabilir.

2. Kablo Parametre Kontrolü: Kablonun dağıtılmış kapasitansı ve endüktansı sistem hesaplamalarına dahil edilmelidir.

3. Topraklama ve Eş Potansiyel Bağlantı: Muhafazalar bir eş potansiyel bağlantı sistemine bağlanmalıdır.

4. Yetkisiz Değişiklik Yapılamaz: Üreticinin yazılı izni olmadan yapılan herhangi bir değişiklik, sertifikayı ve garantiyi geçersiz kılar.

5. Bakım Kısıtlamaları: Patlamaya dayanıklı ekipmanlar yerinde onarılmamalıdır; yetkili bir servis merkezine iade edilmelidir.

Bölüm 6: Aksesuarlar ve Yardımcı Montaj Bileşenleri

6.1 Montaj Saplamaları

İşlenmiş bir yüzeye doğrudan montajın mümkün olmadığı durumlarda özel montaj saplamaları kullanılır:

TA 102 Saplama (Şekil 8-1):

• CA 201 ve CE 310 için.

• 30° açı ayarı sağlar.

• Paslanmaz çelik malzeme, korozif ortamlara dayanıklıdır.

TA 104 Saplama (Şekil 8-2):

• CA 134, CA 135, CA 136, CE 134 ve CE 136 için.

• 90° montaj açısı.

• Pürüzlü yüzeylerde montaj kalitesini artırır.

TA 106 Saplama (Şekil 8-3):

• CA 216 için özel olarak tasarlanmıştır.

• 92° montaj açısı.

• Alanın kısıtlı olduğu yerler için kompakt tasarım.

6.2 Yalıtım Destekleri

6.2.1 Elektriksel Yalıtım Desteği (TA 101) (Şekil 8-4)

• CA 201 ve CE 310 için.

• Yalıtım burçları ve bir yalıtım plakası içerir.

• Topraklama döngülerini ve elektriksel paraziti önler.

• Kurulum için yalıtım cıvataları ve rondelalar gerekir.

6.2.2 Isı Yalıtım Desteği (TA 105) (Şekil 8-5)

• CA 135, CA 136 ve CE 136 için.

• Maksimum sıcaklık dayanımı: 300°C.

• Eşit aralıklı üç delikli 5 mm kalınlığında yalıtım plakası.

• Sıcak ekipmandan sensöre ısı iletimini azaltır.

6.3 Kablo Koruma Aksesuarları

Paslanmaz Çelik Örgülü Kılıf (BOA):

• Mekanik koruma ve sınırlı esneklik sağlar.

• Isıya ve korozyona dayanıklıdır.

• Entegre kablolu modellere önceden yüklenmiştir.

KS 106 Esnek Boru:

• Galvanizli çelik veya paslanmaz çelik malzeme.

• İletim kabloları için ek mekanik koruma sağlar.

• Özellikle darbeye veya aşınmaya yatkın alanlarda kullanışlıdır.

Montaj Klipsleri:

• Çapı yaklaşık 8 mm olan kablolar/borular için.

• 100-200 mm aralıklarla sabitlenir.

• Kablo titreşimini ve sürtünmeyi önler.

Bölüm 7: Bakım, Sorun Giderme ve Teknik Destek

7.1 Temel Bakım Prensipleri

Vibro-Meter piezoelektrik ivmeölçer sistemleri bakım gerektirmeyen cihazlar olarak tasarlanmıştır, ancak uygun incelemeler servis ömrünü uzatabilir:

7.1.1 Periyodik Muayene Kontrol Listesi

• Görsel İnceleme: Fiziksel hasar ve korozyon olup olmadığını kontrol edin.

• Kablo Denetimi: Kılıf bütünlüğünü ve bağlantı güvenliğini kontrol edin.

• Montaj Denetimi: Herhangi bir gevşeme olup olmadığını görmek için cıvatanın sıkılığını kontrol edin.

• Sinyal İncelemesi: Temel gürültüyü ve hassasiyet değişikliklerini kontrol edin.

7.1.2 Temizlik Önerileri

• Muhafazaları yumuşak bir bezle silin.

• Aşındırıcı temizlik maddelerinden kaçının.

• Konektörler için özel elektronik kontak temizleyici kullanın.

7.1.3 Patlamaya Karşı Korumalı Ekipmanlara İlişkin Özel Gereksinimler

• Herhangi bir bakım, EC Tip İnceleme Sertifikası gerekliliklerine uygun olmalıdır.

• Patlamaya dayanıklı ekipmanlar yerinde değiştirilmemeli veya onarılmamalıdır.

• Yalnızca orijinal yedek parçalar kullanılmalıdır.

7.2 Sorun Giderme Kılavuzu

7.2.1 Yaygın Arıza Belirtileri ve Olası Nedenler

7.2.2 Temel Test Yöntemleri

1. Direnç Kontrolü: Sensör terminallerinin bağlantısını kesin ve direnci ölçün (tipik olarak >1 MΩ).

2. Yalıtım Kontrolü: Sensör ile toprak arasındaki yalıtım direncini ölçün (>100 MΩ olmalıdır).

3. Fonksiyonel Test: Sensöre hafifçe vurun ve sinyal tepkisini gözlemleyin.

4. Değiştirme Testi: Test için çalıştığı bilinen bir sensörle değiştirin.

7.3 Kalibrasyon ve Yeniden Sertifikasyon

7.3.1 Önerilen Kalibrasyon Aralıkları

• Genel Uygulamalar: 24 ayda bir.

• Kritik Uygulamalar: Her 12 ayda bir.

• Aşırı Ortamlar: Her 6 ayda bir veya daha az.

7.3.2 Kalibrasyon Öğeleri

• Hassasiyet (pC/g veya mV/g).

• Frekans Tepkisi (genlik ve faz).

• Doğrusallık.

• Enine Hassasiyet.

• Sıcaklık Tepkisi (isteğe bağlı).

7.3.3 Patlamaya Karşı Korumalı Ekipmanların Yeniden Sertifikasyonu

• Herhangi bir onarımdan sonra gereklidir.

• Yalnızca yetkili servis merkezleri tarafından yapılmalıdır.

• Patlamaya dayanıklılık sertifikasını ve işaretlerini günceller.

Bölüm 8: Uygulama Alanları ve Seçim Örnekleri

8.1 Tipik Endüstriyel Uygulama Alanları

Kılavuz Bölüm 1.2'de piezoelektrik ivmeölçerlerin geniş uygulama alanları listelenmektedir:

8.1.1 Dönen Makineler / Tahrik Elemanları

• Elektrik Motorları: Asenkron, senkron, DC motorlar.

• Yanmalı Motorlar: Dizel, gaz motorları.

• Gaz Türbinleri: Uçaklardan türetilen, ağır hizmet tipi endüstriyel.

• Buhar Türbinleri: Elektrik üretimi için tahrikler.

• Hidrolik Türbinler: Francis, Kaplan, Pelton tipleri.

• Redüktörler: Paralel milli, planeter, sonsuz dişli.

8.1.2 Dönen Makineler / Tahrik Elemanları

• Fanlar: Santrifüj, eksenel.

• Pompalar: Santrifüj, pozitif deplasmanlı, pistonlu.

• Kompresörler: Santrifüjlü, eksenel, vidalı, pistonlu.

• Jeneratörler: Turbo jeneratörler, hidrojeneratörler, dizel jeneratörler.

8.1.3 Diğer Uygulamalar

• Yapısal Titreşim İzleme: Köprüler, binalar, kuleler.

• Dönen Makinalarda Gevşek Parçaların Takibi: Gevşek bıçakların, cıvataların vb. tespit edilmesi.

• Proses Makinelerinin Takibi: Ekstrüderler, kırıcılar, elekler.

8.2 Seçim Örneği Analizi

Örnek 1: Gaz Türbininin Yüksek Sıcaklık Bölgesinde Titreşim İzleme

• Çevresel Özellikler: Yüksek sıcaklık (600°C'ye kadar), potansiyel olarak patlayıcı (yakıt sızıntısı riski).

• Seçim Önerisi: CA 905 (620°C'ye dayanıklıdır) veya CA 134 Ex i versiyonu (450°C'ye dayanıklıdır).

• Yapılandırma: Mineral yalıtımlı kablolar kullanılarak daha soğuk bir alana kurulan ayrı şarj dönüştürücü.

• Sertifikasyon Gereksinimleri: EEx ia IIC T1-T6, ATEX ve IECEx ile uyumludur.

Örnek 2: Soğutma Kompresöründe Titreşim İzleme

• Çevresel Özellikler: Düşük sıcaklık (-50°C'ye kadar), potansiyel olarak yanıcı soğutucu mevcut.

• Seçim Önerisi: CA 134 kriyojenik versiyonu (-200°C ile +450°C arası dayanıklıdır).

• Yapılandırma: Soğuk bölgedeki bağlantı noktalarını en aza indirmek için entegre kablo.

• Hususlar: Kablo yoğunlaşmasını ve buzlanmayı önleyin.

Örnek 3: Açık Deniz Platformunda Pompa Seti İzleme

• Çevresel Özellikler: Yüksek korozyon, yüksek nem, alan kısıtlamaları, patlamaya dayanıklılık gereksinimleri.

• Seçim Önerisi: CE 310 Ex i versiyonu (dahili koşullandırma, kompakt yapı).

• Konfigürasyon: Paslanmaz çelik gövde, IP65 koruma, bağlantı kutusu üzerinden bağlantı.

• Montaj: Düz olmayan yüzeylere daha kolay montaj için TA 102 saplamayı kullanın.

Örnek 4: Kritik Bir Redüktörün Çevrimiçi İzlenmesi

• Gereksinimler: Yüksek frekans yanıtı (dişli ağ frekanslarını izlemek için), yüksek güvenilirlik.

• Seçim Önerisi: CA 201 (kayma tasarımı, taban gerilimine karşı duyarsız).

• Montaj: Optimum frekans tepkisi için dişli montaj.

• Sinyal İşleme: Yüksek frekanslı gürültüyü bastırmak için alçak geçiş filtreli şarj dönüştürücü.

8.3 Titreşim Parametresi Dönüşümü ve Nomogram Kullanımı

Kılavuz Ek A'da titreşim parametre dönüşümü için İvme-Hız-Yer Değiştirme Nomogramları verilmektedir:

Nomogram L 1347 (Metrik Birimler):

• X ekseni: Titreşim Frekansı (Hz).

• Sol Y ekseni: Yer Değiştirme Genliği (tepeden tepeye, μm).

• Orta Y ekseni: Hız Genliği (tepe, mm/s).

• Sağ Y ekseni: Hızlanma Genliği (tepe, g).

Kullanım Örneği:
Verilen: Hızlanma 1 g tepe, Frekans 157 Hz.
Tablodan: Hız 10 mm/s tepe, Yer Değiştirme 20 μm tepeden tepeye.

Mühendislik Önemi:

• Yer Değiştirme: Düşük frekanslı, büyük kütleli titreşimleri yansıtır, boşluklar ve deformasyonla ilgilidir.

• Hız: Uluslararası kabul görmüş titreşim şiddeti göstergesi, titreşim enerjisini yansıtır.

• Hızlanma: Şok ve yüksek frekanslı titreşimleri yansıtır, yorulma ve darbe yükleriyle ilgilidir.

Bölüm 9: Standartlara Uygunluk ve Sertifikasyon Sistemleri

9.1 Uluslararası Standartlara Uygunluk

Vibro-Meter ürünleri çok sayıda uluslararası standartla uyumludur:

9.1.1 Titreşim Sensörü Standartları

• ISO 5348: Titreşim sensörlerinin montajına yönelik yönergeler.

• ISO 10816: Makine titreşiminin değerlendirilmesine yönelik genel kurallar.

• API 670: Makine Koruma Sistemleri (petrol ve kimya endüstrileri için).

9.1.2 Elektriksel Güvenlik Standartları

• EN 61010-1: Ölçüm, kontrol ve laboratuvar kullanımına yönelik elektrikli ekipmanlara yönelik güvenlik gereksinimleri.

• EN 50014: Potansiyel olarak patlayıcı ortamlar için elektrikli cihazlar - Genel gereksinimler.

• EN 50020: Potansiyel olarak patlayıcı ortamlar için elektrikli cihazlar - Kendinden güvenlik 'i'.

9.2 Sertifikasyon Sistemlerine Genel Bakış

9.2.1 ATEX Sertifikasyonu (Avrupa)

• Direktifler: 94/9/EC (Ekipman Direktifi), 1999/92/EC (İşyeri Direktifi).

• Onaylanmış Kuruluşlar: LCIE (Fransa), KEMA (Hollanda).

• Sertifika Örneği: LCIE 02 ATEX 6110 X (CA 134/136/160/201 için).

9.2.2 IECEx Sertifikasyonu (Uluslararası)

• IEC 60079 serisi standartlarına dayanmaktadır.

• Uluslararası karşılıklı tanınma, mükerrer sertifikalandırmayı azaltır.

9.2.3 cCSAus Sertifikasyonu (Kuzey Amerika)

• CSA (Kanada) ve UL (ABD) gerekliliklerini birleştirir.

• Sertifika Örneği: 1636188 (CA 134 için).

• Uyumlu Standartlar: CSA C22.2 No. 157, UL 913, UL 61010C-1.

9.2.4 Diğer Bölgesel Sertifikalar

• INMETRO (Brezilya).

• NEPSI (Çin patlamaya dayanıklı sertifikası).

• TIIS (Japonya).

• KOSHA (Kore).

9.3 Sertifika Parametrelerinin Yorumlanması

Örnek olarak LCIE 02 ATEX 6110 X sertifikasını kullanırsak:

Aparat Parametreleri:

• Modeller: CA 134/CA 136/CA 160/CA 201.

• Koruma Türü: Kendinden Güvenlik 'ia'.

• Gaz Grubu: IIC (en yüksek seviye).

• Sıcaklık Sınıfı: T6 ila T1 (CA 134), T6 ila T2 (diğerleri).

Elektriksel Parametreler (yalnızca sensör):

• Ci: Dahili kapasite (CA 134 için 0,3 nF, CA 136 için 8 nF).

• Li: Dahili endüktans (0, ihmal edilebilir).

İlgili Cihaz Sınırlamaları:

• Uo ≤ 28 V.

• Io ≤ 100 mA (doğrusal besleme) veya 25 mA (doğrusal olmayan besleme).

• Po ≤ 0,7 W.

Bölüm 10: Teknoloji Trendleri ve Geleceğe Bakış

10.1 Piezoelektrik Algılama Teknolojisinin Evrimi

10.1.1 Malzeme Bilimindeki Gelişmeler

• Yeni Piezoelektrik Seramikler: Daha yüksek hassasiyet, daha geniş sıcaklık aralıkları.

• Tek Kristal Piezoelektrik Malzemeler: Geliştirilmiş doğrusallık ve kararlılık.

• Kompozit Malzemeler: Kavisli yüzeye montaj için esnek piezoelektrik sensörler.

10.1.2 MEMS Teknolojisi ile Entegrasyon

• MEMS İvme Ölçerler: Daha düşük maliyet, daha küçük boyut.

• Hibrit Sistemler: Dengeli performans ve maliyet için piezoelektrik ve MEMS'in birleştirilmesi.

• Çok Eksenli Entegrasyon: Tek bir pakette üç eksenli ivmeölçerler.

10.2 İstihbarat ve Ağ Oluşturmaya Yönelik Eğilimler

10.2.1 Akıllı Sensörlerin Özellikleri

• Dahili Teşhis: Kendi kendine test, kendi kendine kalibrasyon, arıza tahmini.

• Dijital Çıkış: Doğrudan dijital arayüzler (IEPE, dijital veri yolları).

• Parametre Depolama: Seri numarası, kalibrasyon verileri, sensörde saklanan konfigürasyon parametreleri.

10.2.2 Endüstriyel IoT ile Entegrasyon

• Kablosuz İletim: Pille çalışan kablosuz sensör ağları.

• Edge Computing: Sensör düğümünde ön sinyal işleme.

• Bulut Platform Entegrasyonu: Büyük veri analizi ve makine öğrenimi için buluta yüklenen titreşim verileri.

10.3 Bakım Stratejilerinin Gelişimi

10.3.1 Önleyici Bakımdan Kestirimci Bakıma

• Duruma Dayalı Bakım (CBM): Gerçek duruma göre bakımın planlanması.

• Tahmine Dayalı Bakım (PdM): Trend analizine ve arıza tahminine dayanır.

• Prognostik Bakım (PM): Erken arıza göstergelerinin tespiti.

10.3.2 Dijital İkiz Teknolojisinin Uygulanması

• Sanal Model: Ekipmanın dijital ikizinin oluşturulması.

• Gerçek Zamanlı Senkronizasyon: Dijital modeli gerçek zamanlı olarak güncelleyen sensör verileri.

• Simülasyon ve Tahmin: Dijital model üzerinde arıza simülasyonu ve ömür tahmininin yapılması.

10.4 Sürdürülebilirlik ve Çevresel Hususlar

10.4.1 Uzun Ömürlü Tasarım

• Uzatılmış Kalibrasyon Aralıkları: Daha kararlı sensör tasarımları.

• Onarılabilirlik: Daha kolay onarım ve yükseltmeler için modüler tasarım.

• Malzeme Seçimi: Çevre dostu, geri dönüştürülebilir malzemeler.

10.4.2 Enerji Verimliliği

• Düşük Güç Tasarımı: Kablosuz sensörler için pil ömrünü uzatır.

• Enerji Hasadı: Kendi kendine güç sağlamak için titreşim ortamından enerji toplamak.

10.4.3 Zorlu Ortamlara Uyarlanabilirlik

• Daha Derin Denizaltı Uygulamaları: Daha yüksek basınç değerleri.

• Uzay Uygulamaları: Radyasyonla sertleştirilmiş, ultra yüksek vakumla uyumludur.

• Jeotermal Uygulamalar: Daha yüksek sıcaklıklar, aşındırıcı ortamlar.

Sonuç: Güvenilir bir Endüstriyel Titreşim İzleme Sistemi Oluşturmak

Vibro-Meter'in piezoelektrik ivmeölçer sistemleri, endüstriyel titreşim izleme alanında yüksek standartlı bir çözümü temsil eder. Teknik prensipleri derinlemesine anlayarak, modelleri doğru seçerek, standart kurulum ve bakım prosedürlerini takip ederek ve bunları uygun sinyal işleme ve veri analiziyle birleştirerek güvenilir ve verimli bir ekipman sağlığı izleme sistemi oluşturulabilir.

Bir titreşim izleme projesinin başarılı bir şekilde uygulanması için temel unsurlar aşağıda özetlenmiştir:

1. Sistematik Planlama: Çevresel, teknik, güvenlik ve ekonomik faktörleri kapsamlı bir şekilde göz önünde bulundurarak ölçüm hedeflerinden başlayın.

2. Doğru Seçim: Sıcaklık, frekans, çevre koşulları ve sertifika gereksinimlerine göre uygun sensör tipini seçin.

3. Standartlaştırılmış Kurulum: Yüzey hazırlığı, montaj ve kablo yönlendirme için kılavuzdaki gereksinimlere kesinlikle uyun.

4. Sıkı Sertifikasyon Uyumluluğu: Potansiyel olarak patlayıcı ortamlarda genel sistem sertifikasyon uyumluluğunu sağlayın.

5. Sürekli Bakım: Düzenli denetim, kalibrasyon ve dokümantasyon güncelleme prosedürleri oluşturun.

6. Veri Analizi: Ham titreşim verilerini ekipman sağlığına ilişkin eyleme geçirilebilir içgörülere dönüştürün.

7. Personel Eğitimi: Operatörlerin ve bakım personelinin gerekli teknik ve güvenlik bilgisine sahip olmasını sağlayın.

Endüstri 4.0 ve akıllı üretimin gelişmesiyle birlikte titreşim izleme teknolojisi, izole koruma sistemlerinden entegre akıllı algılama düğümlerine doğru evriliyor. Vibro-Meter gibi profesyonel üreticiler, sürekli teknolojik yenilikler yoluyla bu alanı daha yüksek güvenilirliğe, daha fazla zekaya ve daha geniş uygulanabilirliğe doğru yönlendiriyor ve dünya çapında endüstriyel ekipmanların güvenli, verimli ve sürdürülebilir çalışması için sağlam bir temel sağlıyor.

Vibro-Meter teknik kılavuzunun sistematik analizine dayanan bu makale, mühendisler ve teknisyenler için kapsamlı bir teknik referans sağlamayı amaçlamaktadır. Pratik uygulamalarda, sistem tasarımı, kurulumu ve işletiminin optimizasyonunu ve güvenliğini sağlamak için her zaman kılavuzun, veri sayfalarının ve teknik bültenlerin en son sürümüne bakın ve üreticinin teknik desteğine başvurun.

---

Referans Kılavuzu:  Vibro-Meter CAxxx/CExxx Piezoelektrik İvmeölçer Kullanım Kılavuzu