Bộ chuyển đổi vận tốc CV214 là thiết bị đo độ rung hiệu suất cao của Hệ thống cảm biến VM, được thiết kế đặc biệt để theo dõi độ rung tần số thấp. Thích hợp cho nhiều môi trường công nghiệp khác nhau, nó đặc biệt vượt trội trong việc theo dõi rung động trên máy móc quay tốc độ chậm. Cấu trúc chắc chắn, phạm vi nhiệt độ vận hành vừa phải và tính chất tự tạo khiến nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho các thiết bị quan trọng như tua bin thủy điện và hơi nước, đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng nhiệt độ từ trung bình đến thấp.
Tính năng & Lợi ích
1. Đáp ứng tần số rộng và độ nhạy cao
CV214 cung cấp dải tần đáp ứng rộng từ 10 Hz đến 1 kHz, khiến nó đặc biệt thành thạo trong việc thu tín hiệu rung tần số thấp. Độ nhạy danh định của nó là 20 mV/mm/s (508 mV/in/s), với dung sai ±5% ở 22°C, đảm bảo dữ liệu rung chính xác và ổn định ngay cả trên máy tốc độ chậm. Độ lệch đáp ứng tần số của đầu dò chỉ là ±0,5 dB trong phạm vi 30–400 Hz và ±1 dB trong phạm vi 400 Hz–1 kHz, với điểm -3 dB tại 10 Hz, đảm bảo đặc tính tuyến tính tuyệt vời.
2. Hoạt động tự phát (Không cần nguồn điện)
Hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, đầu dò này không cần nguồn điện bên ngoài. Nó tạo ra tín hiệu điện áp đầu ra tỷ lệ thuận với tốc độ rung. Tính năng này làm cho nó đặc biệt phù hợp với các hệ thống đo lường di động hoặc các ứng dụng giám sát từ xa nơi nguồn điện bị hạn chế hoặc không mong muốn. Trở kháng đầu ra thấp (<700 Ω) đảm bảo tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu cao và khả năng chống nhiễu mạnh trong quá trình truyền tín hiệu.
3. Độ bền môi trường tốt
CV214 hoạt động đáng tin cậy ở nhiệt độ từ -29°C đến 121°C (-20°F đến 250°F). Nó tự hào có xếp hạng bảo vệ IP64, giúp nó có khả năng chống bụi và hơi ẩm xâm nhập, đồng thời phù hợp với môi trường công nghiệp ẩm ướt, ăn mòn hoặc bụi bặm. Điện trở cách điện bên trong của nó lớn hơn 10⁷ Ω ở nhiệt độ môi trường, đảm bảo an toàn và ổn định về điện.
4. Chứng nhận cho khu vực nguy hiểm
Đầu dò được chứng nhận để sử dụng trong môi trường có khả năng gây nổ theo nhiều tiêu chuẩn quốc tế khác nhau, bao gồm ATEX Châu Âu, cCSAus Bắc Mỹ, KGS Hàn Quốc và TR CU của Nga. Nó được phê duyệt để vận hành an toàn trong các khu vực nguy hiểm (ví dụ: Vùng 0/1/2 hoặc Phân khu 1). Ký hiệu chống cháy nổ của nó là Ex ia IIC T6…T4 Ga, phù hợp với các loại nhiệt độ tương ứng trong môi trường nguy hiểm.
5. Kết cấu cơ khí chắc chắn
Vỏ cảm biến được chế tạo từ hợp kim nhôm Anticorodal 100 được anod hóa. Chân lắp được làm bằng Rylon®, một loại nhựa nhiệt dẻo hiệu suất cao và vít lắp là thép không gỉ (AISI 304). Sự kết hợp này đảm bảo độ bền tổng thể và khả năng chống ăn mòn. Đầu dò có thể chịu được gia tốc sốc cực đại 50 g (nửa sóng hình sin, thời lượng 1 ms).
6. Tùy chọn lắp linh hoạt
CV214 có thể được gắn trong phạm vi ±100° so với vị trí thẳng đứng, phù hợp với nhiều bố cục cơ học khác nhau. Mô-men xoắn lắp khuyến nghị là 6 N·m, đảm bảo lắp đặt an toàn mà không làm hỏng thiết bị. Đế gắn có lỗ ren 1/2-20UNF-3A, tuân thủ các thông số kỹ thuật lắp đặt tiêu chuẩn.
7. Không cần điều hòa tín hiệu
Bộ chuyển đổi cung cấp tín hiệu đầu ra điện áp có thể được kết nối trực tiếp với thiết bị điện tử giám sát, loại bỏ nhu cầu và chi phí liên quan đến mô-đun điều hòa tín hiệu bổ sung, do đó đơn giản hóa việc tích hợp hệ thống. Đường truyền tín hiệu sử dụng hệ thống 2 dây cách điện với vỏ, nâng cao độ an toàn và tin cậy.
8. Độ nhạy ngang thấp
Độ nhạy ngang tối đa là ±10%, đảm bảo đầu dò chủ yếu nhạy cảm với rung động dọc trục. Điều này làm giảm ảnh hưởng của độ nhạy chéo trục đến kết quả đo và cải thiện độ chính xác của dữ liệu.
Nguyên tắc làm việc
Cảm biến vận tốc CV214 hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Phần tử cảm biến cốt lõi của nó bao gồm một cuộn dây chuyển động và một nam châm vĩnh cửu cố định. Khi đầu dò được gắn trên một cấu trúc rung, sự rung động sẽ làm cho cuộn dây chuyển động so với nam châm. Theo định luật cảm ứng điện từ Faraday, chuyển động này tạo ra một suất điện động (điện áp) trong cuộn dây, tỷ lệ thuận với vận tốc dao động.
Cơ chế hoạt động chi tiết:
Truyền rung động: Rung động được truyền từ bề mặt máy đến cấu trúc cơ học bên trong của cảm biến thông qua đế gắn của nó.
Chuyển động của hệ quán tính: Hệ quán tính bên trong (bao gồm cả cuộn dây) chuyển động tương đối so với vỏ (và nam châm) dưới tác dụng của dao động. Cuộn dây cắt các đường sức từ của từ trường cố định do nam châm vĩnh cửu tạo ra.
Tạo EMF: Cắt các đường từ thông sẽ tạo ra một suất điện động (EMF) trong cuộn dây. Theo định luật Faraday, độ lớn của EMF tỷ lệ thuận với tốc độ cuộn dây cắt các đường từ thông, tức là tỷ lệ với vận tốc dao động.
Đầu ra tín hiệu: Tín hiệu điện áp được tạo ra được truyền đến thiết bị giám sát thông qua đầu nối tiêu chuẩn quân sự loại MIL-C-5015 10 SL-4 gắn bên cạnh và cáp phù hợp. Biên độ tín hiệu tương ứng trực tiếp với tốc độ rung.
Đáp ứng tần số: Cấu trúc cơ học (hệ thống giảm chấn lò xo khối) của cảm biến xác định các đặc tính tần số của nó. Tần số tự nhiên của nó được thiết kế là 10 Hz ± 1 Hz. Trong phạm vi nhất định trên tần số tự nhiên (10 Hz - 1 kHz), tín hiệu đầu ra tuân theo sự thay đổi tuyến tính của tốc độ rung. Đáp ứng biên độ-tần số điển hình là: -3 dB tại 10 Hz, ±0,5 dB trong phạm vi 30–400 Hz và ±1 dB trong phạm vi 400 Hz–1 kHz.
Thuận lợi:
Tự cấp nguồn: Không yêu cầu nguồn điện bên ngoài, đơn giản hóa kiến trúc hệ thống, loại bỏ tiếng ồn từ đường dây điện và lý tưởng cho các môi trường nguy hiểm hoặc địa điểm ở xa.
Độ tin cậy cao: Là một thiết bị thụ động, nó có ít bộ phận chuyển động và linh kiện điện tử hơn. Cấu trúc đơn giản của nó chắc chắn và bền bỉ, mang lại thời gian trung bình dài giữa các lần hỏng hóc (MTBF).
Tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm cao: Biên độ tín hiệu đầu ra tương đối lớn (20 mV/mm/s) và trở kháng đầu ra thấp (<700 Ω) mang lại khả năng miễn nhiễm mạnh đối với nhiễu điện từ, phù hợp cho việc truyền dẫn đường dài.
Đáp ứng pha ổn định: Đáp ứng pha nhất quán trên dải tần phù hợp với các hệ thống chẩn đoán nhạy cảm với pha, tạo điều kiện cho việc phân tích pha chính xác.
Đo vận tốc trực tiếp: Vận tốc rung là thông số thường được Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO) sử dụng để đánh giá mức độ nghiêm trọng của rung động máy. CV214 trực tiếp phát ra tín hiệu tỷ lệ thuận với vận tốc, loại bỏ nhu cầu tích phân hoặc vi phân và tránh các lỗi liên quan và dịch pha.
Ứng dụng
CV214 chủ yếu được sử dụng trong các lĩnh vực sau:
Máy phát điện thủy điện: Giám sát độ rung của tua bin, ổ bi và khung máy phát điện, đặc biệt thích hợp với môi trường ẩm ướt của nhà máy thủy điện.
Tua bin hơi nước: Thích hợp để theo dõi độ rung trên các bộ phận quan trọng như vỏ trung gian và áp suất thấp cũng như vỏ ổ trục. Phạm vi nhiệt độ của nó đáp ứng các yêu cầu của hầu hết các ứng dụng tuabin hơi.
Máy móc công nghiệp tốc độ chậm: Chẳng hạn như quạt, máy bơm, máy nén, hộp số và động cơ lớn để theo dõi và bảo vệ rung động thường xuyên.
Hệ thống đo độ rung di động: Không yêu cầu nguồn điện, tạo điều kiện cho việc lắp đặt tạm thời và kiểm tra tại chỗ dễ dàng, khiến nó trở thành công cụ lý tưởng cho các kỹ sư PdM (Bảo trì dự đoán).
Khí quyển có khả năng gây nổ: Với các chứng nhận chống cháy nổ toàn diện, nó có thể được sử dụng ở những khu vực nguy hiểm có khí hoặc bụi dễ cháy trong các ngành công nghiệp như dầu, khí đốt và hóa chất.
Tư vấn lắp đặt và cáp phù hợp
CV214 được thiết kế để sử dụng với cụm cáp ED121 chuyên dụng. Cáp này có chiều dài danh nghĩa là 15 mét, có các cặp xoắn và được che chắn (lõi bện 2 × 0,5 mm²) và có lớp vỏ ngoài bằng PTFE (Polytetrafluoroethylene), mang lại khả năng kháng hóa chất tuyệt vời và đặc tính nhiệt độ cao. Phạm vi nhiệt độ hoạt động của nó là -65°C đến 121°C. Cáp được kết thúc bằng đầu nối MIL-C-5015 10SL-4SN, kết hợp hoàn hảo với đầu nối của cảm biến.
Trong môi trường công nghiệp cực kỳ khắc nghiệt (ví dụ: có rủi ro về nhiệt độ cao, mài mòn hoặc nghiền nát), nên bảo vệ cụm cáp hơn nữa bằng ống dẫn kim loại linh hoạt (vỏ bọc linh hoạt) để bảo vệ cơ học.
Trong quá trình lắp đặt, hãy đảm bảo bề mặt lắp cảm biến sạch sẽ và bằng phẳng để đạt được đáp ứng tần số và độ chính xác đo tối ưu. Siết vít lắp theo mô-men xoắn khuyến nghị là 6 N·m để đảm bảo đủ độ cứng lắp, đồng thời tránh siết quá chặt có thể làm hỏng cảm biến hoặc ren của thiết bị.
Tóm tắt thông số kỹ thuật chính
Nguyên lý hoạt động: Cảm ứng điện từ cuộn dây chuyển động
Độ nhạy: 20 mV/mm/s (508 mV/in/s) ±5% (@100 Hz, 22°C)
Dải tần số: 10 Hz – 1 kHz (-3 dB @10 Hz)
Tần số cộng hưởng: 10 Hz ± 1 Hz
Độ nhạy ngang: Max. ±10%
Trở Kháng đầu ra: <700 Ω
Nhiệt độ hoạt động: -29°C đến 121°C (-20°F đến 250°F)
Nhiệt độ bảo quản: -40°C đến 100°C (-40°F đến 212°F)
Xếp hạng bảo vệ: IP64 (IEC 60529)
Khả năng chống sốc: Đỉnh 50 g (nửa sóng hình sin, thời lượng 1 ms)
Đầu nối: MIL-C-5015 10 SL-4 (gắn bên cạnh)
Mô-men xoắn lắp: 6 N·m
Trọng lượng: khoảng. 0,4 kg
Chứng nhận chống cháy nổ: ATEX, cCSAus, KGS, TR CU (xem Thông số kỹ thuật để biết thêm chi tiết)
