Bộ điều hòa tín hiệu IQS450 204-450-000-001-A1-B21-H10-I0

IQS450 204-450-000-001-A1-B21-H10-I0 là hệ thống đo độ dịch chuyển dòng điện xoáy không tiếp xúc có độ chính xác cao, độ tin cậy cao được giới thiệu bởi Vibro-Meter SA. Hệ thống này được thiết kế đặc biệt để giám sát trực tuyến liên tục và bảo vệ các thông số quan trọng như độ rung của trục, độ dịch chuyển dọc trục, độ lệch tâm và tốc độ (Keyphasor) trong máy quay hoạt động trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt. Là thành phần cảm biến quan trọng để bảo trì dự đoán trong công nghiệp và quản lý tình trạng máy móc, các phép đo của nó liên quan trực tiếp đến an toàn thiết bị và tính liên tục trong sản xuất.

Dựa trên nguyên lý dòng điện xoáy cổ điển, lõi hệ thống bao gồm bộ chuyển đổi không tiếp xúc dòng TQ 402 hoặc TQ 412 kết hợp với bộ điều hòa tín hiệu IQS 450, được hiệu chuẩn tại nhà máy thành một thiết bị để đảm bảo độ chính xác đo đặc biệt và khả năng thay thế linh kiện. Mã 'H10' trong số kiểu máy cho biết cấu hình hệ thống có tổng chiều dài cáp là 10 mét. Điều này phù hợp cho các ứng dụng mà điểm lắp đầu dò ở xa tủ giám sát hoặc hộp nối, mang lại sự linh hoạt trong bố trí để giám sát các thiết bị lớn như tua bin hơi nước của nhà máy điện và hệ thống máy nén lớn.

Thiết kế của nó tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn bảo vệ máy móc quốc tế (ví dụ: API 670) và cung cấp nhiều tùy chọn cấu hình cho các yêu cầu môi trường khác nhau. Hệ thống phát ra tín hiệu điện áp tỷ lệ tuyến tính với khoảng cách đo được, có đáp ứng tần số rộng, độ lệch nhiệt độ thấp và khả năng chống nhiễu mạnh. Đây là sự lựa chọn lý tưởng để bảo vệ hoạt động an toàn và ổn định của các tài sản quan trọng như máy tua-bin, thiết bị phát điện, máy bơm và quạt lớn.

Giá trị cốt lõi & Tính năng:

• Dự đoán lỗi đáng tin cậy: Đo chính xác độ rung tương đối của trục và những thay đổi về vị trí, cung cấp cơ sở chẩn đoán cho các lỗi sớm như mất cân bằng, lệch trục, cọ xát và mòn vòng bi.

• Khả năng thích ứng với môi trường khắc nghiệt: Đầu dò có thể hoạt động ổn định trong môi trường nhiệt độ cao từ -40°C đến +180°C. Tổng thể hệ thống được thiết kế chắc chắn, có khả năng chống dầu, bụi bẩn và ăn mòn.

• Độ trung thực của tín hiệu đường dài: Cấu hình hệ thống có chiều dài 10 mét (H10), kết hợp với cáp đồng trục chất lượng cao và điều hòa tín hiệu được tối ưu hóa, đảm bảo tính toàn vẹn của tín hiệu trong khoảng cách truyền dài.

• Kỹ thuật & Bảo trì Đơn giản hóa: Các bộ phận hoàn toàn có thể thay thế cho nhau mà không cần hiệu chuẩn lại tại hiện trường, giảm đáng kể lượng tồn kho phụ tùng thay thế và thời gian dừng sửa chữa.

• Tích hợp hệ thống linh hoạt: Đầu ra điện áp tiêu chuẩn có thể được kết nối trực tiếp với DCS, PLC hoặc các hệ thống giám sát rung động chuyên dụng, đáp ứng các nhu cầu bảo vệ và điều khiển tự động hóa khác nhau.

2. Nguyên tắc làm việc hệ thống ngắn gọn

Hệ thống hoạt động dựa trên tác dụng của dòng điện xoáy trong cảm ứng điện từ. Bộ tạo dao động tần số cao bên trong bộ điều hòa tín hiệu IQS 450 truyền một dòng điện tần số cao không đổi qua cáp đồng trục đến cuộn dây ở đầu đầu dò TQ 402/412, tạo ra từ trường xoay chiều tần số cao xung quanh cuộn dây.

Khi trường này tiếp cận mục tiêu kim loại dẫn điện (ví dụ: bề mặt trục quay), dòng điện xoáy sẽ được tạo ra trong lớp bề mặt mục tiêu. Những dòng điện xoáy này tạo ra một từ trường mới đối lập với từ trường ban đầu, do đó làm suy yếu từ trường của cuộn dây đầu dò và gây ra sự thay đổi trở kháng hiệu dụng của cuộn dây. Sự thay đổi trở kháng này là hàm số của khoảng cách (khoảng cách) giữa đầu đầu dò và bề mặt mục tiêu.

Mạch điện chính xác bên trong IQS 450 phát hiện và giải điều chế sự thay đổi trở kháng này, chuyển đổi nó thành tín hiệu điện áp DC (Tùy chọn B21) có độ tuyến tính cao theo khe hở. Điện áp đầu ra trở nên âm hơn khi khe hở tăng lên (ví dụ: -2V biểu thị khe hở nhỏ, -18V biểu thị khe hở lớn). Tín hiệu điện áp này chứa thành phần DC tĩnh (khoảng cách trung bình) và thành phần AC động (độ rung) của vị trí mục tiêu và có thể được thu thập, phân tích và xử lý trực tiếp bằng thiết bị giám sát phụ trợ.

Hệ thống có tính năng bù nhiệt độ, ngăn chặn hiệu quả những thay đổi về điện trở cuộn dây đầu dò và đặc tính cáp do sự thay đổi nhiệt độ môi trường gây ra, do đó đảm bảo độ ổn định của phép đo lâu dài.

3. Các kịch bản ứng dụng điển hình

Hệ thống này có chiều dài cáp 10 mét đặc biệt thích hợp cho các thiết bị quay cỡ trung bình đến lớn có các điểm giám sát phân tán và khoảng cách đi dây dài:

1. Công nghiệp phát điện:

• Tua bin hơi nước/khí: Giám sát độ rung của trục (hướng X/Y), vị trí trục và độ lệch tâm của vỏ và vòng bi HP/IP/LP.

• Máy phát điện: Giám sát độ rung của ổ trục. (Để giám sát điện áp trục bằng chổi nối đất, cần có ứng dụng đặc biệt.)

• Tua bin thủy lực: Giám sát độ hở của cánh và chuyển động quay.

2. Dầu khí & Hóa dầu:

• Máy nén ly tâm/hướng trục: Giám sát độ rung và vị trí trục của các vòng bi tầng khác nhau để ngăn chặn sự đột biến và mài mòn.

• Tàu bơm lớn: Giám sát trạng thái rung động của máy bơm chuyển, máy bơm nước cấp.

• Thiết bị dẫn động tuabin khí: Ứng dụng trong trạm nén đường ống, nhà máy LNG.

3. Công nghiệp nặng & Sản xuất:

• Động cơ, hộp số tốc độ cao: Giám sát tình trạng và chẩn đoán lỗi.

• Ngành Thép: Giám sát độ rung cho quạt lớn, quạt khử bụi.

• Công nghiệp giấy: Giám sát vòng bi lăn.

4. Động cơ đẩy hàng hải: Giám sát độ rung cho bộ tuabin đẩy chính và hộp số giảm tốc.

4. Những điểm chính để cài đặt, cấu hình và chạy thử (đối với hệ thống H10)

1. Giai đoạn lập kế hoạch lắp đặt:

• Lập kế hoạch định tuyến cáp: Lập kế hoạch trước một đường đi hợp lý cho cáp dài 10 mét để tránh cuộn dây quá mức. Cho phép độ chùng vừa đủ để thiết bị giãn nở và rung do nhiệt, nhưng hãy cố định thiết bị một cách gọn gàng.

• Bảo vệ nhiễu điện từ (EMI): Cáp dài dễ bị đóng vai trò là ăng-ten thu nhiễu hơn. Đảm bảo cáp tín hiệu được định tuyến trong khay/ống dẫn cáp riêng biệt khỏi các nguồn gây nhiễu mạnh như cáp nguồn và cáp trung chuyển VFD, với khoảng cách song song tối thiểu >30 cm. Nên sử dụng ống dẫn kim loại nối đất hoặc khay cáp để che chắn thêm.

• Bảo vệ đầu nối: Sử dụng ống co nhiệt để bịt kín và tránh lỏng các đầu nối giữa đầu dò và cáp kéo dài cũng như giữa cáp mở rộng và bộ điều hòa, đặc biệt là trong môi trường có độ rung hoặc khả năng ngưng tụ.

2. Lắp đặt cơ khí đầu dò:

• Tuân thủ nghiêm ngặt các ràng buộc lắp đặt: Đọc kỹ và làm theo tất cả các sơ đồ và bảng trong Phần 2.2 của Hướng dẫn lắp đặt (ví dụ: các yêu cầu về khoảng trống, khoảng cách, đường kính trục). Đây là nền tảng để đạt được hiệu suất danh nghĩa của hệ thống.

• Thiết lập khe hở ban đầu: Thiết lập khe hở một cách cơ học bằng cách sử dụng thước đo cảm biến khi máy đứng yên.
  * Để đo độ rung: Nên đặt khoảng cách ban đầu gần giữa phạm vi tuyến tính (~1,15 mm), tương ứng với đầu ra ~ -9,6V, cho phép có đủ biên độ cho rung động hai chiều.
  * Để theo dõi vị trí trục: Đặt gần một đầu của phạm vi tuyến tính (gần hoặc xa) dựa trên hướng chuyển động dự kiến.

• Chuẩn bị khu vực mục tiêu: Bề mặt trục mục tiêu phải nhẵn, sạch và có chất liệu đồng nhất. Tránh trầy xước, ăn mòn hoặc lớp phủ cục bộ, có thể gây ra 'chảy điện' và cản trở tín hiệu rung.

3. Cố định cáp:

• Cố định chống rung: Bên trong và bên ngoài máy, cáp phải được cố định chắc chắn vào các kết cấu cứng bằng kẹp hoặc dây buộc cáp với khoảng cách 100-200 mm. Điều này rất quan trọng đối với cáp dài 10 mét để ngăn tín hiệu sai do rung cáp.

• Bán kính uốn tối thiểu: Đảm bảo các khúc cua trơn tru với bán kính không nhỏ hơn 20 mm dọc theo toàn bộ tuyến cáp.

4. Kiểm tra kết nối điện và bật nguồn:

• Nguồn & Nối đất: Cung cấp nguồn điện -24VDC ổn định cho IQS 450. Đảm bảo tấm chắn hệ thống được nối đất tại một điểm duy nhất ở phía hệ thống giám sát để tránh vòng lặp nối đất gây ra tiếng ồn.

• Xác minh bật nguồn: Sau khi kết nối, hãy bật nguồn. Với mục tiêu cố định, hãy đo điện áp đầu ra của IQS 450. Điện áp này phải nằm trong khoảng từ -1,6V đến -17,6V và gần tương ứng với khe hở ban đầu được thiết lập về mặt cơ học (có thể ước tính bằng cách sử dụng đường cong hiệu chuẩn cho thép VCL 140). Nếu điện áp ở gần đường nguồn âm hoặc bằng 0, hãy kiểm tra các kết nối, nguồn điện và tình trạng đầu dò.

5. Tinh chỉnh điện tùy chọn:
Sau khi lắp đặt cơ khí và xác minh cơ bản, có thể thực hiện hiệu chỉnh tinh tế để thu được đường cong đặc tính tốt nhất cho lắp đặt cụ thể đó:

• Sử dụng đồng hồ đo cảm biến không dẫn điện (ví dụ: phenolic) hoặc mục tiêu hiệu chuẩn tiêu chuẩn để thay đổi khe hở thành một số giá trị đã biết xung quanh khe hở ban đầu.

• Ghi lại điện áp đầu ra IQS 450 tương ứng cho mỗi khe hở.

• Vẽ đường cong 'khe hở so với điện áp' để xác minh độ nhạy và tuyến tính của hệ thống cho cài đặt thực tế này.

5. Phụ kiện hỗ trợ & Hướng dẫn lựa chọn (Dựa trên tài liệu đính kèm)

• Cáp kéo dài (EA 402): Được sử dụng khi chiều dài cáp tích hợp của đầu dò không đủ. Tổng chiều dài 10 mét của hệ thống này có thể đạt được bằng cáp dài tích hợp hoặc kết hợp cáp tích hợp + cáp kéo dài.

• Bộ chuyển đổi gắn đầu dò (PA 151/152/153): Được sử dụng để gắn đầu dò bên ngoài vỏ máy, cho phép điều chỉnh khe hở từ bên ngoài để bảo trì dễ dàng hơn.

• Đi qua cáp (SG 102): Được sử dụng để duy trì lớp đệm kín của vỏ (xếp hạng bảo vệ IP 68) khi cáp đầu dò đi qua vỏ chịu áp của máy hoặc vỏ chống cháy nổ.

• Hộp nối (JB 118): Dùng để bảo vệ điểm kết nối giữa cáp đầu dò và cáp nối dài trong môi trường khắc nghiệt.

• Vỏ công nghiệp (ABA 15x): Được sử dụng để lắp tại hiện trường và bảo vệ bộ điều hòa tín hiệu IQS 450, cung cấp cấp bảo vệ IP 66.

• Bộ chuyển đổi lắp đặt (MA 130): Được sử dụng để dễ dàng lắp bộ điều hòa tín hiệu IQS 450 trên thanh ray DIN tiêu chuẩn.

• Rào chắn/Bộ cách ly An toàn (GSV 14x / GSI 124): Khi toàn bộ hệ thống hoặc một phần của hệ thống cần được lắp đặt trong môi trường có khả năng gây nổ (khu vực nguy hiểm), phải chọn các thành phần phiên bản chống cháy nổ được chứng nhận tương ứng (A2/A3) và các rào cản an toàn được chứng nhận (ví dụ: GSV 14x cho đầu ra điện áp, GSI 124 cho đầu ra dòng điện) phải được lắp đặt giữa các khu vực an toàn và nguy hiểm để hạn chế năng lượng trong khu vực nguy hiểm. Model A1 này là tiêu chuẩn và không phù hợp với khu vực nguy hiểm.

6. Lưu ý quan trọng và khuyến nghị bảo trì

• Không bao giờ sửa đổi cáp: Tuyệt đối không cắt hoặc nối đầu dò hoặc cáp kéo dài tại chỗ. Điều này phá hủy việc hiệu chỉnh hệ thống và phối hợp trở kháng, dẫn đến suy giảm hoặc hỏng hóc hiệu suất nghiêm trọng.

• Xử lý đầu nối: Chỉ siết chặt đầu nối bằng tay. Siết quá chặt có thể làm hỏng ren và chốt bên trong.

• Kiểm tra thường xuyên: Trong quá trình kiểm tra định kỳ, hãy kiểm tra xem đầu dò có bị lỏng hay không, vỏ bọc cáp có bị mòn, đứt hoặc lão hóa ở nhiệt độ cao hay không và các đầu nối có chặt không.

• Xử lý sự cố: Nếu đầu ra của hệ thống không bình thường (ví dụ: không có đầu ra, đầu ra bão hòa, tiếng ồn quá mức), trước tiên hãy kiểm tra nguồn điện, kết nối cáp và nối đất, sau đó kiểm tra xem bề mặt đầu dò có bị nhiễm bẩn hay có những thay đổi về tình trạng bề mặt mục tiêu hay không.

• Bảo quản & Vận chuyển: Bảo quản đầu dò ở môi trường khô ráo. Trong quá trình vận chuyển, nên lắp nắp nhựa bảo vệ lên đầu đầu dò để tránh va đập.