TWW 103 M1 là máy phát đo vị trí và rung động đơn kênh, hiệu suất cao thuộc dòng sản phẩm VM. Được thiết kế để giám sát tình trạng và bảo vệ máy quay trong môi trường công nghiệp, chức năng cốt lõi của nó là đo không tiếp xúc vị trí tương đối (độ dịch chuyển) của mục tiêu. Nó thường được sử dụng cùng với cảm biến tiệm cận dòng điện xoáy (đầu dò) WW 018 để tạo thành một hệ thống đo chuyển vị hoàn chỉnh, cung cấp phạm vi đo tĩnh lên tới 10 mm.
Nổi tiếng với độ chính xác cao, độ tin cậy và thiết kế chắc chắn, TWW 103 M1 phù hợp với môi trường công nghiệp khắc nghiệt và thậm chí cả những khu vực nguy hiểm (môi trường có khả năng gây nổ). Đầu ra cốt lõi của nó là tín hiệu vòng lặp dòng điện 4 đến 20 mA, có thể được kết nối trực tiếp với hệ thống điều khiển (ví dụ: PLC, DCS) hoặc hệ thống giám sát để bảo vệ máy và/hoặc giám sát tình trạng. Máy phát có sẵn phiên bản tiêu chuẩn và phiên bản Ex được chứng nhận để sử dụng trong khu vực nguy hiểm, đáp ứng yêu cầu an toàn của các tình huống ứng dụng khác nhau.
Thiết bị có vỏ bằng hợp kim nhôm với chỉ số bảo vệ cao IP66, đảm bảo hoạt động ổn định trong các điều kiện khắt khe. Tính năng tự chẩn đoán tích hợp của nó liên tục theo dõi trạng thái hệ thống và đưa ra chỉ báo lỗi rõ ràng thông qua đèn LED và tín hiệu đầu ra, khiến nó trở thành lựa chọn lý tưởng để bảo vệ các thiết bị quan trọng như tua-bin, máy nén, máy bơm và quạt.
Nguyên tắc làm việc
Hoạt động của máy phát TWW 103 M1 dựa trên hiệu ứng dòng điện xoáy, nền tảng vật lý của phép đo độ dịch chuyển không tiếp xúc. Hệ thống đo lường hoàn chỉnh bao gồm cảm biến tiệm cận dòng điện xoáy (đầu dò) WW 018 và bộ phát TWW 103 M1.
1. Hiệu ứng dòng điện xoáy và tạo tín hiệu:
Đầu cảm biến WW 018 chứa một cuộn dây. Khi dòng điện tần số cao từ máy phát đi qua cuộn dây này, nó sẽ tạo ra trường điện từ tần số cao. Nếu cảm biến này nhắm vào mục tiêu kim loại dẫn điện (ví dụ: bề mặt trục), trường điện từ này sẽ tạo ra dòng điện xoáy trên bề mặt mục tiêu. Những dòng điện xoáy này lần lượt tạo ra một từ trường mới đối lập với từ trường ban đầu, chống lại sự thay đổi trong trường ban đầu, do đó làm thay đổi trở kháng của cuộn dây cảm biến. Độ lớn của sự thay đổi trở kháng này liên quan trực tiếp đến khoảng cách giữa đầu dò và bề mặt mục tiêu: khoảng cách càng gần thì hiệu ứng càng mạnh và sự thay đổi trở kháng càng lớn; khoảng cách càng xa thì hiệu ứng càng yếu và sự thay đổi trở kháng càng nhỏ.
2. Điều hòa và xử lý tín hiệu:
Vai trò chính của máy phát là phát hiện và xử lý sự thay đổi trở kháng này do sự thay đổi khoảng cách gây ra. Mạch bên trong của nó thực hiện các bước chính sau:
Giải điều chế tín hiệu: Nhận tín hiệu RF thô từ cảm biến và giải điều chế nó thành tín hiệu điện áp DC là hàm của khoảng cách.
Tuyến tính hóa: Mối quan hệ giữa khoảng cách và tín hiệu điện áp được tạo ra bởi hiệu ứng dòng điện xoáy không phải là tuyến tính hoàn hảo. Mạch tuyến tính hóa bên trong của máy phát bù đắp cho điều này, đảm bảo đầu ra cuối cùng có mối quan hệ tuyến tính cao với khoảng cách thực tế.
Lọc: Máy phát kết hợp bộ lọc thông thấp với tần số giới hạn (fo) là 5 Hz và mức giảm 20 dB/thập kỷ. Bộ lọc này được thiết kế để bảo toàn tín hiệu DC hoặc tần số rất thấp phản ánh những thay đổi chậm ở vị trí trục đồng thời ngăn chặn hiệu quả nhiễu rung tần số cao và nhiễu điện khác, đảm bảo tín hiệu đầu ra ổn định, sạch sẽ phản ánh chính xác vị trí tĩnh của trục.
Chuyển đổi và đầu ra tín hiệu: Tín hiệu điện áp tuyến tính đã được xử lý được chuyển đổi thành tín hiệu dòng điện tương tự 4-20 mA tiêu chuẩn. Một tính năng độc đáo của TWW 103 M1 là cung cấp hai đầu ra 4-20 mA độc lập, cách ly bằng điện:
Đầu ra chính (tải 500 Ω): Qua các cực 3-4. Tín hiệu này được dành riêng cho việc giám sát máy móc, truyền đến phòng điều khiển hoặc hệ thống giám sát.
Đầu ra phụ trợ (tải 25 Ω): Qua các cực 6-7. Tín hiệu này được thiết kế đặc biệt để hỗ trợ định vị cảm biến trong quá trình lắp đặt và vận hành thử. Kỹ thuật viên có thể kết nối ampe kế di động (tải <25Ω) với đầu ra này tại chỗ để đọc giá trị vị trí trong thời gian thực, cho phép điều chỉnh chính xác cảm biến theo khoảng cách làm việc đặt trước (thường tương ứng với điện áp đầu ra hoặc giá trị hiện tại cụ thể) mà không cần dựa vào hệ thống giám sát chính trong phòng điều khiển.
3. Đặc tính đầu ra:
Điều quan trọng cần lưu ý là đặc tính đầu ra của máy phát là nghịch đảo: dòng điện đầu ra giảm khi khoảng cách giảm (khoảng cách đóng lại) và tăng khi khoảng cách tăng lên (khoảng cách mở ra). Sự tương ứng cụ thể là: khoảng cách 0 mm tương ứng với 20 mA, khoảng cách 10 mm tương ứng với 4 mA.
4. Tự giám sát & Chẩn đoán lỗi:
Bộ phát kết hợp mạch giám sát bên trong liên tục kiểm tra:
Hở mạch hoặc đoản mạch trong cảm biến hoặc cáp của nó.
Mục tiêu nằm ngoài phạm vi đo hiệu quả của cảm biến.
Khi phát hiện bất kỳ lỗi nào, bộ phát ngay lập tức điều khiển dòng điện đầu ra analog về 0 mA và chiếu sáng đèn LED Lỗi màu đỏ trên bảng mặt trước, cung cấp cả chỉ báo cảnh báo cục bộ và từ xa, nâng cao đáng kể độ tin cậy của hệ thống.
Các tính năng và chức năng chính
1. Đo độ dịch chuyển có độ chính xác cao
Phạm vi đo: Cung cấp phạm vi dịch chuyển tĩnh tối đa là 10 mm khi sử dụng với cảm biến WW 018.
Độ tuyến tính: Độ lệch tuyến tính ≤ 2% (được đo bằng cảm biến tham chiếu WW 018-R), đảm bảo phép đo chính xác và đáng tin cậy.
2. Đầu ra analog kép cách ly
Ngõ ra giám sát chính (500 Ω): Tín hiệu 4-20 mA để bảo vệ máy và giám sát tình trạng, hỗ trợ truyền dẫn đường dài.
Đầu ra hỗ trợ lắp đặt (25 Ω): Tín hiệu 4-20 mA dành riêng cho việc lắp đặt và vận hành cảm biến, thuận tiện cho việc đọc tại chỗ.
Cách ly điện: Hai đầu ra được cách ly với nhau và với nguồn điện, mang lại khả năng chống ồn mạnh mẽ và an toàn cho hệ thống.
Đặc tính đầu ra nghịch đảo: 0 mm → 20 mA, 10 mm → 4 mA.
3. Tự chẩn đoán nội bộ toàn diện và chỉ báo lỗi
Giám sát thời gian thực đối với các lỗi hở mạch, đoản mạch và lỗi ngoài phạm vi mục tiêu của cảm biến.
Chỉ báo lỗi kép:
Đèn LED màu xanh lá cây cho biết thiết bị đang hoạt động bình thường.
4. Hỗ trợ cài đặt và vận hành linh hoạt
5. Phù hợp với môi trường khắc nghiệt và nguy hiểm
Phạm vi nhiệt độ rộng: Nhiệt độ môi trường hoạt động từ 0 đến +70°C.
Xếp hạng bảo vệ cao: IP66, chống bụi và được bảo vệ chống lại các tia nước mạnh, thích hợp cho môi trường bụi bặm và ẩm ướt.
Chứng nhận chống cháy nổ (Tùy chọn): Có sẵn ở các phiên bản được chứng nhận Ex nA để sử dụng trong khu vực nguy hiểm Vùng 2 (môi trường có khả năng gây nổ), được chứng nhận theo tiêu chuẩn ATEX, IECEx và UKEX.
6. Khả năng miễn dịch tiếng ồn mạnh
Bộ lọc thông thấp tích hợp: Tần số cắt 5 Hz giúp ngăn chặn hiệu quả nhiễu tần số cao.
Thiết kế cách ly điện: Sự cách ly giữa nguồn điện, đầu vào và đầu ra ngăn ngừa vòng lặp nối đất và nhiễu xuyên âm tín hiệu, đảm bảo tính toàn vẹn của tín hiệu.
7. Thiết kế cơ khí chắc chắn
Chất liệu vỏ: Hợp kim nhôm (Al-Si12), nhẹ (khoảng 800g), kết cấu chắc chắn, tản nhiệt tốt.
Lắp đặt: Treo tường bằng 4 vít M4 x 30 mm, chắc chắn và đáng tin cậy.
Mục cáp:
Kết nối cảm biến: Đầu nối vàng cứng Triax (Fischer), kết nối đáng tin cậy, hiệu suất truyền tín hiệu tuyệt vời.
Nguồn điện: Tuyến cáp M12 (phạm vi kẹp 2-5 mm).
Các kết nối khác: Tuyến cáp M16 (phạm vi kẹp 4-7 mm).
Thiết bị đầu cuối: Thiết bị đầu cuối vít (nguồn: 2; tín hiệu: 5), tối đa. phạm vi kẹp 2,5 mm2, thích hợp cho hệ thống dây điện chắc chắn hoặc linh hoạt.
8. Tuân thủ & Chứng nhận mở rộng
Tuyên bố về sự phù hợp của EU (Dấu CE): Tuân thủ các chỉ thị liên quan.
Khả năng tương thích điện từ (EMC): Tuân thủ EN 55011, EN 61000-4-2/3/4/5/6, EN 61326-1, v.v.
An toàn điện: Tuân thủ DIN EN 61010-1.
Môi trường: Tuân thủ RoHS (2011/65/EU).
Chống cháy nổ: Có sẵn các phiên bản Ex tùy chọn, với chứng chỉ ATEX, IECEx và UKEx.
9. Khả năng tương thích và khả năng thay thế của hệ thống
Cảm biến so khớp chuyên dụng: Được sử dụng với cảm biến tiệm cận dòng điện xoáy loại WW 018.
Chiều dài cáp: Chiều dài cáp hệ thống tiêu chuẩn là 5 mét (được chỉ định khi đặt hàng).
Khả năng thay thế lẫn nhau: Các cảm biến cùng loại và chiều dài cáp có thể hoán đổi cho nhau, tạo điều kiện thuận lợi cho việc bảo trì và thay thế.
Thông số kỹ thuật Tóm tắt Mục
| Thông |
số kỹ thuật |
| Loại đo lường |
Vị trí tương đối (Dịch chuyển) |
| Cảm biến tương thích |
Cảm biến tiệm cận WW 018 |
| Phạm vi đo |
Tối đa. 10 mm (tĩnh) |
| Độ lệch tuyến tính |
2% |
| Lọc |
Low-Pass, giới hạn 5 Hz, 20 dB/thập kỷ |
| Đầu ra tương tự |
2 cách ly 4-20 mA (Chính: 500Ω; Aux: 25Ω) |
| Đặc tính đầu ra |
Nghịch đảo (0mm=20mA, 10mm=4mA) |
| Chỉ báo lỗi |
Đầu ra 0 mA, đèn LED màu đỏ |
| Nguồn điện |
18-30 VDC, 24VDC danh nghĩa, tối đa. 100 mA, cách điện |
| Nhiệt độ hoạt động |
0 đến +70 °C |
| Xếp hạng bảo vệ |
IP66 (IEC 60529) |
| Vật liệu nhà ở |
Hợp kim nhôm (Al-Si12) |
| Cân nặng |
khoảng 800 g |
| Kích thước (WxHxD) |
100x100x80mm |
| Chứng nhận cũ (Tùy chọn) |
Ex nA, Thích hợp cho Vùng 2 (ATEX, IECEx, UKEX) |
Lĩnh vực ứng dụng
TWW 103 M1 được thiết kế cho các ứng dụng sau:
Giám sát vị trí trục trong máy quay: Đo vị trí tĩnh của trục so với ổ trục (ví dụ độ lệch tâm của trục) và độ dịch chuyển dọc trục trong tua bin, máy nén, tua bin khí, tua bin hơi, tua bin thủy điện, máy bơm, quạt, v.v.
Hệ thống bảo vệ máy: Giám sát liên tục vị trí trục để ngăn ngừa va chạm cọ xát mang tính hủy diệt (ví dụ: lưỡi dao với vỏ), kích hoạt cảnh báo hoặc tín hiệu tắt máy khi dịch chuyển bất thường.
Giám sát tình trạng & Bảo trì dự đoán: Đánh giá tình trạng máy và lập kế hoạch hoạt động bảo trì bằng cách xu hướng thay đổi vị trí trục.
Môi trường công nghiệp khắc nghiệt: Thích hợp cho các môi trường công nghiệp nói chung có dầu, độ ẩm, bụi và độ rung.
Khu vực nguy hiểm: Các phiên bản đã được chứng nhận có thể được sử dụng trong môi trường khí có khả năng gây nổ được phân loại là Vùng 2 trong các ngành công nghiệp như dầu, khí đốt và hóa chất.
