Máy đo gia tốc áp điện CA202 144-202-000-225

CA202 144-202-000-225 là máy đo gia tốc áp điện cấp công nghiệp được thiết kế và sản xuất bởi Vibro-Meter (hiện là một phần của Tập đoàn Meggitt). Model này thuộc phiên bản tiêu chuẩn, được trang bị cáp có độ ồn thấp tích hợp dài 11 mét và phù hợp để theo dõi và đo độ rung có độ chính xác cao, độ tin cậy cao ở các khu vực không nguy hiểm (tức là môi trường không có khả năng nổ).

Là cảm biến 'front-end' cốt lõi cho hệ thống giám sát độ rung, CA202 sử dụng các nguyên tắc cảm biến áp điện chế độ cắt cổ điển và cấu trúc kín hoàn toàn bằng thép không gỉ chắc chắn, được thiết kế đặc biệt để chịu được môi trường công nghiệp cực kỳ khắc nghiệt. Ưu điểm cốt lõi của nó nằm ở phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng, khả năng chống nhiễu đặc biệt của môi trường, độ nhạy cao và hiệu suất ổn định lâu dài. Cho dù đó là tua bin hơi nước nhiệt độ cao trong nhà máy điện, máy nén lớn trong cơ sở hóa dầu hay thiết bị quay quan trọng trong sản xuất nặng, CA202 đều cung cấp dữ liệu rung động chính xác và đáng tin cậy, khiến nó trở thành lựa chọn lý tưởng để thực hiện bảo trì dự đoán, đảm bảo an toàn cho thiết bị và ngăn ngừa thời gian ngừng hoạt động ngoài dự kiến.

Thiết kế phần tử cảm biến chế độ cắt đối xứng, cách điện bên trong vỏ và các đặc tính đầu ra vi sai đảm bảo khả năng miễn nhiễm tuyệt vời với nhiễu điện từ và nhiễu vòng lặp mặt đất. Cáp tích hợp dài 11 mét mang đến cho người dùng sự linh hoạt và thuận tiện hơn khi lắp đặt và định tuyến cáp trên thiết bị lớn, loại bỏ nhu cầu về đầu nối đầu cuối trường và đảm bảo tính toàn vẹn và độ tin cậy truyền tín hiệu.

---

2. Các tính năng và ưu điểm thiết kế cốt lõi

1. Hiệu suất nhiệt độ rộng vượt trội: Thân cảm biến có thể hoạt động liên tục và ổn định trong phạm vi nhiệt độ khắc nghiệt từ -55°C đến +260°C, với nhiệt độ tồn tại ngắn hạn cao tới -70°C đến +280°C. Điều này cho phép nó được lắp đặt trực tiếp trên vỏ ổ trục nhiệt độ cao hoặc thiết bị xử lý nhiệt độ thấp mà không cần thêm phụ kiện làm mát hoặc sưởi ấm.

2. Xây dựng kín hàn hoàn toàn:

• Vỏ cảm biến: Được làm bằng thép không gỉ austenit (1.4441) được hàn kín, loại bỏ hoàn toàn nguy cơ ẩm hoặc ăn mòn đến các bộ phận nhạy cảm bên trong.

• Lắp ráp cáp: Cáp đo độ ồn thấp được bọc trong ống bảo vệ linh hoạt bằng thép không gỉ chịu nhiệt (loại BOA), ống này cũng được hàn và bịt kín vào vỏ cảm biến và đầu ra cáp, tạo thành một bộ phận tích hợp, chống rò rỉ. Cấu trúc này có thể chịu được hầu hết các chất gây ô nhiễm công nghiệp như độ ẩm tương đối 100%, nước, hơi nước, dầu, phun muối và bụi, mang lại mức độ bảo vệ rất cao.

3. Độ chính xác và độ nhạy cao: Cung cấp độ nhạy tiêu chuẩn 100 pC/g (dung sai ±5%), có khả năng bắt chính xác các rung động từ yếu đến nặng. Chế độ đầu ra điện tích vi sai giúp ngăn chặn tiếng ồn ở chế độ chung một cách hiệu quả.

4. Cách điện vỏ bên trong: Cách điện đạt được giữa bộ phận cảm biến và vỏ kim loại, với điện trở cách điện vượt quá 10⁹ Ω. Thiết kế này cách ly hiệu quả các tín hiệu đo khỏi sự dao động của điện thế nối đất của thiết bị, ngăn ngừa hình thành các vòng lặp trên mặt đất và đặc biệt phù hợp với các hệ thống giám sát đa điểm trong môi trường điện phức tạp.

5. Thiết kế cơ khí chắc chắn: Cấu trúc tổng thể nhỏ gọn, chắc chắn và nặng khoảng 250 gram. Nó có thể chịu được cú sốc lên tới 1000g (cực đại, sóng nửa hình sin 1ms), cho phép nó chịu đựng các tác động vô tình trong quá trình lắp đặt và vận hành.

6. Đặc tính tần số thấp tuyệt vời: Đáp ứng tần số kéo dài xuống 0,5 Hz. Khi kết hợp với bộ khuếch đại điện tích phù hợp, nó có thể đo các dao động tần số thấp của máy móc hoặc cấu trúc quay tốc độ chậm, mở rộng phạm vi ứng dụng của nó.

7. Cài đặt dễ dàng: Cung cấp kiểu lắp bốn lỗ được tiêu chuẩn hóa (lỗ ren M6). Không cần cách điện của bề mặt lắp đặt, đơn giản hóa quá trình lắp đặt. Nó được hiệu chuẩn động tại nhà máy và trong điều kiện bình thường, không cần bảo trì và không cần hiệu chuẩn lại trong suốt thời gian sử dụng, giúp giảm đáng kể tổng chi phí sở hữu.

8. Cấu hình linh hoạt: Có nhiều tùy chọn chiều dài cáp (3m, 6m, 11m, 20m, kiểu 144-202-000-2x5/2x6). Ngoài ra, còn có sẵn các phiên bản chống cháy nổ được chứng nhận ATEX, IECEx (model 144-202-000-1x5/1x6) để đáp ứng nhu cầu của các tình huống ứng dụng khác nhau.

   
   

---

3. Các lĩnh vực ứng dụng điển hình

Do độ tin cậy đặc biệt và khả năng thích ứng với môi trường, gia tốc kế áp điện CA202 được sử dụng rộng rãi để theo dõi tình trạng của các thiết bị quan trọng trong các lĩnh vực công nghiệp sau:

1. Công nghiệp Điện & Năng lượng:

• Tua bin khí & hơi nước: Theo dõi độ rung của ổ trục, tần số chuyển động của lưỡi dao để ngăn chặn sự đột biến và hỏng hóc cơ học.

• Máy phát điện và động cơ lớn: Phát hiện sự mất cân bằng của rôto, độ lệch, độ mòn ổ trục và độ rung do sự cố điện.

• Tua bin thủy lực & Trạm bơm: Theo dõi hiện tượng xâm thực, mất cân bằng thủy lực và độ lỏng cơ học.

2. Công nghiệp dầu khí:

• Máy nén ly tâm & pittông: Theo dõi tình trạng piston, van, đầu chữ thập và ổ trục; dự đoán hư hỏng van và hư hỏng thanh kết nối.

• Máy bơm và quạt đường ống: Theo dõi tình trạng ổ trục và độ cân bằng của cánh quạt.

• Thiết bị quan trọng trên nền tảng ngoài khơi: Đặc tính kín và chống ăn mòn của nó rất phù hợp với khí hậu biển.

3. Công nghiệp chế biến và sản xuất nặng:

• Hộp số lớn & Bộ dẫn động: Chẩn đoán độ mòn, rỗ và gãy của bánh răng.

• Máy cán, Máy giấy, Máy in: Theo dõi tình trạng ổ trục cuộn và cộng hưởng cấu trúc.

• Máy khai thác mỏ (Máy nghiền, Máy nghiền bi): Giám sát tình trạng ổ trục và bánh răng trong điều kiện tải nặng và môi trường nhiều bụi.

4. Công nghiệp & Cơ sở hạ tầng chung:

• Quạt công nghiệp lớn & Tháp giải nhiệt: Phát hiện sự mất cân bằng, hư hỏng vòng bi và tắc nghẽn cánh quạt.

• Máy bơm quan trọng: Bảo trì dự đoán cho tất cả các loại máy bơm ly tâm và bơm pít tông.

• Giám sát tình trạng kết cấu: Phân tích phương thức và giám sát độ rung của cầu, tòa nhà cao tầng và tháp (lưu ý đáp ứng tần số thấp).

  
  

---

4. Hướng dẫn tích hợp, cài đặt và đi cáp hệ thống

1. Thành phần chuỗi đo lường hoàn chỉnh

CA202 làm cảm biến yêu cầu thiết bị tiếp theo để tạo thành một chuỗi hoàn chỉnh để xử lý và truyền tín hiệu:
[Điểm đo] → Cảm biến CA202 → Cáp tích hợp 11m → Bộ khuếch đại/Bộ phát sạc dòng IPC 70x → Cáp truyền dòng K 2XX → Bộ tách điện dòng GSI XXX → Hệ thống giám sát (ví dụ: VM600, MMS, PLC/DCS)

2. Các bước cài đặt chính và cách thực hành tốt nhất

A. Lựa chọn vị trí lắp đặt:

• Nguyên tắc vàng: Gần với vòng bi! Ưu tiên vị trí vững chắc nhất trên hoặc liền kề với vỏ ổ trục.

• Định hướng: Đảm bảo trục nhạy cảm của cảm biến (thường được đánh dấu trên vỏ) thẳng hàng với hướng đo độ rung mong muốn. Thông thường, các rung động hướng tâm (ngang/dọc) và dọc trục được đo.

• Yêu cầu về bề mặt: Bề mặt lắp phải phẳng, sạch và mịn (khuyến nghị Ra < 1,6 μm). Bề mặt không bằng phẳng gây ra lỗi biến dạng cơ bản, ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo tần số thấp.

B. Lắp đặt cơ khí (Dùng CA202 làm ví dụ):

1. Chuẩn bị bề mặt: Gia công một khu vực bằng phẳng (độ phẳng tốt hơn 0,01mm) tại vị trí được chỉ định rồi khoan và taro 4 lỗ ren M6 (sâu 14mm).

2. Vệ sinh: Làm sạch hoàn toàn đế cảm biến và bề mặt lắp bằng vải và dung môi không có xơ.

3. Ứng dụng khóa ren: Bôi hợp chất khóa ren có độ bền trung bình (ví dụ: LOCTITE 241) vào các vít để tránh bị lỏng do rung.

4. Lắp đặt: Đặt vòng đệm lò xo, căn chỉnh cảm biến với các lỗ và siết chặt các vít bằng tay.

5. Siết chặt: Sử dụng cờ lê lực, siết đều cả bốn vít theo trình tự chéo đến 15 N·m. KHÔNG QUÁ TUYỆT VỜI! Mô-men xoắn quá mức có thể làm biến dạng đế, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất.

C. Định tuyến và cố định cáp:

1. Bán kính uốn cong: Bán kính uốn tĩnh tối thiểu của cáp (bao gồm cả ống bọc ngoài) không được nhỏ hơn 50 mm. Tránh bất kỳ chỗ uốn cong nào có thể làm hỏng dây dẫn bên trong và tấm chắn.

2. Giảm căng thẳng: Tạo thành một 'vòng dịch vụ' nhẹ nhàng ở lối ra của cáp cảm biến để hấp thụ lực kéo và ứng suất giãn nở/co lại do nhiệt trong quá trình vận hành thiết bị.

3. Khoảng cách cố định: Sử dụng kẹp cáp bằng thép không gỉ (thích hợp cho ống Φ8mm) để cố định cáp chắc chắn dọc theo tuyến của nó cứ sau 1-2 mét. Tránh để cáp lơ lửng hoặc lỏng lẻo vì chuyển động có thể tạo ra nhiễu điện ma sát.

4. Cách ly: Giữ cáp tín hiệu càng xa càng tốt khỏi các nguồn có độ nhiễu cao như đường dây cấp điện cao và cáp đầu ra VFD; duy trì khoảng cách song song tối thiểu là 30cm. Nếu không thể tránh khỏi việc băng qua, hãy thực hiện ở góc 90 độ.

D. Kết nối điện:

1. Kết nối với Bộ khuếch đại sạc (IPC XXX):

• Kết nối hai dây tín hiệu từ đầu cáp CA202 (thường có màu trắng và đỏ) với các đầu vào đầu vào IPC có nhãn 'SIG+' và 'SIG-'.

• Kết nối tấm chắn cáp (bện) với đầu cuối 'SHLD' hoặc 'GND' của IPC.

• Đảm bảo các kết nối được an toàn để tránh tiếp xúc kém. Sử dụng tuyến cáp chống nước được cung cấp cùng với IPC để đảm bảo bịt kín ở đầu nối.

2. Nối đất hệ thống: Thực hiện theo nguyên tắc nối đất một điểm. Thông thường, tấm chắn tín hiệu được nối đất tốt tại bộ khuếch đại sạc (IPC). Ở đầu hệ thống giám sát (GSI hoặc thẻ thu thập dữ liệu), tấm chắn phải được thả nổi để ngăn hình thành các vòng lặp trên mặt đất.

3. Ảnh hưởng của các phương pháp lắp đặt khác nhau đến đáp ứng tần số (Theo tiêu chuẩn ISO 5348)

• Gắn vít cứng (Ưu tiên): Cung cấp đáp ứng tần số rộng nhất, phẳng nhất, có khả năng lên tới tần số cộng hưởng của cảm biến (>22kHz), với độ méo pha tối thiểu.

• Gắn keo (Cyanoacrylate): Đáp ứng tần số tốt, thích hợp cho các bề mặt không thể khoan được nhưng khả năng chịu nhiệt độ lâu dài bị hạn chế (thường <150°C).

• Băng keo hai mặt / Đế từ tính: Chỉ thích hợp cho các phép đo chẩn đoán tạm thời. Đáp ứng tần số bị suy giảm nghiêm trọng, với giới hạn trên có khả năng giảm xuống còn 2-5 kHz và khả năng lặp lại kém.

• Đầu dò cầm tay: Chỉ dành cho những khảo sát cực kỳ thô; kết quả không đáng tin cậy và không phù hợp cho bất kỳ giám sát định lượng nào.

  
  

---

5. Bảo trì, khắc phục sự cố và những lưu ý quan trọng

1. Kiểm tra định kỳ:

• Kiểm tra trực quan cảm biến xem có bị hư hỏng do va chạm hoặc ăn mòn đáng kể không.

• Kiểm tra ống bọc cáp xem có vết cắt, trầy xước hoặc dấu hiệu hư hỏng do nhiệt không.

• Kiểm tra xem vít lắp có chặt không và các đầu nối được bịt kín đúng cách.

2. Khắc phục sự cố:

• Không có tín hiệu/Tín hiệu yếu: Kiểm tra xem cáp có bị đứt không; xác minh các kết nối tới IPC là chính xác và an toàn; kiểm tra nguồn điện IPC.

• Tín hiệu ồn: Xác minh việc nối đất của tấm chắn là phù hợp (một điểm); kiểm tra xem cáp có chạy song song với nguồn nhiễu mạnh hay không; kiểm tra độ sạch và độ phẳng của bề mặt lắp đặt; kiểm tra xem cáp có bị lỏng và gây ma sát không.

• Độ lệch tín hiệu: Kiểm tra xem nhiệt độ hoạt động của cảm biến có vượt quá phạm vi đường cong lỗi được chỉ định hay không; kiểm tra đế lắp xem có sự giãn nở nhiệt hoặc thay đổi ứng suất không.

3. Các hành động bị cấm:

• KHÔNG BAO GIỜ đập, tháo rời hoặc cố gắng sửa chữa cảm biến.

• KHÔNG BAO GIỜ để cáp bị căng, xoắn hoặc uốn cong quá mức.

• KHÔNG BAO GIỜ sử dụng cảm biến trong môi trường vượt quá phạm vi nhiệt độ quy định, đặc biệt là phần cáp.

• KHÔNG BAO GIỜ cài đặt cảm biến mà không đọc hướng dẫn cài đặt đầy đủ và hướng dẫn an toàn.

4. Hiệu chuẩn & Tuổi thọ sử dụng: CA202 được hiệu chuẩn chính xác tại nhà máy và có độ ổn định lâu dài cực cao trong điều kiện hoạt động bình thường, thường không yêu cầu hiệu chuẩn hiện trường định kỳ. Nếu xảy ra sai lệch hệ thống trong các phép đo hệ thống thì trước tiên nên kiểm tra các giai đoạn ổn định và thu nhận tiếp theo. Bản thân cảm biến được thiết kế để có tuổi thọ sử dụng kéo dài hàng thập kỷ.

---