Opis
Bently Nevada 991-25-70-03-05 Przetwornik siły wzdłużnej 991 to dwuprzewodowy przetwornik przemieszczenia osiowego zasilany z pętli, przeznaczony przede wszystkim dla producentów oryginalnego wyposażenia (OEM) odśrodkowych sprężarek powietrza, małych pomp, silników lub wentylatorów. Urządzenie przyjmuje pojedynczy sygnał wejściowy z sondy zbliżeniowej 3300 NSv i dopasowanego do niej przewodu przedłużającego, kondycjonując sygnał do postaci standardowego w branży wyjścia pętli prądowej 4–20 mA proporcjonalnego do osiowego położenia wału (siły wzdłużnej), przeznaczonego do bezpośredniej integracji z systemami sterowania maszyn w celu zapewnienia ochrony i alarmowania.
Przetwornik integruje funkcje czujnika Proximitor w jednym urządzeniu, eliminując potrzebę stosowania zewnętrznego, niezależnego czujnika. Nieizolowane zaciski PROX OUT i COM oraz współosiowe złącze BNC zapewniają dynamiczny sygnał drgań i napięcia szczeliny na potrzeby diagnostyki maszyn. Przetwornik ma całkowicie zalaną konstrukcję, co umożliwia stabilną pracę w środowiskach o wysokiej wilgotności, aż do 100-procentowej kondensacji.
Funkcje
- Zintegrowana konstrukcja łączy przetwornik i czujnik Proximitor w jednym urządzeniu.
- Standardowa konfiguracja dwuprzewodowa, zasilana z pętli, zapewnia sygnał 4–20 mA DC proporcjonalny do pełnoskalowego przemieszczenia osiowego.
- Nieizolowane zaciski PROX OUT i COM oraz złącze BNC zapewniają wyjścia dynamicznego sygnału drgań i napięcia szczeliny na potrzeby diagnostyki w terenie.
- Zewnętrzne, niezależne potencjometry zera i zakresu, umieszczone pod etykietą, ułatwiają regulację pętli.
- Styk Test Input umożliwia szybką weryfikację wyjściowego sygnału pętli za pomocą źródła napięcia stałego o regulowanej wartości.
- Obwód Power-up Inhibit eliminuje błędy sygnału powodowane przez stany nieustalone napięcia sieciowego podczas uruchamiania.
- Obwód Not OK / Signal Defeat ogranicza wyjście do wartości poniżej 3,6 mA, aby zapobiec wysokim poziomom wyjściowym lub fałszywym alarmom spowodowanym usterkami sondy albo przewodu.
- Całkowicie zalana obudowa umożliwia pracę w warunkach wysokiej wilgotności i 100-procentowej kondensacji.
- Standardowa konfiguracja obejmuje zaciski do szyny DIN 35 mm oraz osprzęt do montażu na przegrodzie.
Zastosowania
- Odśrodkowe sprężarki powietrza
- Małe pompy przemysłowe
- Przemysłowe silniki elektryczne
- Przemysłowe wentylatory
- Monitorowanie trendu osiowego położenia wirnika (siły wzdłużnej) i ochrona maszyn
Specyfikacje techniczne
Konfiguracja modelu (991-25-70-03-05)
Na podstawie nazewnictwa serii Bently Nevada 991 poszczególne parametry konfiguracji modelu dekoduje się następująco:
| Pozycja opcji |
Element konfiguracji |
Specyfikacja techniczna |
| AA |
Opcja pełnej skali |
25-0-25 milicali |
| BB |
Opcja długości systemu |
7,0 metra (23,0 stopy) |
| CC |
Opcja montażu |
Zatrzaski DIN i śruby |
| DD |
Opcja dopuszczenia jednostki certyfikującej |
CSA Division 2, ATEX Zone 0, ATEX Zone 2, w tym dopuszczenie morskie ABS |
Parametry elektryczne
| Parametr |
Specyfikacja |
| Zasilanie wejściowe |
Wymaga napięcia od +12 do +35 V DC na zaciskach przetwornika |
| Wyjście sygnałowe |
Od 4 do 20 mA DC, konfiguracja 2-przewodowa |
| Dokładność pętli |
Typowo ±1,5% w określonym pełnym zakresie, pomiar od wejścia TEST przy rezystancji pętli 250 omów |
| Maksymalna rezystancja pętli |
Maksymalnie 1000 omów przy 35 V DC (wraz z rezystancją przewodu). Wzór: R_LOOP = 43,5 × (V_PS − 12) omów |
| Ograniczenie prądu |
Typowo 23 mA |
| Dynamiczna impedancja wyjściowa |
PROX OUT ma impedancję wyjściową 10 kΩ i jest skalibrowane dla obciążenia 10 MΩ |
| Zakres liniowy |
Od 0,25 do 1,65 mm (od 10 do 65 mil) na interfejsie PROX OUT |
| Współczynnik skali przyrostowej |
Typowo 7,87 mV/mikrometr (200 mV/mil), ±6,5% z uwzględnieniem błędu zamienności, przy pomiarze względem płaskiego celu ze stali AISI 4140 |
| Stabilność temperaturowa |
Współczynnik skali przyrostowej pozostaje w granicach ±10% wartości 7,87 mV/mikrometr (200 mV/mil) w zakresie od 0°C do +70°C |
| Minimalny rozmiar celu |
Średnica 9,5 mm (0,375 cala) |
Parametry dynamiczne i czasowe
| Parametr |
Specyfikacja |
| Opóźnienie stanu Not OK |
Wyjście sygnałowe spada poniżej 3,6 mA w ciągu 100 mikrosekund od wystąpienia stanu Not OK |
| Czas powrotu do stanu OK |
Wyjście sygnałowe powraca do normy w ciągu 0,1 sekundy po usunięciu stanu Not OK |
Ograniczenia środowiskowe
| Parametr |
Specyfikacja |
| Temperatura pracy przetwornika |
od −35°C do +85°C |
| Temperatura przechowywania przetwornika |
od −51°C do +100°C |
| Temperatura pracy sondy |
od −52°C do +177°C |
| Temperatura przechowywania sondy |
od −52°C do +177°C |
| Wilgotność względna |
100% wilgotności względnej, praca bez zanurzenia (złącza koncentryczne muszą być chronione) |
Mechaniczne
| Parametr |
Specyfikacja |
| Masa przetwornika |
0,43 kg (0,9 lbm) |
| Całkowita masa systemu |
Zwykle 0,82 kg (1,8 lbm) |
| Materiał obudowy przetwornika |
Stal nierdzewna AISI 303 lub 304 (SST) |
| Materiał końcówki sondy |
Polisiarczek fenylenu (PPS) |
| Przewód sondy |
Przewód koncentryczny 75 omów, izolacja z fluorowanego etylenu i propylenu (FEP) |
| Wytrzymałość na rozciąganie |
Maksymalnie 222 N (50 lbf) między obudową sondy a przewodem sondy |
Połączenia / interfejsy
Listwy zaciskowe i złącza przetwornika
| Listwa zaciskowa / złącze |
Nazwa zacisku |
Funkcja |
| E1 |
PWR (zasilanie) |
Dodatnie wejście zasilania pętli 4–20 mA (+17 do +35 V DC) |
| E2 |
COM (wspólny) |
Ujemny przewód pętli 4–20 mA / wspólny powrót |
| E3 |
PROX OUT |
Nieizolowane wyjście sygnału dynamicznego (maksymalnie 3 metry skrętki) |
| E4 |
COM |
Wspólny punkt odniesienia sygnału dynamicznego |
| J2 |
PROX OUT (BNC) |
Nieizolowane dynamiczne koncentryczne wyjście BNC do przenośnego urządzenia diagnostycznego |
| J3 |
Złącze sondy |
Gniazdo koncentryczne ClickLoc do podłączenia przedłużacza przewodu sondy zbliżeniowej |
Wytyczne dotyczące instalacji
- Dobór kabla: Do pętli prądowej 4–20 mA między przetwornikiem a odbiornikiem (PLC/DCS) należy użyć ekranowanego kabla dwużyłowego typu skrętka o przekroju 1,0 mm kw. (18 AWG), numer części 02173006. Maksymalna dopuszczalna długość wynosi 13 km (8 mil).
- Uziemienie i ekranowanie: Ekran kabla należy podłączyć do uziemienia w jednym punkcie po stronie odbiornika. Ekran po stronie przetwornika należy zaizolować i odizolować od obudowy przetwornika oraz lokalnego uziemienia, aby zapobiec powstawaniu pętli uziemienia.
- Izolacja interfejsu PROX OUT: Złącze koncentryczne i zaciski PROX OUT nie są odizolowane od pętli 4–20 mA. Bezpośrednie podłączenie uziemionego sprzętu testowego zasilanego prądem przemiennym (takiego jak oscyloskopy lub analizatory) do PROX OUT może spowodować zwarcie pętli lub powstanie prądów doziemnych, prowadząc do fałszywych alarmów lub wyłączeń z powodu nadmiernego przesunięcia osiowego. W przypadku sprzętu zasilanego prądem przemiennym należy używać adaptera testowego 122115-01.
- Charakterystyka fazy sygnału: Faza dynamicznego sygnału PROX OUT jest odwrócona w porównaniu ze standardowymi czujnikami zbliżeniowymi Bently Nevada. Adapter testowy 122115-01 odwraca sygnał, przywracając standardową polaryzację na potrzeby zewnętrznego sprzętu diagnostycznego.
- Ograniczenia zazębienia gwintu: Podczas montażu sondy należy zapewnić prawidłowe zazębienie gwintu (np. maksymalne zazębienie wynoszące 0,375 cala dla gwintów 1/4-28 oraz maksymalne zazębienie wynoszące 0,563 cala dla gwintów 3/8-24). Przekroczenie 1,5-krotności nominalnej średnicy gwintu może spowodować wewnętrzne zakleszczenie i uszkodzenie obudowy.
- Ochrona przed wilgocią: Mimo że obudowa przetwornika jest przystosowana do pracy przy wilgotności względnej wynoszącej 100% z kondensacją, nie wolno jej zanurzać. Wszystkie zewnętrzne złącza koncentryczne należy uszczelnić za pomocą osłon złączy ClickLoc (takich jak tuleje z fluorosilikonu), aby zapobiec przedostawaniu się wilgoci lub oleju.
- Ograniczenia rezystancji pętli: Należy sprawdzić, czy całkowita rezystancja pętli R_LOOP nie przekracza maksymalnej wartości dozwolonej przez napięcie zasilania. Jeśli rezystancja pętli jest zbyt wysoka, przetwornik nie będzie w stanie uzyskać pełnego prądu wyjściowego 20 mA przy maksymalnym przemieszczeniu.
Zgodność i certyfikaty
- FCC: zgodność z częścią 15 przepisów FCC.
- ATEX: zgodność z dyrektywą ATEX 2014/34/UE.
- RoHS: zgodność z dyrektywą RoHS 2011/65/UE.
- China RoHS: okres przyjaznego dla środowiska użytkowania (EFUP) wynosi 15 lat zgodnie z SJ/T 11364-2014.
- Morskie: zatwierdzone zgodnie z przepisami ABS 2009 dotyczącymi stalowych statków.
- Kanadyjskie i amerykańskie aprobaty bezpieczeństwa (cNRTLus):
- Klasa I, dział 2, grupy A, B, C, D; T5 przy Ta = +85 deg C, typ 4 (po zainstalowaniu zgodnie z rysunkiem 128838).
- Certyfikaty dla stref zagrożonych (ATEX/IECEx):
- II 1G Ex ia IIC T4 Ga, T4 przy Ta = -30°C do +85°C.
- II 3G Ex ec IIC T4 Gc, T4 przy Ta = -30°C do +85°C.
- Parametry iskrobezpieczeństwa (strefa 0/1):
- Zaciski E1-E2 (zasilanie/pętla): U_i = 28 V, I_i = 120 mA, P_i = 0,84 W, C_i = 20 nF, L_i = 10 mikrohenrów.
- Zaciski E3-E4 i złącze J2 (wyjście Prox): U_o = 28 V, I_o = 6 mA, P_o = 0,17 W, C_o = 80 nF, L_o = 1 H.
- Interfejs J3 (podłączenie sondy): U_o = 28 V, I_o = 100 mA, P_o = 0,8 W, C_o = 27,3 nF, L_o = 5,3 mH.
FAQ
Q1: Jakie są główne logiczne ograniczenia funkcjonalne przetwornika 991 w porównaniu ze standardowymi systemami monitorowania, takimi jak seria 3500?
A1: Przetwornik 991 nie zawiera złożonej logiki monitorowania, takiej jak blokada kanału Timed OK, obejście stanu Danger ani mnożnik wyłączenia Trip Multiply. Jego analogowe wyjście prądowe 4–20 mA uniemożliwia również bezpośrednią integrację na poziomie oprogramowania z platformami do zarządzania zasobami zakładowymi, takimi jak System 1 lub Rule Paks.
Q2: Jaki jest skalibrowany zakres pomiarowy dla konfiguracji 991-25-70-03-05?
A2: Opcja zakresu „25” oznacza pełnoskalowy liniowy zakres pomiarowy 25-0-25 milsów przemieszczenia osiowego, przypisany do pętli prądowej od 4 do 20 mA.
Q3: Jaka całkowita długość systemu jest wymagana dla tej konkretnej konfiguracji?
A3: Opcja długości systemu „70” oznacza, że przetwornik może być używany wyłącznie z połączonym systemem sondy zbliżeniowej 3300 NSv i kabla przedłużającego o długości 7,0 metra (23,0 stopy). Mieszanie komponentów systemu o długości 5,0 metra pogorszy kalibrację i liniowość.
Q4: Co się stanie, jeśli oscyloskop zasilany prądem przemiennym zostanie podłączony bezpośrednio do gniazda BNC PROX OUT?
A4: Ponieważ masa złącza PROX OUT jest współdzielona z przewodem powrotnym pętli 4–20 mA (COM), podłączenie przyrządu zasilanego prądem przemiennym i mającego wspólną masę może spowodować powstanie pętli masy lub zwarcie, prowadząc do fałszywych alarmów ciągu osiowego albo wyłączeń maszyny przez system sterowania.
Q5: Jak bezpiecznie podłączyć zewnętrzne przyrządy diagnostyczne zasilane prądem przemiennym?
A5: Należy użyć adaptera testowego Bently Nevada 122115-01. Adapter zapewnia izolację między obwodem przetwornika a przyrządem testowym, eliminując pętle masy, a także odwraca sygnał o 180 stopni, aby dopasować go do standardowej polaryzacji przyrządu.
Q6: Jaki jest dynamiczny czas reakcji pętli prądowej 991 w przypadku usterki czujnika?
A6: Jeśli przerwa lub zwarcie sondy albo kabla powoduje stan Not OK, prąd wyjściowy spada poniżej 3,6 mA w ciągu 100 mikrosekund. Po usunięciu usterki pętla powraca do stanu OK w ciągu 0,1 sekundy.
Q7: Jak napięcie zasilania wpływa na możliwość obsługi rezystancji pętli przez przetwornik?
A7: Przetwornik wymaga napięcia od +12 V DC do +35 V DC na swoich zaciskach. Maksymalna dopuszczalna rezystancja pętli, obejmująca okablowanie i bariery bezpieczeństwa, jest określona wzorem: R_LOOP = 43.5 x (V_PS - 12) omów. Niewystarczające napięcie lub zbyt duża rezystancja ograniczą maksymalny prąd wyjściowy do wartości poniżej 20 mA.
Q8: Jaka jest funkcja styku Test Input w przetworniku?
A8: Styk Test Input umożliwia technikom podanie zewnętrznego źródła regulowanego napięcia stałego w celu zasymulowania zmian odległości sondy. Pozwala to zweryfikować pętlę i alarmy w systemie sterowania bez demontażu ani regulacji fizycznej sondy zbliżeniowej.
Q9: Czy potencjometry Zero i Span wpływają na siebie podczas kalibracji?
A9: Nie, przetwornik wykorzystuje niezależne potencjometry. Regulacja położenia zera nie zmienia nachylenia zakresu, a regulacja zakresu nie przesuwa punktu zera, co upraszcza proces kalibracji.
Q10: Jaka jest maksymalna dopuszczalna odległość dla okablowania wyjścia pętli?
A10: Przy użyciu zalecanego ekranowanego kabla skrętkowego o przekroju 1,0 mm² (18 AWG) i zasilacza 35 V DC sygnał pętli prądowej może być przesyłany na maksymalną odległość 13 km (8 mil).
Q11: Czy ten konkretny model można instalować w niebezpiecznych lokalizacjach przemysłowych?
A11: Tak, opcja zatwierdzeń agencji „05” zapewnia pakiet certyfikatów wielu jednostek certyfikujących. Urządzenie można instalować w środowiskach Klasy I, Dział 2 lub używać jako urządzenia iskrobezpiecznego (Ex ia IIC T4 Ga) w lokalizacjach Strefy 0/1, gdy jest podłączone przez zatwierdzoną barierę bezpieczeństwa.
Q12: Dlaczego przetwornik 991 musi być stosowany z sondą 3300 NSv zamiast ze standardową sondą 8 mm?
A12: Wewnętrzne obwody kondycjonowania sygnału przetwornika 991 są skalibrowane pod kątem charakterystyki elektrycznej i fizycznej sondy 3300 NSv, zaprojektowanej do montażu w miejscach o małym prześwicie i z małymi pogłębieniami. Podłączenie sondy 8 mm spowoduje poważne błędy współczynnika skali.
Q13: Jakie zabezpieczenie jest wymagane dla połączeń współosiowych w wilgotnym środowisku?
A13: Chociaż korpus przetwornika jest w pełni zalany materiałem zabezpieczającym przed wilgotnością skraplającą się w 100%, współosiowe złącza ClickLoc między sondą a kablem przedłużającym mogą ulec osłabieniu sygnału w przypadku narażenia na wilgoć lub olej. Należy je zabezpieczyć fluorosilikonowymi osłonami złączy.