Le spécialiste des basses vitesses : comment le Velomitor CT 190501 protège les actifs critiques
Dans l'automatisation industrielle, la surveillance des équipements tournants à basse vitesse présente un défi unique. Les capteurs de vibration standard perdent en sensibilité en dessous de 10 Hz, créant des zones d’ombre dangereuses. Le transducteur de vitesse Bently Nevada 190501 Velomitor CT est conçu spécifiquement pour combler cette lacune, fournissant des données de vibration fiables et haute fidélité pour des machines fonctionnant aussi lentement que 90 tr/min. Cette précision transforme les stratégies de maintenance prédictive pour les ventilateurs lourds, pompes et boîtes de vitesses dans les systèmes de contrôle modernes.
Technologie de base : conçue pour la dominance des basses fréquences
Le Velomitor CT 190501 fonctionne selon le principe de masse sismique, où une masse magnétique se déplace à travers une bobine, générant un signal de tension directement proportionnel à la vitesse. Sa caractéristique principale est une réponse en fréquence de 1,5 Hz à 1 000 Hz (±3 dB). Cette capacité basse fréquence, débutant à 1,5 Hz (90 CPM), le distingue. Contrairement aux accéléromètres qui nécessitent une intégration électronique (amplifiant le bruit basse fréquence), le Velomitor fournit une sortie native de vitesse, offrant un rapport signal/bruit supérieur pour les vibrations sous 10 Hz indiquant un déséquilibre ou un jeu dans des composants massifs.
Spécifications techniques et robustesse environnementale
Ce transducteur est conçu pour des environnements industriels difficiles. Son boîtier hermétiquement scellé en acier inoxydable offre une protection IP67 contre la poussière et l’eau. Il est certifié pour une utilisation en zones dangereuses (Classe I, Div. 2) et fonctionne dans une plage de températures de -50°C à +120°C. Avec une sensibilité standard de 500 mV/in/s (20 mV/mm/s), il produit un signal puissant pour une transmission fiable vers des systèmes de surveillance comme le rack Bently Nevada 3500 ou d’autres interfaces PLC/DCS.
Application critique : surveillance des ventilateurs de tours de refroidissement
Les ventilateurs de tours de refroidissement sont l’application archetypale. Ces structures de grand diamètre (souvent 6 à 9 mètres) tournent à 90-180 tr/min, générant des fréquences de vibration dominantes entre 1,5 Hz et 3 Hz. Un accéléromètre standard est pratiquement inutile ici. Le Velomitor CT, monté sur la boîte de vitesses du ventilateur ou le palier du moteur, capture avec précision l’énergie mécanique réelle (vitesse) du système. L’analyse de ces données révèle des déséquilibres naissants dus au givrage des pales, à la dérive du pas des pales ou à l’usure de l’engrènement bien avant une défaillance catastrophique.
Extension à d’autres équipements à basse vitesse et forte inertie
Au-delà des tours de refroidissement, le Velomitor CT est le capteur de choix pour toute machine à rotation lente et forte inertie. Cela inclut :
- Ventilateurs à tirage induit (ID) et à tirage forcé (FD) dans les centrales électriques.
- Pompes centrifuges de grande taille dans le traitement de l’eau et des eaux usées.
- Fours et séchoirs dans l’exploitation minière et le traitement des minéraux.
- Réducteurs de convoyeurs terrestres avec des engrenages massifs.
Dans ces applications, il détecte les défauts tels que la résonance structurelle, le jeu des fondations et l’usure des paliers à leurs premiers stades, à faible énergie.
Intégration avec les systèmes de surveillance et de contrôle
Le 190501 délivre un signal de tension à faible impédance compatible avec la plupart des systèmes industriels de surveillance. Pour une intégration directe dans un système Bently Nevada 3500, il se connecte généralement à une carte 3500/42M Proximity/Seismic Monitor. Le signal peut aussi être acheminé vers un module d’entrée analogique PLC (un transmetteur 4-20 mA peut être nécessaire) ou un collecteur de données autonome. L’essentiel est de configurer le filtrage d’entrée du système récepteur pour accepter le contenu basse fréquence sans atténuation.
Conseil d’expert : éviter une mauvaise application coûteuse
Chez Ubest Automation Limited, un problème récurrent que nous diagnostiquons est l’utilisation de capteurs polyvalents sur des équipements à basse vitesse. Une usine peut installer un accéléromètre 100 mV/g sur un ventilateur de tour de refroidissement parce qu’il est en stock. Les données obtenues sont bruyantes et montrent une ligne plate proche de 0 g, amenant les ingénieurs à croire que la machine « fonctionne bien ». En réalité, le capteur est incapable de mesurer la bande de fréquence pertinente. Lorsque la pale du ventilateur se détache six mois plus tard, la défaillance est qualifiée de « soudaine ». Le Velomitor CT n’est pas un capteur alternatif ; c’est le capteur correct pour cette physique. Sa conception spécialisée fournit la seule image fidèle de la santé de la machine pour ces actifs critiques.
Cas d’application : prévention d’une défaillance catastrophique de boîte de vitesses
Une aciérie surveillait un ventilateur critique de tour de refroidissement (120 tr/min) avec un interrupteur de vibration générique. Aucune tendance n’était disponible. Après modernisation avec un Velomitor CT 190501 connecté à un moniteur en ligne, les ingénieurs ont observé une augmentation régulière de la vitesse à l’arbre de sortie de la boîte de vitesses de 0,15 in/s à 0,45 in/s sur 8 semaines, avec une harmonique prononcée à 2x la vitesse de rotation. Cette signature indiquait une usure progressive des dents d’engrenage. Lors de l’arrêt programmé, l’inspection a révélé un piqûrage sévère sur plusieurs dents. Le remplacement de la paire d’engrenages a coûté 45 000 $ et a évité une saisie de boîte de vitesses estimée à plus de 300 000 $ de dommages au ventilateur et 14 jours de perte de production.
Cas d’application : résolution d’un problème chronique de déséquilibre de ventilateur
Un grand ventilateur à tirage induit (178 tr/min) d’une usine chimique avait un historique de remplacements annuels de paliers. Malgré des équilibrages répétés, la vibration revenait. Un Velomitor CT 190501 a été installé. Les données ont révélé que l’amplitude dominante de vibration 1x variait de plus de 30 % avec les changements de température ambiante et de charge du ventilateur, tandis que la phase restait stable. Cela indiquait non pas un déséquilibre mécanique pur, mais une flexion thermique de l’arbre causée par un profil de température non uniforme à travers le boîtier. La solution a consisté à modifier le flux de refroidissement du ventilateur, pas à rééquilibrer, résolvant définitivement le problème chronique.
Bonnes pratiques d’installation pour des données fiables
- Surface de montage : Le capteur doit être monté sur une partie plane, propre, non peinte et rigide du carter de la machine, directement au-dessus d’un palier si possible.
- Méthode de montage : Utilisez la tige fournie pour une connexion permanente et rigide. Les montages adhésifs dégradent la réponse basse fréquence et ne sont pas recommandés.
- Orientation : Montez le capteur dans l’axe de sensibilité principale (généralement indiqué sur l’unité) aligné avec la direction attendue de la vibration dominante (typiquement radiale/horizontale).
- Câblage : Utilisez un câble blindé de qualité industrielle. Fixez le câble pour éviter que le conduit ne génère du bruit, surtout dans des environnements venteux comme les tours de refroidissement.
- Mise à la terre : Mettez à la terre la gaine du câble uniquement à l’extrémité du système de surveillance pour éviter les boucles de terre qui peuvent induire du bruit 50/60 Hz dans le signal basse fréquence.
Questions fréquemment posées (FAQ)
Quelle est la différence physique entre le 190501 standard et le modèle « CT » ?
La désignation « CT » fait souvent référence à la sensibilité spécifique et à la configuration du connecteur optimisées pour le marché des tours de refroidissement. En interne, il est réglé pour une performance la plus fiable dans la plage 1,5-10 Hz. Le 190501 standard peut avoir un léger roll-off bas ou un type de connecteur différent.
Le Velomitor CT peut-il être utilisé sur des équipements à plus haute vitesse (par exemple, moteurs à 3 600 tr/min) ?
Bien qu’il puisse mesurer physiquement jusqu’à 1 000 Hz (60 000 CPM), il n’est pas optimal pour les machines à haute vitesse. Pour les moteurs et pompes au-dessus de 1 800 tr/min, un accéléromètre est généralement un meilleur choix car il offre une meilleure résolution pour les composants à haute fréquence comme les paliers et les engrenages.
Comment savoir si ma machine est suffisamment « basse vitesse » pour nécessiter un Velomitor CT ?
Une règle simple : si la vitesse fondamentale de fonctionnement de votre machine (en Hz) est inférieure à 10 Hz (600 tr/min), vous devriez fortement envisager un capteur de vitesse basse fréquence dédié comme le Velomitor CT. Si elle est inférieure à 5 Hz (300 tr/min), c’est presque une exigence pour obtenir des données significatives.
Le capteur nécessite-t-il une alimentation externe ?
Non. Le Velomitor CT 190501 est un capteur passif. Il génère son propre signal de tension à partir du mouvement mécanique (induction électromagnétique). Cela le rend simple et très fiable, sans besoin d’alimentation externe ni d’excitation à courant constant IEPE.
Quel entretien le capteur lui-même requiert-il ?
Pratiquement aucun. Le capteur n’a pas de pièces mobiles en contact. La vérification périodique consiste à contrôler la continuité électrique de la bobine (typiquement 500-800 ohms) et à s’assurer que le montage reste serré et que l’intégrité du câble/connecteur est intacte. Une validation annuelle avec un vibromètre portable est une bonne pratique.
Pour une sélection experte et une intégration des solutions de surveillance des vibrations basse fréquence, consultez les ingénieurs d’application de Ubest Automation Limited.