Dif­­fe­ren­ti­el­­ler In-line La­­dungs­­­ver­­­stär­ker

IfTA Char­­geAm­p­li­­fier: Ideal für Hoch­tem­­pe­ra­tur Sen­so­ren

In Hochtem­pe­ra­tur-Appli­ka­tio­nen kön­nen keine Pie­zo­sen­so­ren mit in­te­grier­ter Ver­stär­ke­r­elek­tro­nik ein­ge­setzt wer­den, da diese den Tem­pe­ra­tu­ren nicht stand­hält. Hier kom­men ex­ter­ne La­dungs­ver­stär­ker zum Ein­satz, die das La­dungs­si­gnal au­ßer­halb der Hochtem­pe­ra­tur­zo­ne in ein Span­nungs- oder Strom­si­gnal wan­deln und es so auch über wei­te­re Stre­cken über­tra­gen kön­nen.

Der IfTA Char­geAm­pli­fier ist ein Ex nA (ATEX Zone 2) zer­ti­fi­zier­ter, dif­fe­ren­ti­el­ler In-Line La­dungs­ver­stär­ker, der spe­zi­ell auf die An­for­de­run­gen von Hochtem­pe­ra­tur­sen­so­ren zu­ge­schnit­ten ist.

High­lights des IfTA Char­geAmp

  • Wähl­ba­re Ver­stär­kung von 5 bis 250 mV/pC
  • Aus­gangs­si­gnal: 10 Vpp
  • In­te­grier­ter Band­pass-Fil­ter (Hoch­pass bei 3 Hz, Tief­pass bei 20 kHz)
  • IEPE Spei­sung: 8 ... 12mA emp­foh­len (Be­trieb ab 4mA)
  • Kom­pa­ti­bel mit ICP, CCLD, Iso­tron, Del­ta­tron, Pie­zo­tron, etc

Da­ten­blatt La­dungs­ver­stär­ker

  • Sehr gute SNR von 116 dB
  • Ex­zel­len­te EMV Ei­gen­schaf­ten
  • Dif­fe­ren­ti­el­ler Ein­gang (sin­gle-ended Ver­si­on ver­füg­bar)
  • Kom­pen­sa­ti­on des „Pop­korn Ef­fek­tes“ und py­ro­elek­tri­scher Ef­fek­te von Sen­so­ren
  • Ex nA (ATEX Zone 2) zer­ti­fi­ziert in Ver­bin­dung mit IfTA AD4IEPE
  • Be­währt in rauer Um­ge­bung bis IP65

Der La­dungs­ver­stär­ker als Be­stand­teil der Mess­ket­te

Der La­dungs­ver­stär­ker der IfTA bie­tet Ex nA (ATEX Zone 2) Zer­ti­fi­zie­rung für Ex­plo­si­ons­schutz, wird über IEPE (ICP, Pie­zo­tron) ver­sorgt und eig­net sich per­fekt für Pie­zo­sen­so­ren in Hochtem­pe­ra­tur­um­ge­bun­gen.

Die Vor­tei­le des La­dungs­ver­stär­kers

IEPE Spei­sung

Der IfTA Char­geAm­pli­fier kann ohne ex­ter­ne Span­nungs­ver­sor­gung zwi­schen Sen­sor und Mess­ge­rät in­te­griert wer­den, da er über IEPE (komp. mit ICP, Pie­zo­tron etc.) ver­sorgt wird. Dies ver­ein­facht die Mess­ket­te und macht den La­dungs­ver­stär­ker uni­ver­sell kom­pa­ti­bel und in­hä­rent kurz­schluss­si­cher.

Dif­fe­ren­ti­el­ler Ein­gang

Der IfTA Char­geAm­pli­fier ist ein dif­fe­ren­ti­el­ler La­dungs­ver­stär­ker, was op­ti­ma­len Schutz gegen Gleicht­akt­stö­run­gen wie Netz­brum­men ge­währ­leis­tet und so die Si­gnal­qua­li­tät op­ti­miert. Für sin­gle-ended Sen­so­ren ist eine Ver­si­on mit op­ti­mier­ter Gleich­tak­t­un­ter­­drück­ung ver­füg­bar.

Ex­zel­len­te EMV Ei­gen­schaf­ten

Im in­dus­tri­el­len Um­feld muss auf die elek­tro­ma­gne­ti­sche Ver­träg­lich­keit des Mes­se­quip­ments ge­ach­tet wer­den. Die­ser Aspekt wurde bei der Ent­wick­lung des IfTA Char­geAm­pli­fier be­son­ders be­rück­sich­tigt und war Ge­gen­stand zahl­rei­cher Tests im EMV Labor und im Feld.

ATEX Zer­ti­fi­zie­rung

Für den Ein­satz in ex­plo­si­ons­ge­fähr­de­ten Um­ge­bun­gen ist auch eine Ver­si­on mit Ex nA (ATEX) Zer­ti­fi­zie­rung er­hält­lich. In die­ser Va­ri­an­te kann sich der IfTA Char­geAm­pli­fier in Zone 2 und die Aus­wer­te­ein­heit au­ßer­halb be­fin­den.

An­pass­ba­re Ver­stär­kung

Um für alle Mess­ket­ten die op­ti­ma­le Ver­stär­kung zu er­hal­ten kann zwi­schen Sen­si­ti­vi­tä­ten von 5 - 100 mV/pC ge­wählt wer­den. Stan­dard­mä­ßig sind 5, 10, 25, 50, 100 und 250 mV/pC lie­fer­bar. Durch das mo­du­la­re Ver­stär­ker­kon­zept las­sen sich in­di­vi­du­el­le An­pas­sun­gen kos­ten­güns­tig rea­li­sie­ren.

Low Noise

In High-End AD-Wand­lern, wie sie z.B. in der IfTA AD4 Linie zum Ein­satz kom­men, ste­hen heut­zu­ta­ge 24 Bit Prä­zi­si­on zur Ver­fü­gung. Um diese op­ti­mal zu nut­zen bie­tet der IfTA Char­geAm­pli­fier eine be­son­ders rausch­ar­me Ver­stär­kung. Bei 1 kHz be­trägt der Si­gnal­rauschab­stand 116 dB.

Pop­­korn-Ef­­fekt Kom­­pen­sa­ti­on

Sen­sor­knacker (“Pop­korn- Ef­fekt”) stel­len bei der La­dungs­ver­stär­kung von Hochtem­pe­ra­tur­sen­so­ren eine be­son­de­re Her­aus­for­de­rung dar. Sie ent­ste­hen, wenn ein sol­cher Sen­sor so schnell er­hitzt wird, dass sich ther­mi­sche Span­nun­gen im Pie­zo­ele­ment auf­bau­en. Bei einer plötz­li­chen Ent­span­nung des Ma­te­ri­als wer­den dann schlag­ar­tig große La­dungs­men­gen frei­ge­setzt. In ein­fa­chen La­dungs­ver­stär­kern kann zu­sätz­lich auch der so­ge­nann­te py­ro­elek­tri­sche Ef­fekt die Elek­tro­nik se­kun­den­lang über­steu­ern und so ef­fek­tiv blind ma­chen.

Um die­ser Her­aus­for­de­rung zu be­geg­nen, wur­den beim IfTA Char­geAm­pli­fier be­son­de­re Maß­nah­men ge­trof­fen, die Aus­wir­kun­gen die­ser Ef­fek­te zu mi­ni­mie­ren. Zu­sätz­lich er­kennt die Soft­wa­re das ty­pi­sche Feh­ler­mus­ter und kann diese In­for­ma­ti­on in der Ana­ly­se be­rück­sich­ti­gen und falsche Re­ge­lungs­ak­tio­nen ver­mei­den.

Das Er­geb­nis ist eine La­dungs­ver­stär­kung mit höchs­ter Ver­füg­bar­keit und Zu­ver­läs­sig­keit.

An­wen­dung in Ga­stur­bi­nen

Ein ty­pi­scher An­wen­dungs­fall für eine sol­che Mess­ket­te ist die Druck­mes­sung in Brenn­kam­mern sta­tio­närer Ga­stur­bi­nen zur Iden­ti­fi­zie­rung ther­moakus­ti­scher Ver­bren­nungs­in­sta­bi­li­tä­ten.

Hier­zu wird das Span­nungs­si­gnal, das der La­dungs­ver­stär­ker ge­ne­riert von einer ana­lo­gen Ein­gangs­kar­te (z.B. der IfTA AD4IEPE) ab­ge­tas­tet. Das IfTA Ar­gusOMDS Sys­tem führt spe­zi­el­le Ana­ly­sen im Fre­quenz- und Zeit­be­reich aus und kann über eine Kom­mu­ni­ka­ti­ons­schnitt­stel­le mit dem Ga­stur­bi­nen­reg­ler die Ma­schi­ne vor Schä­den durch Ver­bren­nungs­schwin­gun­gen schüt­zen.

In sol­chen Appli­ka­tio­nen ist die ef­fek­ti­ve Kom­pen­sa­ti­on von Stör­si­gna­len be­son­ders wich­tig, um kost­spie­li­ge Fehl­ab­schal­tun­gen der Tur­bi­ne zu ver­mei­den.

In Ver­bin­dung mit dem IfTA Ar­gusOMDS wird der La­dungs­ver­stär­ker mit pie­zo­elek­tri­schen Hochtem­pe­ra­tur­sen­so­ren an sta­tio­nären Ga­stur­bi­nen ein­ge­setzt, um vor ther­moakus­ti­schen Schwin­gun­gen in der Brenn­kam­mer zu schüt­zen.

Die Al­ter­na­ti­­ve: IfTA AD4Pro mit in­­te­­grier­tem La­­dungs­­­ver­­­stär­ker für pie­zo­elek­tri­sche Sen­­so­ren

In Si­tua­tio­nen, bei denen die zu über­brücken­de Stre­cke zum Mess­sys­tem nur we­ni­ge Meter be­trägt, kann die IfTA AD4Pro ein­ge­setzt wer­den. Jeder Ein­gang die­ser Mess­kar­te hat einen ei­ge­nen, voll­wer­ti­gen op­tio­nal zu­schalt­ba­ren IfTA La­dungs­ver­stär­ker in­te­griert.

Auf Grund kur­z­er Über­tra­gungs­we­ge des La­dungs­si­gnals er­mög­licht diese Bau­art op­ti­ma­le Si­gnal­qua­li­tät und Fle­xi­bi­li­tät.

Diese Va­ri­an­te ist auch für mo­bi­le An­wen­dun­gen gut ge­eig­net, da zu­sätz­li­che Elek­tro­nik ent­fällt. Die Ver­stär­kung wird über Soft­wa­re kon­fi­gu­riert und zu­sam­men mit allen an­de­ren Kon­fi­gu­ra­ti­ons­da­ten des Mess­sys­tems ge­spei­chert. Be­son­ders bei grö­ße­ren Messauf­bau­ten hat dies den ent­schei­den­den Vor­teil, dass Än­de­run­gen mit­ge­loggt und ver­gan­ge­ne Kon­fi­gu­ra­tio­nen ein­fach wie­der­her­ge­stellt wer­den kön­nen. Somit wer­den Feh­ler­quel­len ver­mie­den und der Auf­bau fle­xibler.

Emp­foh­le­ne Pro­duk­te

AD4Pro

Ein­gangs­­kar­te mit 4 syn­­chro­­nen ana­lo­­gen Ein­­gän­­gen mit FleXen­se Tech­no­lo­gie.

Ar­gusOMDS

Schutz­­­sys­tem mit Dia­gno­se und Über­wa­chungs­funk­tio­na­li­tät.

Dy­naMas­ter

Dia­­gno­­se­tool für High­s­peed Ana­­ly­­se & in­­tel­­li­­gen­te Vi­­sua­­li­­sie­rung.

Tren­dVie­wer

Schnel­le in­tui­ti­ve On-/Off­li­ne-Ana­ly­se-Soft­wa­re für ef­fi­zi­en­te Vi­sua­li­sie­rung.