Kontrola pól elektromagnetycznych

Coraz więcej urządzeń elektronicznych w obrębie sprzętu energoelektronicznego, liczne sieci komputerowe zapewniają wysoki stopień automatyzacji, ale również tworzą ryzyko wzajemnego negatywnego oddziaływania takich poszczególnych komponentów wzajemnie na siebie. Zaburzenia powstają często nie bezpośrednio przez sieć przewodów, lecz są przenoszone poprzez pola elektryczne oraz magnetyczne, co przyprawia osoby odpowiedzialne za bezpieczeństwo eksploatacji i pracowników o ból głowy.

Eliminacja zakłóceń przez pomiar zaburzeń elektromagnetycznych

Przy zastosowaniu konwencjonalnych środków pomiarowych trudno jest wykryć jakikolwiek związek pomiędzy poszczególnymi zaburzeniami EM. Tutaj pomocna jest technika pomiaru pól elektromagnetycznych - dzięki pomiarowi emisji zaburzeń poszczególnych komponentów oraz dokładnej analizie widma lub - w przypadku sporadycznie występujących zmiennych wartości szczytowych prądu - zapisowi za pomocą rejestratora długoterminowego łatwiej jest wykryć zakłócenia, których dotychczas nie udawało się zlokalizować.

Wymagania odnośnie do urządzeń pomiarowych do takich zastosowań są bardzo wysokie. Konieczny jest jednoczesny pomiar pól elektrycznych i magnetycznych, ponieważ obydwa rodzaje pól zmieniają się niezależnie i nieprzewidywalnie od siebie oraz mogą powodować dalsze zakłócenia. Pojedynczy pomiar obydwu rodzajów pól wykonywany w różnym czasie nie pozwala na równoczesną analizę, nie daje pożądanego wyniku.

Ponieważ pochodzenie i tym samym także kierunki źródła zaburzeń nie są znane, dalszym, istotnym punktem jest trójwymiarowa, tzn. niezależna od kierunku rejestracja pól. Dzięki temu osoba dokonująca pomiaru może się skoncentrować na analizie wyników oraz usuwaniu zakłóceń. Zakłócenia nadchodzą także często naprzemiennie z różnych kierunków i pochodzą zarówno z pól elektrycznych, jak i magnetycznych.

W przypadku jednowymiarowych urządzeń pomiarowych najwyższą wartość ustala się, przekręcając czujnik we wszystkie strony. Jeżeli pominie się przy tym jakiś kierunek, to zmierzona wartość będzie błędna! Błędy pomiarowe są w takim wypadku nieuniknione, a pomiary pochłaniają o wiele więcej czasu.

Szeroki zakres częstotliwości do szerokiej gamy zastosowań

Stosowanie wydajnej i energooszczędnej energoelektroniki, która pracuje impulsowo z częstotliwością kluczowania do 400 kHz, skutkuje koniecznością stosowania urządzeń pomiarowych o odpowiednio szerokim paśmie przenoszenia. Z drugiej strony są również pola zaburzeń o niższych częstotliwościach, jak np. 16,7 Hz w instalacji trakcyjnej niemieckich kolei, które mogą już od wartości 500 nT powodować migotanie obrazu na ekranach monitorów.

Jeżeli doda się do tego sieć wodociągów i gazociągów, które dla prądu trakcyjnego tworzy niskoimpedancyjną ścieżkę "alternatywną" przepływu dla właściwego przewodu, to w pobliżu tych rur nierzadko powstają znaczące natężenia pól EM, chociaż tory są oddalone od nich o kilkaset metrów.

Podobnie pola pochodzące od zasilania 50 Hz z ich wyższymi harmonicznymi, które pozornie wydają się nieszkodliwe, prowadzą niekiedy w przypadku wyższych natężeń pola do znacznych zakłóceń. To, że urządzenia pomiarowe mogą przetwarzać zarówno te najmniejsze, jak i bardzo duże natężenia pól, jest oczywistą korzyścią dla każdego pomiarowca.

Pomiary są obecnie nieodzowne także w zakresie BHP (kompatybilność elektromagnetyczna dot. środowiska). Uchwalono już stosowne rozporządzenie dot. ludności, a nowe rozporządzenie dot. BHP pojawi się jeszcze w tym roku. Odnośnie do techniki pomiarowej obowiązują tutaj te same rozważania, co w przypadku klasycznej kompatybilności elektromagnetycznej dot. urządzeń. Dużą zaletą okazuje się w tym obszarze pomiar za pomocą zapisu długotrwałego.

Po pierwsze do rejestracji chwilowych zmian natężenia pochodzących z zewnątrz, jak na przykład podczas przejazdu taboru kolejowego, po drugie do sprawdzania wartości granicznych w szerszym czasie. Bardzo korzystne jest, jeżeli dane urządzenie pomiarowe ma tę funkcję, bo pozwala ona na udokumentowanie każdego wyniku pomiaru. Jeżeli urządzenie pomiarowe ma aktualne świadectwo wzorcowania, to efektem są rzetelne wyniki pomiarowe, które można wykorzystać do podjęcia działań zaradczych.

Bezbłędny pomiar

Urządzenie ESM-100 firmy Maschek jest odpowiedzią na powyższe wymagania i nadaje się zarówno dla profesjonalistów w zakresie pomiarów środowiskowych oraz BHP, jak i inżynierów do dokładnych, szybkich i bezbłędnych pomiarów. Zawiera ono unikalny czujnik umożliwiający dokonywanie równoczesnego i niezależnego od kierunku pomiaru pól elektrycznych i magnetycznych w jednym punkcie.

Dzięki szerokiemu zakresowi częstotliwości pracy od 5 Hz do 400 kHz urządzenie stanowi idealne rozwiązanie w zakresie pomiarów układów energoelektronicznych, ale naturalnie także wszystkich innych zakłóceń. Sprzęt pomiarowy działający w wąskim zakresie częstotliwości nie spełnia tutaj swojego zadania, ponieważ nie rejestruje np. zaburzeń od monitorów komputerowych, zasilaczy, stateczników elektronicznych czy świetlówek, przetwornic częstotliwości, przekaźników półprzewodnikowych itd.

W pamięci urządzenia można zapisać do 1800 wartości pomiarowych, a dzięki czasowi pracy do 30 godzin na jednym ładowaniu akumulatora urządzenie ESM-100 może dokonywać długotrwałych, 24-godzinnych zapisów bez podłączania do komputera.

Kolejną nowinką jest ręczny pomiar pola elektrycznego z dużą dokładnością, który pozwala na dokonywanie szybkich pomiarów bez użycia statywu. Warunkiem jest to, że wiadomo, gdzie jest główne źródło promieniowania i że nie jest ono przysłonięte przez osobę dokonującą pomiar. W razie wątpliwości można dokonać pomiaru na statywie, który rozwieje wszelkie wątpliwości.

ESM-100 ma wygodnie rozmieszczone na obudowie przyciski funkcyjne oraz duży czytelny wyświetlacz, na którym wyświetlane są wartości chwilowe pól elektrycznych i magnetycznych na dwóch wykresach słupkowych w skali logarytmicznej. Najwyższe wartości są przy tym wyświetlane przez kilka sekund (peak hold).

Dodatkowo wartości mierzone można obserwować na dwóch wyświetlaczach cyfrowych. Urządzenie pracuje zawsze w optymalnym zakresie pomiarowym dzięki systemowi automatycznego wyboru zakresów pomiarowych (auto range) dla każdego kanału, a filtry środkowoprzepustowe dają informację o pochodzeniu pól. Ergonomiczny kształt obudowy umożliwia również wykonywanie dłuższych pomiarów bez zmęczenia.

ESM-100 ma złącze do montażu na statywie oraz możliwość podłączenia online do komputera poprzez światłowód, co umożliwia włączenie go w automatyczne systemy testowe i stanowiska kontrolne. Odpowiednie oprogramowanie umożliwia dokonywanie różnorodnych analiz. Poprzez wyjście analogowe, które odłącza sygnały czujnika i podaje je po wzmocnieniu, można bez problemu podłączyć analizator widma, oscyloskop, rejestrator, miernik mocy itd.

Przekroczenie różnych wartości granicznych może zostać zasygnalizowane włączanym opcjonalnie sygnałem dźwiękowym , dla którego progi zadziałania można zaprogramować, co pozwoli zwrócić uwagę na ewentualne zagrożenia. W przypadku wykonywania prac o zmroku lub w nocy można włączyć podświetlenie wyświetlacza.

Każdy nowy ESM-100 ma świadectwo kalibracji producenta wykonane przy użyciu urządzeń kalibracyjnych zgodnych z normami IEC i DIN.

Ogólnie rzecz biorąc, ESM-100 oferuje w zadziwiająco niskiej cenie nieosiągalny w przypadku innych urządzeń potencjał pomiarowy przy jednoczesnej prostej i intuicyjnej obsłudze oraz poręczności.

Astat
www.astat.com.pl