SHINKAWA VM-5N SST-2194-001-P001G 是新川电机(Shinkawa)推出的一款高性能、两线制、回路供电的一体化振动变送器。该产品将振动传感器(通常基于MEMS或压电技术)、信号调理电路和4-20mA变送输出单元集成于一个坚固的壳体之内。它专门设计用于连续在线监测旋转机械(如泵、风机、电机、压缩机等)的壳体振动(轴承座振动),并将振动速度或加速度的有效值(RMS)或峰值直接转换为标准的4-20mA模拟量信号,从而可轻松接入PLC、DCS或SCADA系统,实现振动水平的远程、连续监控,是实施预测性维护(PdM)和机械设备保护的基础设备。
应用场景:
在华东地区一座大型化工园的循环水场,数十台冷却水泵和风机常年不间断运行。过去,依靠人工每月一次手持式振动点检,难以发现突发性故障或振动缓慢劣化的趋势。为此,设备部为所有关键水泵和风机的驱动端及非驱动端轴承座安装了 SHINKAWA VM-5N SST-2194-001-P001G 振动变送器。每个变送器的4-20mA输出信号直接接入厂区的分布式控制系统(DCS)。现在,操作员在中控室就能实时看到每台设备的振动值趋势曲线。某天,DCS报警显示一台冷却水泵的振动值从正常的3.5 mm/s缓慢上升至7.8 mm/s(报警设定值)。维修人员立即到场检查,发现泵的联轴器对中不良。及时停机校正后,振动值恢复正常,避免了一起因振动过大导致轴承损坏、密封泄漏的故障,保障了生产装置的稳定供水。
核心参数速览:
主要参数 | 数值/说明(基于VM-5N系列典型规格及后缀代码推测) |
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产品型号 | VM-5N (主体型号) SST-2194-001-P001G (具体规格代码, 可能含量程、输出、螺纹等) |
制造商 | SHINKAWA(新川电机) |
产品类别 | 一体化两线制振动变送器 |
测量量 | 振动速度(通常为真有效值 RMS, 单位 mm/s 或 in/s)或加速度(可选) |
测量范围 | 根据“P001G”等后缀定义,典型如 0-20 mm/s RMS, 0-50 mm/s RMS 等 |
频率范围 | 通常 10 Hz - 1 kHz(对于速度测量),覆盖旋转设备常见故障频率 |
输出信号 | 两线制, 4-20 mA DC, 线性对应振动量程(如 4mA = 0 mm/s, 20mA = 20 mm/s) |
供电电源 | 回路供电, 典型 12-30 V DC(与输出信号共用两线) |
精度 | 典型 ±2% 满量程(包括线性、重复性) |
传感技术 | 内置MEMS(微机电系统)或压电式速度传感器 |
安装方式 | 底部标准螺纹(如 M10 x 1.5, 或 1/4-28 UNF), 可直接安装在设备轴承座或壳体上 |
电气连接 | 电缆入口(如 M16 x 1.5 或 1/2” NPT)用于引入两芯屏蔽电缆 |
防护等级 | 通常 IP65 或更高, 防尘防水 |
环境温度 | 工作温度: -20°C 至 +80°C(或更宽) 存储温度: -30°C 至 +85°C |
材质 | 壳体通常为不锈钢, 坚固耐用, 耐腐蚀 |
技术原理与创新价值:
创新点1:一体化的两线制设计:VM-5N 的核心优势在于其高度集成和简化。它将传感器、前置放大器和4-20mA变送电路封装在一个紧凑、坚固的壳体内,采用经典的两线制回路供电技术。这意味着仅需两根导线,既为变送器提供工作电源(通常12-30V DC),又同时传输代表振动大小的4-20mA电流信号。这种设计极大地简化了现场布线(无需单独电源线和信号线),降低了安装成本,并提高了系统的可靠性。
创新点2:坚固耐用的工业级构建:该变送器专为恶劣的工业环境设计。其外壳通常采用不锈钢材质,提供IP65或更高的防护等级,能够抵御灰尘、潮湿和油污的侵蚀。内置的MEMS或高品质压电传感元件具有出色的抗冲击和抗过载能力。整体无活动部件,免维护设计,确保了在持续振动、宽温变化等苛刻条件下长期稳定工作。
创新点3:即插即用与系统兼容性:VM-5N 输出工业通用的4-20mA模拟信号,可以直接连接到任何支持此标准的PLC、DCS或SCADA系统的模拟输入模块,无需额外的信号调理器或采集卡。用户只需根据被测设备的振动预警值,在监控系统中设置对应的电流阈值(如12mA对应报警值),即可实现连续的在线监测和报警。这为工厂实施预测性维护提供了一种经济、便捷且可靠的入门级解决方案。
应用案例与行业价值:
在某大型钢铁集团的烧结主抽风机监测项目中,风机轴承振动是重点监控参数。传统方式是巡检员每天手持振动仪到现场测量,数据离散且不及时。
应用流程:项目为每台主抽风机轴承座安装了 SHINKAWA VM-5N SST-2194-001-P001G 振动变送器,其4-20mA信号接入现有的设备状态监测平台。平台实时显示振动趋势,并设置了预警和报警限值。
带来的改进:安装后不久,系统捕捉到3#风机非驱动端振动值持续缓慢爬升并触发预警。维护团队调取趋势数据,结合频谱分析(由平台高级功能或后续补充的便携式采集器完成),判断为轴承早期疲劳。利用计划检修机会更换轴承,发现内圈已有轻微剥落。设备厂长感慨:“以前这种潜在问题可能要到振动非常明显、甚至出现异响时才能发现,那时往往已经造成了更大的损伤。现在通过 VM-5N 的连续监测,我们实现了从‘事后维修’到‘预测性维护’的转变,这次早期预警避免了至少一周的非计划停机和数十万元的连带损失。”


相关产品组合方案:
部署基于 SHINKAWA VM-5N 的振动监测点,通常需要以下组件:
电源/信号接收端:PLC/DCS/SCADA系统的模拟量输入(AI)卡件,为变送器提供回路电源(通常24V DC)并读取4-20mA电流信号。
安装支架/螺栓:根据设备安装面情况,可能需要 过渡支架 或 双头螺栓,以便将变送器牢固安装到轴承座或设备壳体上。
屏蔽电缆:两芯屏蔽电缆,用于连接变送器与控制系统。屏蔽层需在控制柜侧单端接地,以防止电磁干扰。
安全栅/隔离器(可选):如果应用在防爆区域(变送器需本安认证),需要 齐纳安全栅或隔离式安全栅 安装在控制系统一侧。
监测软件/平台:设备状态监测(CBM)软件或工厂DCS/SCADA系统,用于显示振动实时值、历史趋势、设置报警并生成报告。
手持式校验仪(可选):用于定期校验变送器输出电流与振动值的对应关系是否准确。
同系列其他型号:如不同测量量程(如0-50mm/s)、不同输出(如带报警继电器触点)、或不同安装螺纹的变送器型号。
安装维护与全周期支持:
SHINKAWA VM-5N 的安装相对简单但至关重要。首先,选择平整、洁净且能真实反映轴承振动的位置(通常靠近轴承承载区),清理安装表面的油漆和锈迹。垂直或按厂家指定方向安装变送器,并使用合适的扭矩拧紧,确保与被测表面良好接触。然后,连接两芯屏蔽电缆至变送器的接线端子,另一端接入控制系统AI卡件,注意极性。
日常维护工作量极小。定期检查电缆连接是否牢固、壳体有无物理损坏。可以通过控制系统读取电流值,并换算回振动值,与手持式振动仪的现场测量值进行对比校验。变送器本身是密封的,不可现场维修,若故障则需整体更换。