Trasduttori di pressione_IT_01_12

TRASDUTTORI DI
PRESSIONE
Manuale d'Uso
Trasduttori di pressione
INDICE
Introduzione
Pag. 4
Descrizione
Pag. 5
Controlli preliminari
Pag. 6
Installazione
Pag. 6
Esecuzione delle misure
Pag. 7
Elaborazione delle misure
Pag. 8
Troubleshooting
Pag. 9
Servizio manutenzione
Pag. 9
Appendice 1
Pag. 10
Le informazioni contenute di seguito sono di proprietà di SISGEO S.r.l. Questo documento è soggetto a cambiamenti senza necessità di notifica ed è soggetto a restituzione su richiesta. Nessuna
parte di questo manuale di istruzioni può essere riprodotto in nessuna forma senza il permesso scritto di SISGEO S.r.l.
SISGEO S.r.l.
Trasduttori di Pressione_IT_01_12
Pagina 2 di 10
Trasduttori di pressione
Note sull’utilizzo del
prodotto
Per un funzionamento sicuro ed efficace del prodotto si raccomanda di leggere attentamente le
seguenti istruzioni prima dell’utilizzo.
Qualsiasi altra forma di impiego, oltre quella descritta nel presente manuale, è da considerarsi a totale
responsabilità dell’utilizzatore.
Lo stesso dicasi per eventuali modifiche non autorizzate.
Oltre alle norme qui elencate, l’utilizzatore deve ottemperare a quanto previsto dalla vigente legislazione
sulla sicurezza e la salute del personale nei posti di lavoro.
SISGEO non si riterrà responsabile di inconvenienti, rotture, incidenti, ecc. dovuti alla non conoscenza (o
comunque alla non applicazione) delle prescrizioni contenute nel presente manuale.
Controllare che il prodotto non presenti danneggiamenti causati dal trasporto.
Verificare che la confezione contenga tutti i componenti nonché eventuali accessori opzionali richiesti; nel
caso rivolgersi al costruttore.
L’utilizzatore deve provvedere ad effettuare con cura tutte le operazioni descritte nel presente manuale.
L’eventuale manutenzione o riparazione dell’apparecchio è consentito solo a operatori abilitati e autorizzati.
Detti operatori devono essere persone fisicamente e intellettualmente idonee.
Per informazioni o ordinazione di parti di ricambio specificare sempre i dati riportati sulla targhetta di
identificazione.
Nella sostituzione di ricambi, usare esclusivamente RICAMBI ORIGINALI.
Il costruttore si riserva il diritto di effettuare modifiche, per qualunque esigenza di carattere tecnico o
commerciale, senza l’obbligo di notifica.
Si cercherà comunque di garantire che i manuali vengano aggiornati in modo da rispecchiare le revisioni
funzionali dei prodotti.
Simbologia
Di seguito vengono riportate le simbologie utilizzate nel manuale per richiamare l’attenzione del lettore:
Prestare particolare attenzione alle indicazioni seguenti.
Identificazione
SISGEO S.r.l.
Gli strumenti possono essere identificati:
•
da un lotto di produzione (indicato nel Certificato di Conformità)
•
da un serial number (s/n) inciso in modo indelebile sullo stesso
•
da una targhetta posizionata sullo strumento
•
da una targhetta posizionata sul cavo.
Trasduttori di Pressione_IT_01_12
Pagina 3 di 10
Trasduttori di pressione
Introduzione
I trasduttori di pressione trovano impiego
per la misurazione del livello della falda
freatica in tubi aperti e Casagrande, livello di
pozzi e serbatoi, nonché per la misurazione
della pressione in pozzi artesiani.
Datalogger
Principio di funzionamento: la membrana di
cui sono dotati si deforma a causa della
pressione
dell’acqua
causando
una
variazione proporzionale di un segnale
elettrico misurato con un sistema di misura.
SISGEO utilizza due tipi di sensore:
Testa di
sospensione
Cavo
P H2O
Trasduttore
di pressione
•
A corda vibrante
•
Estensimetrici
Nei trasduttori di pressione a corda vibrante
(VW) la deformazione della membrana
provoca una variazione della tensione di un
filo di acciaio (la corda) teso fra la
membrana stessa e il corpo dello strumento.
La frequenza propria di vibrazione viene
rilevata da una centralina di misura. Questo
tipo di strumenti, inoltre, incorpora un
termistore per la misura della temperatura.
I trasduttori di pressione estensimetrici sono
dotati di una membrana ceramica sulla
quale sono stampati degli estensimetri che
variano
la
propria
resistenza,
e
di
conseguenza il segnale elettrico, in funzione
delle deformazioni della membrana dovute
alla pressione dell’acqua.
I trasduttori di pressione VW assicurano
elevata affidabilità per misure a lungo
termine; quelli estensimetrici consentono
elevati isolamenti (utili ad esempio in
impianti industriali) e la possibilità di
eseguire misure dinamiche.
Tubo Ø 1.5”
Il trasduttore di pressione può essere di tipo
“relativo” o “assoluto”.
Cella
filtrante
SISGEO S.r.l.
Il trasduttore di pressione relativo (solo
modelli estensimetrici) usato per la misura
del livello della falda, è dotato di un tubicino
all’interno del cavo elettrico, per la
compensazione della pressione barometrica.
In questo modo la misura non risente delle
variazioni del livello dell’acqua dovuto alle
variazioni della pressione atmosferica.
Trasduttori di pressione_IT_01_12
Pagina 4 di 10
Trasduttori di pressione
Descrizione
Il trasduttore di pressione si compone dei seguenti elementi:
1.
corpo cilindrico in acciaio inox
2.
camera idraulica
3.
tappo e filtro (modelli relativi)
4.
sensore di misura
5.
termistore per la misura della temperatura (solo modello VW)
6.
cavo elettrico per il collegamento alla centralina di misura
1
Posizione
membrana
6
2
3
5
4
Modalità di saturazione dei filtri
La saturazione dei filtri ha lo scopo di rimuovere l’aria presente nei pori del filtro del
trasduttore e di sostituirla con acqua in modo da avere una risposta più veloce alle
variazioni di pressione e misure più accurate.
Per i trasduttori di pressione usati come misuratori di livello si utilizzano filtri con
una porosità di ∼40µm
E’ consigliabile effettuare la saturazione in sito prima dell’installazione.
Per la saturazione generalmente si deve lasciare il filtro in un contenitore pieno
d’acqua, de-gasata mediante bollitura, per almeno 24 ore.
Avvitare il tappo con il filtro saturato sul trasduttore di pressione immerso in un
secchio di acqua pulita.
Nel caso di strumenti con basso fondo scala (100/200kPa), è necessario collegare il
trasduttore di pressione ad una centralina di misura per tenere sotto controllo la
pressione indotta ed avvitare lentamente il tappo portafiltro in modo da permettere
all’acqua di fuoriuscire impedendo la formazione di sovrappressioni che potrebbero
danneggiare il trasduttore.
SISGEO S.r.l.
Trasduttori di pressione_IT_01_12
Pagina 5 di 10
Trasduttori di pressione
Controlli
preliminari
Installazione
Prima di installare lo strumento si deve controllarne la funzionalità collegandolo ad
una centralina di misura (vedi “Esecuzione delle misure”).
Il valore letto dovrà essere simile al valore di zero indicato nel Certificato di
Taratura.
Si devono però tenere in considerazione le possibili differenze dovute alla quota, alla
pressione barometrica (per i modelli assoluti) e, nel caso del modello VW, anche
della temperatura.
Ricordiamo che il Certificato di Taratura riporta le condizioni al momento della prova
ed è realizzato alla quota di 115m s.l.m.
La pressione atmosferica diminuisce indicativamente di 0.1kPa ogni 10m di altezza.
Per il modello VW si consiglia di lasciarlo stabilizzare termicamente per almeno 20
minuti prima di rilevare il valore.
Le differenze ammissibili sono:
•
modello estensimetrico:±1% del fondo scala =0.16mA
•
modello VW: ±100digits
Per bassi valori di fondo scala, è opportuno tenere in considerazione il valore di
pressione barometrica. Infatti su un trasduttore da 0,2MPa una variazione di
pressione barometrica di 50mbar (0,005MPa) è pari al 2,5% del fondo scala
(1 millibar è circa 1cm di altezza d’acqua).
Installazione del trasduttore per misure di livello
Ultimata la posa della cella filtrante e della relativa tubazione, la messa in opera dei
trasduttori è molto semplice:
• stendere il cavo dello strumento e segnare la lunghezza pari alla profondità di
posa prendendo come riferimento la posizione della membrana del trasduttore
che è incisa sul corpo in acciaio.
• calare il trasduttore alla profondità stabilita, reggendolo per il cavo;
• raggiunta la quota sorreggere lo strumento per mezzo della testa di
sospensione. (se disponibile)
Nel caso di installazione in pozzi o piezometri con piccolo diametro (≤5cm) è
importante tenere presente che il volume del cavo e dello strumento immerso
provocano un’innalzamento del livello dell’acqua.
Attendere alcune ore, in funzione della permeabilità del terreno, per il riequilibrio del
livello di falda, prima di rilevare la misura di zero.
Se col tempo si rendesse necessario pulire il filtro, procedere come segue:
Svitare il tappo portafiltro
SISGEO S.r.l.
Togliere l’anello Seeger con una pinza adatta, rimuovere il
filtro , se necessario spingendolo delicatamente dal foro
centrale, lavarlo con acqua calda e usare aria compressa
per liberare i pori. Rimontare con procedimento inverso.
Trasduttori di pressione_IT_01_12
Pagina 6 di 10
Trasduttori di pressione
Installazione del trasduttore di pressione su tubi piezometrici in pressione
Il trasduttore di pressione è fornito già montato su una testa di misura
(vedi disegno) che deve essere avvitata sulla testa filettata del tubo piezometrico
installato.
• Avvitare la testa di misura sul tubo piezometrico, orientando i vari componenti
in modo comodo prima di bloccare il tutto. È possibile usare del teflon.
• Aprire la valvola di scarico tenendo chiusa quella d’intercettazione, collegare il
trasduttore di pressione alla centralina di misura (vedi “Esecuzione delle
misure”).
• Rilevare accuratamente il valore a pressione atmosferica.
Aprire la valvola d’intercettazione lasciando fluire dalla valvola di scarico un
poco d’acqua per essere sicuri di eliminare eventuali bolle d’aria.
• Chiudere la valvola di scarico e rilevare sulla centralina il valore che sarà la
lettura iniziale o di zero. Comparare la misura del manometro con quella del
trasduttre elettrico. Tener presente che quest’ultimo è più preciso.
La valvola d’intercettazione può essere tenuta aperta o chiusa secondo le necessità.
Valvola
rompivuoto
Manometro
Trasduttore di pressione
Valvola di scarico
Valvola d’intercettazione
Esecuzione
delle misure
Le misure manuali sono effettuate collegando i conduttori ad una centralina di
misura secondo il seguente schema:
Trasduttori estensimetrici
segnale 4-20mA current loop
Trasduttori a corda vibrante (VW)
Rosso
+ Loop
Nero
- Loop
Rosso
VW
Nero
VW
Bianco
Termistore
Verde
Termistore
Per ottenere misure affidabili con strumenti con segnale in mA, si consiglia di
rispettare un tempo di warm up non inferiore a 10 secondi.
È possibile eseguire misure automatiche collegando lo strumento ad un sistema di
acquisizione dati.
SISGEO S.r.l.
Trasduttori di pressione_IT_01_12
Pagina 7 di 10
Trasduttori di pressione
Elaborazione
delle misure
Le seguenti formule permettono di convertire le misure elettriche in valori
ingegneristici:
Fattore lineare Ling = Lele/S [kPa]
Fattore polinomiale Ling = (Lele2 x A) + (Lele x B) + C [kPa]
Ling = lettura ingegneristica
Lele = lettura elettrica
S = fattore di sensibilità
A, B, C = fattori di conversione polinomiale
I fattori S, A, B, C sono riportati sul Certificato di Taratura.
Le letture di esercizio devono essere riferite alla lettura iniziale (lettura zero).
∆PkPa = Li - L0
L0 = Lettura zero [kPa]
Li = Lettura di esercizio [kPa]
La lettura di zero deve essere rilevata accuratamente ad installazione terminata e
strumento operativo
Esempio
Trasduttore di pressione fondo scala pari a 700kP
S = -4.9128digit/kPa
A = -5.222e-07; B =-1.955e-01; C =1.886e+03
L0 = 7357digits ; L1 = 6667digits
Usando:
Fattore lineare (L1-L0)/S : (6667 – 7357)/-4.9128 = 140.4494
Fattore polinomiale [(L12 x A)+(L1x B)+C] – [(L02 x A)+(L0x B)+C]= 559.39 – 419.44 = 139.95kPa
Misura della Temperatura
Se si utilizza una centralina di misura SISGEO la temperatura viene convertita
direttamente in °C. Qualora si misurasse il valore di resistenza del termistore, lo si
dovrà convertire
utilizzando la formula o la tabella riportate in Appendice 1
Nel caso in cui il trasduttore di pressione VW sia installato in un ambiente a
temperatura non costante, è necessario effettuare una correzione al valore di
pressione precedentemente calcolato.
L’equazione per il calcolo del fattore di correzione della temperatura è la seguente:
PT = (T - T0) K
dove:
PT = correzione di temperatura
T = temperatura di esercizio;
T0 = temperatura riportata sul certificato di taratura del piezometro;
K = fattore termico riportato sul certificato di taratura del piezometro.
La correzione così calcolata deve essere sommata alla pressione trovata con la
formula precedente.
SISGEO S.r.l.
Trasduttori di pressione_IT_01_12
Pagina 8 di 10
Trasduttori di pressione
Troubleshooting
Trasduttori di pressione a Corda Vibrante:
Problema
Possibile causa
Soluzione
Misura instabile
Schermo non collegato
Collegare lo schermo
Campi elettromagnetici nelle vicinanze (motori,
generatori, antenne radio, saldatrici, linee ad alta
tensione…)
Messa a terra non ottimale
Allontanare la causa del
problema.
Cavo tagliato o danneggiato. Misurare la
resistenza tra i conduttori Rosso e Nero (150Ω ±
10%). Tenere in considerazione la lunghezza del
cavo. La resistenza del singolo conduttore, per il
modello 0WE104VWS0, è di circa 58Ω/km
Collegamenti errati
Corda non
rilevata
Provvedere ad una efficace
messa a terra
Riparare il cavo. SISGEO può
fornire i kit per la riparazione.
Eseguire i collegamenti corretti
Trasduttori di pressione estensimetrici
Servizio
manutenzione
Problema
Possibile causa
Soluzione
Misura instabile
Misura Zero mA
Misura Overrange
Collegamenti errati
Eseguire i collegamenti corretti
Cavo tagliato o danneggiato
Riparare cavo. Sisgeo può
fornire il kit di riparazione.
L'assistenza post vendita dei prodotti SISGEO relativa a calibrazioni, manutenzioni e
guasti, è effettuato presso Sisgeo.
L'invio del materiale per le suddette attività avviene tramite richiesta di RMA
"Return Manufacturer Authorization" sul nostro sito www.sisgeo.com
Se possibile, si consiglia di spedire il set completo di accessori.
Il materiale dovrà essere inviato con imballo idoneo in porto franco
(spese di trasporto a carico del mittente) a :
SISGEO S.r.l.
Via F.Serpero, 4/F1
20060 MASATE (MI)
Alla c.a. : Ufficio Assistenza Tecnica
Sul documento di trasporto (DDT) obbligatorio, dovrà essere indicato il codice di
autorizzazione ricevuto (RMA). Proteggere la strumentazione da urti durante la
spedizione utilizzando adeguati contenitori o, ancora meglio, gli involucri originali.
E-mail assistenza tecnica: [email protected]
SISGEO S.r.l.
Trasduttori di pressione_IT_01_12
Pagina 9 di 10
Trasduttori di pressione
Appendice 1
CONVERSIONE RESISTENZA TEMPERATURA
Equazione di trasformazione dalla resistenza del termistore alla temperatura:
T=
1
− 273.2
3
A + B(LnR ) + C (LnR )
Dove:
T= temperatura in °C
LnR= Logaritmo naturale della resistenza del termistore
A= 1.4051x10-3 (coefficiente calcolato da -50° a +150°C)
B= 2.369x10-4
C=1.019x10-7
SISGEO S.r.l.
Ohms
Temp
Ohms
Temp
16.60K
-10
5971
10
2417
30
1081
50
15.72K
-9
5692
11
2317
31
1040
51
14.90K
-8
5427
12
2221
32
1002
52
14.12K
-7
5177
13
2130
33
965.0
53
13.39K
-6
4939
14
2042
34
929.6
54
12.70K
-5
4714
15
1959
35
895.8
55
12.05K
-4
4500
16
1880
36
863.3
56
11.44K
-3
4297
17
1805
37
832.2
57
10.86K
-2
4105
18
1733
38
802.3
58
10.31K
-1
3922
19
1664
39
773.7
59
9796
0
3784
20
1598
40
746.3
60
9310
-1
3583
21
1535
41
719.9
61
8851
2
3426
22
1475
42
694.7
62
8417
3
3277
23
1418
43
670.4
63
8006
4
3135
24
1363
44
647.1
64
7618
5
3000
25
1310
45
624.7
65
7252
6
2872
26
1260
46
603.3
66
6905
7
2750
27
1212
47
582.6
67
6576
8
2633
28
1167
48
562.8
68
6265
9
2523
29
1123
49
543.7
69
525.4
70
Trasduttori di pressione_IT_01_12
Ohms
Temp
Ohms
Pagina 10 di 10
Temp