TRASDUTTORI DI PRESSIONE Manuale d'uso
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
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 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. SISGEO S.r.l. Trasduttori di Pressione_IT_01_12 Pagina 3 di 10
Introduzione P H 2O Tubo Ø 1.5 Datalogger Testa di sospensione Cavo Trasduttore di pressione Cella filtrante 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. 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: 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. Il trasduttore di pressione può essere di tipo relativo o assoluto. 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. SISGEO S.r.l. Trasduttori di pressione_it_01_12 Pagina 4 di 10
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 3 2 6 5 Modalità di saturazione dei filtri 4 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
Controlli preliminari 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 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 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. SISGEO S.r.l. Trasduttori di pressione_it_01_12 Pagina 6 di 10
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 Valvola di scarico Trasduttore di pressione 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 Nero Rosso Nero Bianco Verde + Loop - Loop VW VW Termistore 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
Elaborazione delle misure Le seguenti formule permettono di convertire le misure elettriche in valori ingegneristici: Fattore linearel ing = L ele /S [kpa] Fattore polinomialel ing = (L ele 2 x A) + (L ele x B) + C [kpa] L ing = lettura ingegneristica L ele = 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). P kpa = L i - L 0 L 0 = Lettura zero [kpa] L i = 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 L 0 = 7357digits ; L 1 = 6667digits Usando: Fattore lineare (L 1-L 0)/S : (6667 7357)/-4.9128 = 140.4494 Fattore polinomiale [(L 1 2 x A)+(L 1x B)+C] [(L 0 2 x A)+(L 0x 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: P T = (T - T 0 ) K dove: P T = correzione di temperatura T = temperatura di esercizio; T 0 = 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
Troubleshooting Trasduttori di pressione a Corda Vibrante: Problema Possibile causa Soluzione Misura instabile Schermo non collegato Collegare lo schermo Corda non rilevata Campi elettromagnetici nelle vicinanze (motori, generatori, antenne radio, saldatrici, linee ad alta tensione ) Messa a terra non ottimale 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 Allontanare la causa del problema. 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 Problema Possibile causa Soluzione Misura instabile Misura Zero ma Misura Overrange Collegamenti errati Cavo tagliato o danneggiato Eseguire i collegamenti corretti Riparare cavo. Sisgeo può fornire il kit di riparazione. Servizio manutenzione 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: assistance@sisgeo.com SISGEO S.r.l. Trasduttori di pressione_it_01_12 Pagina 9 di 10
Appendice 1 CONVERSIONE RESISTENZA TEMPERATURA Equazione di trasformazione dalla resistenza del termistore alla temperatura: T = A + B 1 ( LnR) + C( LnR) 3 273.2 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 Ohms Temp Ohms Temp 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 SISGEO S.r.l. Trasduttori di pressione_it_01_12 Pagina 10 di 10