Método de calibração do medidor inteligente de fluxo

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O medidor inteligente de vazão pode ser utilizado em conjunto com diversos sensores de vazão, como turbinas, medidores de vazão de tipo vortex, placas de orifício, bocais, medidores de vazão eletromagnéticos, medidores de vazão do tipo alvo, medidores de vazão com rotor metálico, Anubis e centrífugos de tipo anelar. Ele é usado para medir e calcular o fluxo em massa e o fluxo volumétrico de gases, líquidos, vapor saturado e vapor superaquecido. Com a ampla utilização dos medidores inteligentes de vazão, a calibração desses dispositivos torna-se cada vez mais importante. A seguir, tomando como exemplo o medidor inteligente de vazão YR-GFK da empresa Changhui Instruments, serão discutidos os métodos de calibração dele. http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251601448036.jpg 1. Métodos de calibração dos principais componentes O processo de calibração do medidor inteligente de vazão YR-GFK consiste, principalmente, na correção dos erros de conversão relacionados aos inputs de vazão, compensação de temperatura, compensação de pressão, exibição da vazão instantânea e saída do sinal de vazão instantânea, que fazem parte das configurações internas do dispositivo. 1.1 Calibração da entrada de compensação de temperatura ① Configure corretamente o canal de entrada de compensação de temperatura do medidor de vazão. O sinal de compensação de temperatura do medidor inteligente YR-GFK pode ser fornecido por resistências térmicas, termopares, sinais de corrente e tensão. É possível alternar o tipo de sinal de compensação de temperatura por meio dos parâmetros secundários do instrumento. Antes da calibração, é necessário configurar corretamente os parâmetros relacionados à compensação de temperatura, de acordo com as exigências de uso no local. Os parâmetros secundários relacionados às entradas de compensação de temperatura são os seguintes: T-dp: ponto decimal na exibição da compensação de temperatura; T-n: tipo de entrada para a compensação de temperatura; T-b: deslocamento do ponto zero na compensação de temperatura (ajustado apenas durante a calibração); T-K: proporção da faixa de medição na compensação de temperatura (ajustado apenas durante a calibração); T-L: limite inferior da faixa de medição na compensação de temperatura; T-H: limite superior da faixa de medição na compensação de temperatura. Como exemplo, consideremos uma entrada do tipo Pt100: T-dp=1, T-n=14; T-b e T-K mantêm seus valores padrão de fábrica; T-L=-200, T-H=650. ②Equipamento de calibração da entrada de compensação de temperatura e diagrama de conexões: Para corrigir os erros de conversão na entrada de compensação de temperatura do medidor inteligente de vazão YR-GFK (resistor de platina Pt100), utiliza-se uma caixa de resistores padrão ZX54 para a calibração. As conexões são mostradas na Figura 2 ； Já os erros de conversão de termopares, bem como de corrente e tensão, são calibrados com o uso de um gerador de sinais de alta precisão, que atua como instrumento de verificação do processo. As conexões dos circuitos estão mostradas nas Figuras 3 a 6. http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251122098036.png Figura 1: Diagrama de conexões do medidor inteligente de vazão YR-GFK.
http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251211304286.png Figura 2: Conexões de calibração quando a entrada de compensação de temperatura é um resistor térmico.
http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251212555692.png Figura 3: Conexões de calibração quando a entrada de compensação de temperatura é um termopar.
http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251215021786.png Figura 4: Conexões de calibração quando a entrada de compensação de temperatura é uma tensão (V).
http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251216486473.png Figura 5: Conexões de calibração quando a entrada de compensação de temperatura é uma tensão (mV).
http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251217367255.png Figura 6: Conexões de calibração quando a entrada de compensação de temperatura é uma corrente (mA).
③ Método de calibração da entrada de compensação de temperatura: Conforme mostrado na Figura 2, as sinais de resistência Rt1, Rt2, Rt3, Rt4, Rt5 são inseridos nos terminais 22#, 23#, 24#. Os valores de temperatura teóricos t1, t2, t3, t4, t5 são obtidos a partir da escala Pt100. Nos displays do medidor inteligente de vazão, serão exibidos os valores t′1, t′2, t′3, t′4, t′5 (no curso ascendente) e t″1, t″2, t″3, t″4, t″5 (no curso descendente). A diferença entre os valores exibidos durante a subida e a descida, e os valores teóricos de temperatura dos pontos correspondentes, é considerada como o erro Δt. O maior desses erros, Δtmax, é então utilizado como valor de compensação de temperatura para o medidor de vazão. Aqui, tH representa o valor máximo do intervalo de compensação de temperatura do medidor de vazão, enquanto tL representa o valor mínimo desse mesmo intervalo. ④Exemplo de calibração da entrada de compensação de temperatura. A seguir, toma-se como exemplo a entrada de compensação de temperatura de um medidor de vazão, que utiliza um resistor de platina Pt100 (com faixa de medição de 0-320°C). A calibração é realizada segundo o método descrito acima, resultando em um conjunto de dados que permite determinar o erro de conversão devido à compensação de temperatura. A entrada de compensação de temperatura é fornecida pelos dados de calibração da resistência de platina Pt100 (faixa de medição de 0 a 320°C): http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251311428973.png. ⑤ Processamento dos resultados: A partir da tabela acima, é possível determinar o erro de conversão da entrada de compensação de temperatura. Com base nos requisitos técnicos relacionados aos erros do medidor inteligente de vazão, pode-se avaliar se o resultado está dentro dos limites aceitáveis. Se forem detectados desvios durante o processo de calibração, é possível ajustar os parâmetros de segundo nível do instrumento, T-B e T-K, até que as condições desejadas sejam atendidas. 1.2 Calibração da entrada de compensação de pressão ① Configure corretamente o canal de entrada de compensação de pressão do medidor de vazão. O sinal de compensação de pressão do medidor inteligente YR-GFK pode ser um sinal de corrente ou de tensão. É possível alternar o tipo de sinal de compensação de pressão por meio dos parâmetros secundários do instrumento. Antes da calibração, é necessário configurar corretamente os parâmetros relacionados à compensação de pressão, de acordo com as exigências de uso no local. Os parâmetros secundários relacionados à entrada de compensação de pressão são os seguintes: P-dp: ponto decimal exibido na compensação de pressão; P-n: tipo de entrada para a compensação de pressão; P-b: deslocamento do ponto zero na compensação de pressão (ajustado apenas durante a calibração); P-K: proporção da faixa de medição na compensação de pressão (ajustado apenas durante a calibração); P-L: limite inferior da faixa de medição na compensação de pressão; P-H: limite superior da faixa de medição na compensação de pressão. Como exemplo, considerando que o sinal de entrada para compensação de pressão é de 4-20mA (com faixa de medição de 0-1,6 MPa), os valores dos parâmetros são: P-dp=3, P-n=28; P-b e P-K mantêm seus valores padrão de fábrica; P-L=0,000; P-H=1,600. ② Equipamentos de calibração e diagramas de conexão para a entrada de compensação de pressão: Para calibrar os erros de conversão na entrada de compensação de pressão do medidor inteligente de vazão YR-GFK, utiliza-se um gerador de sinais de alta precisão. As conexões são mostradas nas Figuras 7 e 8. http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251313089442.png Figura 7: Conexões de calibração do medidor inteligente de vazão YR-GFK, quando a entrada de compensação de pressão é feita por meio de corrente (mA). http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251314190536.png Figura 8: Conexões de calibração do medidor inteligente de vazão YR-GFK, quando a entrada de compensação de pressão é feita por meio de tensão (V). ③ Método de calibração da entrada de compensação de pressão: Conforme mostrado na Figura 7, os sinais de corrente P1, P2, P3, P4, P5 são inseridos pelos terminais 15# e 19#. Nos displays de compensação de pressão do medidor inteligente de vazão, serão exibidos sucessivamente os valores P′1, P′2, P′3, P′4, P′5 (no curso ascendente) e P″1, P″2, P″3, P″4, P″5 (no curso descendente). A diferença entre os valores exibidos no trecho ascendente e no trecho descendente e os valores de pressão teóricos dos pontos correspondentes é considerada como o erro ΔP. O maior erro entre todos os pontos de medição é denominado ΔPmax. Esse valor serve como erro de conversão para a compensação de temperatura do medidor de vazão. Nesse contexto, PH representa o valor máximo da faixa de compensação de pressão do medidor de vazão, enquanto PL representa o valor mínimo dessa mesma faixa. ④Tratamento dos resultados: A entrada de compensação de pressão é constituída por dados de calibração no formato 4-20mA (faixa de medição de 0-1,6 MPa). A partir da tabela acima, é possível determinar o erro de conversão na entrada de compensação de pressão do medidor de vazão. Com base nos requisitos técnicos relacionados aos erros do medidor de vazão inteligente, pode-se avaliar se ele está dentro dos padrões aceitáveis. Quando ocorrem desvios durante o processo de calibração, é possível ajustar os parâmetros de segundo nível do instrumento, P-B e P-K, até que as condições desejadas sejam atendidas. 1.3 Calibração da entrada de vazão ① Configurar corretamente o canal de entrada de vazão no medidor de vazão. O medidor inteligente YR-GFK possui três tipos de sinais de entrada de vazão: corrente, tensão e frequência. É possível alterar o tipo de entrada de vazão por meio dos parâmetros secundários do instrumento, o que permite uma adaptação fácil aos diversos sensores de vazão encontrados no mercado. Antes da calibração, é necessário configurar corretamente os parâmetros relacionados à entrada de vazão, de acordo com os requisitos técnicos do sensor de vazão no local. Os parâmetros secundários relacionados às entradas de vazão dos instrumentos são os seguintes: F-dp: ponto decimal na exibição da vazão (linear, diferença de pressão). F-n: tipo de entrada para a vazão (linear, diferença de pressão). F-b: deslocamento do ponto zero na entrada de vazão (ajustado apenas durante a calibração). F-K: proporção da faixa de medição da entrada de vazão (ajustado apenas durante a calibração). F-L: limite inferior da faixa de medição da entrada de vazão. F-H: limite superior da faixa de medição da entrada de vazão. Como exemplo, consideremos o transmissor de diferença de pressão de um medidor de vazão de tipo diferença de pressão, com saída de 4-20mA (faixa de medição de 0-40kPa). Nesse caso, os valores dos parâmetros são: F-dp=2, F-n=28; F-b e F-K mantêm seus valores padrão de fábrica; F-L=0,00 e F-H=40,00. ② Equipamentos de calibração e diagramas de conexão Para calibrar os erros de conversão das entradas de vazão no medidor inteligente YR-GFK, utiliza-se um gerador de sinais de alta precisão. As conexões elétricas são mostradas nas figuras 9, 10 e 11. http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251422036786.png Figura 9: Conexões de calibração do medidor inteligente de vazão YR-GFK, quando a entrada de vazão é feita em termos de frequência (Hz).
http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251423038661.png Figura 10: Conexões de calibração do medidor inteligente de vazão YR-GFK, quando a entrada de vazão é feita em termos de corrente (mA).
http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251424000067.png Figura 11: Conexões de calibração do medidor inteligente de vazão YR-GFK, quando a entrada de vazão é feita em termos de tensão (V).
③ Método de calibração dos erros na entrada de vazão: Conecte os fios de acordo com o diagrama de conexões indicado. Envie sinais de frequência pelos terminais 31# e 32#, ou sinais de corrente/tensão pelos terminais 13# e 14#. Os valores F1, F2, F3, F4, F5 serão exibidos no display do medidor inteligente de vazão; os valores F′1, F′2, F′3, F′4, F′5 representam os valores no sentido ascendente, enquanto F″1, F″2, F″3, F″4, F″5 representam os valores no sentido descendente. A diferença entre os valores exibidos no trecho de subida e no trecho de descida e os valores teóricos de vazão correspondentes é considerada o erro ΔF. O maior desses erros, ΔFmax, representa o erro de conversão da entrada de vazão do medidor de vazão. Aqui, FH é o valor máximo da faixa de entrada de vazão do medidor, enquanto FL é o valor mínimo dessa mesma faixa. ④Dados de calibração do transmissor de diferença de pressão dos medidores de vazão por diferença de pressão, com saída em 4-20mA (faixa de medição de 0-40kPa). 1.4 Calibração da vazão instantânea: A vazão instantânea indicada pelo medidor de vazão está relacionada à entrada de vazão, às entradas de sinais de compensação, aos modelos matemáticos e ao coeficiente K. Para obter uma indicação precisa da vazão instantânea, é necessário configurar corretamente o medidor de vazão. ①Programar corretamente o medidor de acumulação de vazão. Antes de programar o instrumento, é necessário ler atentamente o manual do medidor de acumulação de vazão (disponível para consulta), e somente então proceder com a programação correspondente. A seguir, é apresentado um exemplo do processo de programação do medidor inteligente de vazão YR-GFK: medição de um gás por meio de placa de orifícios, entrada de diferença de pressão, compensação de pressão e temperatura; não há saída de transmissão de vazão instantânea. Exige-se que, quando a diferença de pressão for inferior a 10 kPa, a vazão não seja acumulada. O dispositivo possui comunicação via RS485. Os dados relacionados ao sistema são os seguintes: Transmissor de diferença de pressão: 4-20mA, faixa de medição: 0-80KPa. Transmissor de pressão: 1-5V, faixa de medição: 0-3MPa. Transmissor de temperatura: 4-20mA, faixa de medição: 0-300℃. Pressão atmosférica no ponto de operação (PA): 0,08MPa. Densidade em condições normais: ρ20 = 2Kg/m3. Quando a pressão de operação (pressão de compensação) é P = 3MPa e a temperatura de operação é T = 300℃, o fluxo máximo é M = 100t/h. Escolha do instrumento: YR-GFK802-800-AAA-HL-2P. De acordo com a fórmula: ② Os parâmetros são definidos da seguinte maneira: a) Acesso às configurações de segundo nível; b) Saída das configurações de segundo nível e acesso às configurações de primeiro nível; c) Calibração do instrumento para medir o fluxo instantâneo. 2. Resumo: Para os medidores inteligentes de fluxo em geral, já é suficiente realizar a calibração dos quatro parâmetros principais: compensação de temperatura, compensação de pressão, entrada de fluxo e saída do fluxo instantâneo, para que o instrumento atenda às suas necessidades de uso. Se necessário, é possível realizar verificações das funcionalidades como o alarme, o erro de acúmulo, o relógio e o cálculo de densidade.