Calibrazione del pressostato
I pressostati sono strumenti molto comuni nell’industria di processo e sono disponibili vari tipi di pressostati. Come molti strumenti, i pressostati devono essere calibrati per garantire la loro precisione e affidabilità. Gli interruttori sono un po ‘ più difficili da calibrare rispetto ai trasmettitori. Il tipo sbagliato di calibrazione può causare molti errori nel risultato della calibrazione. In questo articolo, vedremo come calibrare correttamente i pressostati.
Prima di passare al processo di calibrazione, discutiamo alcune caratteristiche fondamentali e la terminologia dei pressostati.
Come funziona un pressostato?
In breve, un pressostato è uno strumento che misura la pressione e che ha una funzione di interruttore elettrico programmata per funzionare ad una certa pressione.
Ad esempio, può essere impostato in modo che quando non è collegata alcuna pressione (aperta all’atmosfera) l’interruttore sia chiuso, ma quando la pressione aumenta fino a 10 psi, l’interruttore si apre. Ancora una volta, quando la pressione scende sotto 10 psi, l’interruttore si chiude.
Terminologia pressostato
Prima discutiamo brevemente la terminologia correlata;
Normalmente aperto / normalmente chiuso
Alcuni interruttori hanno i terminali degli interruttori aperti quando non è collegata alcuna pressione, chiamati normalmente aperti (NO) o un interruttore di chiusura. L’opposto è normalmente chiuso (NC) o interruttore di apertura. La selezione dipende dal tipo di circuito che si desidera guidare con l’interruttore.
Che cosa è “normalmente”? C’è qualche dibattito sulla definizione dell’interruttore normalmente aperto/chiuso. Più comunemente è definito come lo stato in cui l’uscita del pressostato è quando non è collegato ad alcuna pressione, cioè non ha alcuna stimolazione fisica.
Altri possono definire lo stato “normale” come lo stato in cui si trova l’interruttore durante il normale funzionamento del processo (non attivato).
Un interruttore normalmente aperto è aperto quando non è collegata alcuna pressione. Quando viene applicata una pressione sufficiente, l’interruttore si chiude:
Un interruttore normalmente chiuso viene chiuso quando non è collegata alcuna pressione. Quando viene applicata una pressione sufficiente, l’interruttore si apre:
Un interruttore avrà sempre una banda morta, che è la differenza tra i due punti operativi (punti di apertura e chiusura). È necessaria la banda morta, perché se un interruttore si aprisse e si chiudesse nello stesso punto, potrebbe iniziare a oscillare quando la pressione è su quel limite. Inoltre, potrebbe controllare il circuito acceso e spento con un’alta frequenza se non ci fosse una banda morta. Ad esempio, un pressostato di chiusura (NO) può chiudersi a una pressione di 10 psi e riaprirsi a una pressione di 9,5 psi, quindi c’è una banda morta di 0,5 psi.
Alcuni interruttori funzionano a pressione crescente, altri con pressione in calo. Certo, ottieni sempre una delle funzioni con l’aumento e altre con la caduta, ma la funzione primaria desiderata avviene in una direzione.
Ci sono pressostati che funzionano con diversi tipi di pressione: manometro, assoluto, differenziale o pressione di vuoto.
Alcuni interruttori più vecchi sono meccanici (o addirittura pneumatici), quindi all’interno dell’interruttore la pressione sta causando il cambiamento dello stato dell’interruttore. La maggior parte dei tipi più recenti sono elettronici o digitali, quindi misurano la pressione e controllano l’uscita dell’interruttore di conseguenza. Molti interruttori moderni sono programmabili, quindi è facile impostare i punti operativi desiderati. Mentre gli interruttori meccanici non hanno bisogno di alcun alimentatore, quelli elettrici devono averne uno.
Quando si seleziona il tipo di interruttore, lo stato dovrebbe essere considerato in modo che se l’alimentazione non riesce, o un cavo si allenta, lo stato dell’interruttore dovrebbe rimanere sicuro. E nel caso di un interruttore di sicurezza, dovrebbe essere configurato in modo che nel caso in cui un cavo si allenti, l’allarme si attivi. Ad esempio, se è normalmente aperto (interruttore di chiusura), non noterai nulla se il cavo si allenta, l’interruttore è ancora aperto, ma non effettuerà l’azione desiderata quando l’interruttore si chiude. Quindi, tutto sommato, dovresti progettarlo per essere sicuro.
Parliamo anche di interruttori a secco e a umido. Un interruttore a secco ha le connessioni aperte o chiuse, quindi funziona come un interruttore meccanico. Un interruttore bagnato ha due diversi valori di tensione che rappresentano i due stati di uscita.
L’uscita di un interruttore elettrico a umido può essere un segnale di tensione a due livelli, un segnale di corrente o un segnale di tipo open collector.
A volte la funzione di commutazione può essere eseguita anche nel sistema di controllo, misurando il segnale corrente da un trasmettitore e programmando la funzione di commutazione per controllare qualcosa in base al livello del segnale.
In pratica, gli interruttori industriali hanno spesso contatti a doppio interruttore che possono essere programmati separatamente. Questo può essere il normale Lo e Hi punti, ma anche” Lo Lo ” e “Hi Hi” punti. Mentre Lo e Hi sono i normali punti di controllo, Lo Lo e Hi Hi sono limiti di allarme che controlleranno per attività di allarme più gravi.
Pressostati di sicurezza
Gli interruttori di sicurezza sono interruttori utilizzati nei sistemi strumentati di sicurezza (SIS) e questi interruttori hanno determinate classificazioni di sicurezza. Inoltre, la calibrazione di questi interruttori di sicurezza è regolata.
Una grande differenza con questi interruttori è che questi interruttori rimangono statici la maggior parte del tempo senza mai funzionare. Quindi, non attivano aperto e chiuso in uso normale, sono solo in attesa se il livello di allarme di sicurezza è soddisfatto, e quindi operano.
Poiché questi interruttori funzionano molto raramente, c’è il rischio che si blocchino e non funzionino quando dovrebbero.
Durante la calibrazione, non esercitare questi interruttori di sicurezza prima della calibrazione, ma catturare il primo punto quando l’interruttore funziona. Può accadere che la prima operazione richieda più pressione rispetto alle operazioni dopo alcuni esercizi.
Gli interruttori normali vengono in genere esercitati alcune volte prima della calibrazione, ma ciò non dovrebbe essere fatto per gli interruttori di sicurezza.
In un interruttore di sicurezza, il punto di funzionamento è critico, ma spesso il punto di ritorno non è così rilevante e potrebbe non richiedere nemmeno di essere calibrato.
Come calibrare i pressostati
Ora, andiamo (finalmente!) discutere come calibrare i pressostati.
Preparazioni & sicurezza
Se l’interruttore è installato nel processo, è molto importante assicurarsi che sia isolato dalla linea di pressione. È inoltre necessario assicurarsi di scollegare qualsiasi circuito che l’interruttore sta controllando – non si desidera grandi valvole per avviare apertura/chiusura, o pompe per iniziare a funzionare, né generare un allarme di sicurezza.
Alcuni interruttori possono avere tensione di rete, o un’altra tensione pericolosa, attraverso i terminali dell’interruttore quando si aprono, quindi assicurati che sia isolato.
Rampa di pressione
Per calibrare un pressostato è necessario fornire una rampa di pressione che cambia lentamente, spostandosi attraverso i punti operativi dell’interruttore. A seconda del tipo di interruttore, è necessario prima fornire una pressione adeguata per avviare la calibrazione.
Spesso è possibile iniziare dalla pressione atmosferica, ma in alcuni casi è necessario pompare un’alta pressione e iniziare lentamente a diminuire la pressione verso il punto di funzionamento. Oppure potrebbe essere necessario fornire un vuoto da cui partire. Questo dipende dall’interruttore da calibrare.
Ci sono diversi modi per fornire la pressione di ingresso. È possibile utilizzare una pompa manuale di calibrazione con un controllo di regolazione fine, è possibile utilizzare l’alimentazione dell’aria del negozio con un regolatore di pressione preciso, oppure è possibile utilizzare un regolatore di pressione automatico.
È fondamentale fornire una rampa di pressione lenta in modo da poter vedere la pressione precisa con cui l’interruttore ha funzionato. Se la pressione cambia troppo rapidamente, non è possibile catturare con precisione il punto di pressione quando l’interruttore funziona.
Certamente, alcuni strumenti (come il Beamex MC6) possono catturare automaticamente la pressione esatta nel momento stesso in cui l’interruttore ha cambiato il suo stato.
In ogni caso, ricordarsi di cambiare la pressione molto lentamente quando ci si avvicina ai punti di funzionamento dell’interruttore! È possibile modificare la pressione più velocemente quando non si è ancora vicini ai punti di funzionamento.
Misurare l’uscita dell’interruttore
Avete bisogno di qualche strumento per misurare i terminali dell’interruttore. Se si tratta di un interruttore a secco, con un’uscita aperta e chiusa, è possibile utilizzare un misuratore Ohm. Se l’uscita è elettrica, è necessario trovare uno strumento in grado di misurare l’uscita. In alcuni casi, può essere un misuratore di tensione o un misuratore di corrente. Per le uscite elettriche, a volte è un po ‘ difficile trovare come misurare l’uscita. Dovresti comunque essere in grado di riconoscere i due stati dell’output e vedere quando lo stato cambia.
Con alcuni strumenti, è possibile programmare un livello di trigger adatto all’interruttore in questione che consente di acquisire automaticamente la modifica dello stato. Ecco come funziona il Beamex MC6.
Catturare i punti di funzionamento
Nella calibrazione dell’interruttore, è necessario catturare la pressione di ingresso nel momento stesso in cui lo stato di uscita cambia.
Si può provare a catturare la pressione di ingresso manualmente, ad esempio quando lo stato dell’interruttore cambia, si ferma la rampa e guarda qual è la pressione di ingresso (sul dispositivo/calibratore che sta misurando la pressione di ingresso). Molto probabilmente c’è un certo ritardo nei tuoi riflessi, quindi la pressione è già diversa da quella che era durante il momento di funzionamento dell’interruttore. Questa è la ragione principale per cui dovresti fornire una pressione di ingresso molto lenta, quindi non è cambiata molto durante il ritardo dei tuoi riflessi.
Alcuni dispositivi in grado di catturare la pressione di ingresso automaticamente nello stesso momento in cui l’interruttore di uscita cambia il suo stato. Inutile dire che la famiglia di calibratori Beamex MC6 può farlo… 🙂
L’MC6 può interpolare tra le letture di misurazione della pressione. Mi spiego; un dispositivo di misurazione della pressione digitale misura la pressione un paio di volte al secondo. Può accadere che l’interruttore funzioni tra le due letture di misurazione della pressione consecutive. In tal caso, l’MC6 esamina il timestamp del funzionamento dell’interruttore e interpola tra i due risultati consecutivi di misurazione della pressione per ottenere il valore di pressione esatto durante il momento di funzionamento dell’interruttore.
Uscita ritardata
Alcuni switch industriali potrebbero avere un ritardo aggiunto all’uscita in modo che non funzioni troppo rapidamente. Dovresti scoprire se il tuo interruttore ha un ritardo, poiché la calibrazione deve essere eseguita ancora più lentamente del solito.
Con qualche ritardo aggiunto, quando l’uscita si attiva, la pressione di ingresso è già lontana dal punto che ha effettivamente attivato l’uscita per passare.
Passaggi nella calibrazione del pressostato:
Ecco un elenco condensato di passaggi nella calibrazione del pressostato:
- Depressurizzare & scollegare per sicurezza.
- Collegare la sorgente di pressione e il calibratore di pressione all’ingresso dell’interruttore.
- Collegare il dispositivo per misurare lo stato di uscita dell’interruttore.
- Esercitare l’interruttore un paio di volte – pompa piena pressione e torna a zero. Non con interruttori di sicurezza!
- Pompa normalmente pressione vicino al punto di funzionamento.
- Spostare la pressione molto lentamente attraverso il punto di funzionamento, fino a quando l’uscita dell’interruttore si attiva. Registrare la pressione di funzionamento.
- Spostare la pressione molto lentamente verso il punto di ritorno, fino a quando lo stato dell’interruttore non si attiva. Registrare la pressione di ritorno.
- Effettuare il numero richiesto di ripetizioni-ripetere i due passaggi precedenti.
- Pressione di sfiato.
- Scollegare l’apparecchiatura di prova.
- Interruttore di ritorno al servizio.
Naturalmente, è necessario documentare i risultati della calibrazione dello switch.
Inoltre, è necessario calcolare gli errori trovati nella calibrazione e confrontarli con la tolleranza massima consentita per quell’interruttore per vedere se ha superato o fallito la calibrazione. Nel caso dell’interruttore non è riuscita la calibrazione, quindi è necessario regolare l’interruttore o sostituirlo. Anche se passa la calibrazione, dovresti comunque analizzare quanto è grande l’errore. Se l’errore era vicino al limite di tolleranza, o se era andato alla deriva molto dall’ultima calibrazione, è bene regolarlo per evitare un risultato di errore nella calibrazione successiva.
E come per ogni calibrazione, in base alla cronologia dei risultati della calibrazione, è necessario considerare se il periodo di calibrazione deve essere modificato. Non vuoi sprecare risorse per calibrarlo troppo spesso, ma non vuoi calibrarlo così raramente da ottenere un risultato di calibrazione non riuscito. Un risultato di calibrazione non riuscito dovrebbe comunque sempre avviare un’indagine sulle conseguenze. Questo può essere costoso e intenso lavoro.
Ulteriori discussioni sulla frequenza con cui gli strumenti devono essere calibrati possono essere trovate in questo post del blog:
- Quanto spesso gli strumenti devono essere calibrati?
E le discussioni sulla calibrazione Fail and Pass possono essere trovate qui:
- Incertezza di calibrazione per i manichini-Parte 3: è passare o fallire?
Documentazione, tracciabilità metrologica, incertezza di calibrazione
Poiché la documentazione è inclusa nella definizione formale di calibrazione, è una parte vitale di ogni calibrazione. Questo è valido anche nella calibrazione del pressostato. Tipicamente, sotto forma di un certificato di calibrazione.
L’apparecchiatura di calibrazione utilizzata deve avere una tracciabilità metrologica valida alle norme pertinenti, altrimenti la calibrazione non garantisce la tracciabilità nella calibrazione dell’interruttore. Maggiori informazioni sulla tracciabilità metrologica possono essere trovate qui:
- Tracciabilità metrologica nella calibrazione – Siete rintracciabili?
L’incertezza di calibrazione è una parte vitale in ogni calibrazione. Se l’apparecchiatura di calibrazione (e il metodo di calibrazione e il processo utilizzato) non è abbastanza preciso per la calibrazione del pressostato, la calibrazione non ha molto senso. Voglio dire, che senso ha usare un calibratore accurato al 2% per calibrare uno strumento accurato all ‘ 1%.
Ulteriori informazioni sull’incertezza di calibrazione qui:
- Incertezza di calibrazione per manichini-Parte 1
Abbiamo anche un post sul blog più vecchio che include un breve video sulla calibrazione del pressostato qui:
- Come calibrare un interruttore di pressione (video)
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Beamex soluzione per la taratura del pressostato
Come si direbbe, Beamex offre soluzioni per la taratura del pressostato.
La nostra famiglia di calibratori MC6 è in grado di eseguire calibrazioni documentate di pressostati, sia in modo semiautomatico con una pompa di taratura, sia in modo completamente automatico con un regolatore di pressione.
È possibile caricare i risultati della calibrazione del pressostato dal calibratore al software di gestione della calibrazione per la documentazione senza carta.
Vi preghiamo di contattarci per saperne di più: