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Jul 09, 2023

Calibrazione sul campo dei misuratori di portata DP: migliori pratiche

1 ottobre 2021 | Di Ned Espy e Roy Tomalino, Beamex Una migliore comprensione del funzionamento del misuratore di portata a pressione differenziale (DP), insieme alle migliori pratiche di calibrazione, riduce gli errori di manutenzione

1 ottobre 2021 | Di Ned Espy e Roy Tomalino, Beamex

Una migliore comprensione del funzionamento del misuratore di portata a pressione differenziale (DP), insieme alle migliori pratiche di calibrazione, riduce gli errori di manutenzione

L'utilizzo di un orifizio installato in un tubo e la misurazione accurata della pressione differenziale (DP) per calcolare il flusso è uno dei metodi più comuni nelle industrie di processo chimico (CPI) (Figura 1). La tecnologia DP è unica tra le tecnologie di misurazione del flusso in quanto il rapporto tra la portata è la radice quadrata della pressione di ingresso. Questo fenomeno presenta alcune sfide sia per i fornitori che forniscono trasmettitori DP che per i tecnici che necessitano di calibrare questi trasmettitori.

Figura 1. I misuratori di portata a pressione differenziale (DP) misurano la velocità dei fluidi leggendo la perdita di pressione attraverso una strozzatura del tubo, come un orifizio come quello mostrato qui

Sebbene la nuova tecnologia disponibile per misurare il flusso possa fornire risultati sorprendenti e la misurazione del flusso a pressione differenziale sia ampiamente utilizzata in molti settori industriali, l’uso e la calibrazione corretti di questi strumenti rimangono importanti (Figura 2). Una migliore comprensione dei fondamenti della tecnologia di misurazione del flusso DP, insieme alla conoscenza delle migliori pratiche suggerite per la calibrazione, contribuirà a ridurre al minimo gli errori di manutenzione e di calibrazione sul campo.

Figura 2. Seguire le migliori pratiche per la calibrazione dei misuratori di portata DP consente agli impianti di sfruttare le capacità delle nuove tecnologie di misurazione del flusso

Nella misurazione del flusso DP, ottenere un risultato accurato implica molto più che semplicemente effettuare la misurazione della pressione e calcolare l'uscita. La precisione di una misurazione del flusso DP si basa sull'intero sistema di misurazione del flusso, inclusi quanto segue: tratti rettilinei (a monte e a valle); elemento di flusso (orifizio in buone condizioni); e trasmettitore (considerare il "taglio per basso flusso" e i punti di prova adeguati).

Per un flusso omogeneo e stabile del fluido attraverso la piastra è necessario un “percorso rettilineo” all'interno della tubazione a monte della piastra con orifizio. Allo stesso modo, è necessario anche un “percorso rettilineo” a valle. L'orifizio stesso deve essere pulito, con spigoli vivi e senza distorsioni; è necessario eseguire un'ispezione dell'elemento per verificare che sia in buone condizioni. Il montaggio della piastra stessa deve essere effettuato con cura per garantire una misura ripetibile. Supponendo che questi componenti fisici siano sufficientemente affrontati, l'attenzione può spostarsi sulla revisione della calibrazione del trasmettitore DP per assicurarsi che sia accurata.

Normalmente, un trasmettitore di pressione funziona in modalità lineare da zero a 100% (ad esempio, al livello di pressione in ingresso del 50%, l'uscita è del 50%, ovvero 12 mA).

Tuttavia, un trasmettitore DP funziona in modalità radice quadrata. Un metodo comune per verificare che un trasmettitore DP funzioni in modalità radice quadrata consiste nel cercare un'uscita del 50% (12 mA) quando la pressione di ingresso è pari al 25% dell'intervallo, utilizzando la relazione mostrata qui:

√0,25 (ingresso) = 0,50 (uscita) -oppure- 0,25 (ingresso) = 0,50 2 (uscita)

Tenere presente che il calcolo della radice quadrata viene talvolta eseguito nel DCS con il trasmettitore programmato in modalità lineare. Quindi assicurati che la radice quadrata non venga calcolata due volte: una volta nel trasmettitore e un'altra nel DCS. Controlla quello scenario se i numeri non si sommano.

Un altro problema da considerare è quando ci sono condizioni di basso flusso. Quando la portata scende al di sotto del 10% del campo di uscita di un trasmettitore (5,6 mA), la pressione di ingresso diventa così bassa (meno dell'1% del campo) che qualsiasi piccola variazione o rumore nella pressione di ingresso viene amplificata di un fattore 10 o più. A causa di questa caratteristica, la misurazione del flusso DP non è precisa al di sotto di questo livello (Figura 3). Detto in altro modo, l'uscita aumenta molto più rapidamente nello 0-1% iniziale dell'ingresso e il segnale è molto instabile. Questa situazione è il “nemico” del tecnico: in questo caso non è possibile eseguire alcuna calibrazione della qualità.