Următoarele trei categorii principale de instrumente necesită ca împământarea semnalului (împământare funcțională) să fie efectuată pe site-ul-, în conformitate cu principiul „împământării unui singur punct- a buclelor de semnal”, pentru a preveni formarea buclelor de masă care ar putea introduce interferențe.
Instrumente care necesită împământare a semnalului la locul de instalare
|
Tip |
Motive pentru care semnalele de câmp trebuie să fie împământate |
Baza principală |
|
Termocuplu{0}}de tip sol |
Capătul său de măsurare (capătul fierbinte) este conectat direct la echipamentul de proces (care este de obicei împământat) printr-un manșon de protecție metalic, iar sursa de semnal în sine servește ca punct de împământare. Dacă se realizează o conexiune suplimentară la pământ pe partea camerei de control, se va forma o buclă de împământare în două-puncte. |
HG/T 20513-2014, Clauza 5.1.3 (Note explicative): „Instrumente precum termocuplurile cu împământare, contoarele de pH și debitmetrele electromagnetice trebuie împământate numai la fața locului”. |
|
pH-metru (aciditate) |
Electrodul de referință este conectat la masă prin soluția de electrolit testată, iar sursa de semnal (electrodul) în sine este deja împământat. |
HG/T 20513-2014, Clauza 5.1.3 (Note explicative): „Instrumente precum termocuplurile cu împământare, contoarele de pH și debitmetrele electromagnetice trebuie împământate numai la fața locului”. |
|
Debitmetru electromagnetic |
Principiul de măsurare necesită ca senzorul, mediul conductiv măsurat și conducta de proces să rămână la același potențial, stabilindu-se astfel un punct zero de referință stabil și curat pentru forța electromotoare slabă indusă (în intervalul de milivolti). Această legătură echipotențială trebuie realizată la locul de instalare a senzorului (în câmp). |
HG/T 20513-2014, Clauza 5.1.3 (Note explicative): „Instrumente precum termocuplurile cu împământare, contoarele de pH și debitmetrele electromagnetice trebuie împământate numai la fața locului”. |
Explicaţie
Principiul de împământare-un singur punct. Pentru cele trei tipuri de instrumente menționate mai sus, punctul de împământare al buclei de semnal este fixat la locația câmpului. Dacă atât sursa de semnal (instrumentul de câmp), cât și capătul de recepție (sistemul camerei de control) sunt împământate, poate exista o diferență de potențial între cele două locații, creând astfel o „bucla de masă” în stratul de ecranare sau linia de semnal. Acest curent se va suprapune pe semnalul de măsurare util, provocând interferențe severe și ducând la valori de măsurare instabile, fluctuante sau inexacte. Pentru semnalele slabe ale debitmetrelor electromagnetice, variind de la câțiva microvolți la câțiva milivolți, o astfel de interferență este catastrofală. Notă specială: Stratul de ecranare al cablurilor de semnal pentru aceste tipuri de instrumente ar trebui să fie împământat pe partea camerei de control (sol de lucru); totuși, deoarece circuitul de semnal în sine (cum ar fi terminalul negativ al unui termocuplu sau linia de semnal a unui debitmetru) este deja împământat la locul câmpului, partea camerei de control trebuie să rămână izolată, iar împământarea suplimentară este strict interzisă.
Principiul „doar un punct de împământare per buclă de semnal”: 1) HG/T 20513-2014, Clauza 5.1.2, Note explicative: Fiecare buclă de semnal al instrumentului trebuie să aibă un singur punct de împământare. 2) GB 50093-2013, Clauza 10.2.8: Fiecare circuit de împământare al instrumentului trebuie să aibă un singur punct de împământare. Note explicative: Această clauză are scopul de a preveni semnalele de interferență cauzate de diferențe de potențial. 3) SH/T 3551-2024, Clauza 10.4.2: Împământarea circuitelor de semnal trebuie să adopte o metodă de împământare într-un singur punct.
GB 50093-2013 Cod pentru construcție și acceptare a calității ingineriei instrumentelor de automatizare, clauza 10.2.9: Când se utilizează termocupluri cu împământare și instrumente cu elemente de detectare deja împământate, nu trebuie furnizată nicio împământare suplimentară pe partea instrumentului de afișare.
Debitmetrele electromagnetice trebuie să fie împământate pentru a se asigura că tubul de măsurare, fluidul și electrozii au același potențial, oferind astfel o referință stabilă a semnalului și reducând interferența-modului comun. Deoarece debitmetrele electromagnetice sunt instrumente de tip-viteză bazate pe inducția electromagnetică, electrozii lor detectează forța electromotoare indusă generată atunci când fluidul trece prin liniile câmpului magnetic. Dacă potențialul fluidului fluctuează, semnalul de detectare va fi instabil. Prin urmare, acest punct echipotențial trebuie să fie stabilit cu forța pe-santier folosind o buclă de împământare, un electrod de împământare sau o conductă de conectare. Împământarea corectă a debitmetrului electromagnetic este o condiție prealabilă necesară pentru măsurarea precisă.
Dacă proiectarea sistemului necesită ca semnalul să fie împământat la locul câmpului, în timp ce instrumentul receptor trebuie să fie împământat în camera de control (de exemplu, datorită anumitor cerințe de arhitectură a sistemului), simpla împământare a ambelor capete nu este suficientă. Trebuie utilizat un „izolator electric” (cum ar fi o barieră de siguranță izolatoare sau un izolator de semnal).
