Le seguenti tre categorie principali di strumenti richiedono che la messa a terra del segnale (messa a terra funzionale) venga eseguita in loco, secondo il principio del "punto di messa a terra a punto singolo dei circuiti di segnale", per evitare la formazione di anelli di massa che potrebbero introdurre interferenze.
Strumenti che richiedono la messa a terra del segnale nel luogo di installazione
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Tipo |
Motivi per cui i segnali di campo devono essere messi a terra |
Base principale |
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Termocoppia-di tipo terra |
La sua estremità di misura (hot end) è collegata direttamente all'apparecchiatura di processo (che in genere è messa a terra) tramite un manicotto protettivo in metallo e la sorgente del segnale stessa funge da punto di messa a terra. Se viene effettuata una connessione di terra aggiuntiva sul lato della sala di controllo, verrà formato un circuito di messa a terra a due-punti. |
HG/T 20513-2014, clausola 5.1.3 (Note esplicative): "Strumenti come termocoppie con messa a terra, misuratori di pH e misuratori di portata elettromagnetici devono essere collegati a terra solo in loco." |
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pHmetro (misuratore di acidità) |
L'elettrodo di riferimento è collegato a terra tramite la soluzione elettrolitica da testare e la sorgente del segnale (elettrodo) stessa è già messa a terra. |
HG/T 20513-2014, clausola 5.1.3 (Note esplicative): "Strumenti come termocoppie con messa a terra, misuratori di pH e misuratori di portata elettromagnetici devono essere collegati a terra solo in loco." |
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Misuratore di portata elettromagnetico |
Il principio di misura richiede che il sensore, il mezzo conduttivo da misurare e la tubazione di processo rimangano allo stesso potenziale, stabilendo così un punto zero di riferimento stabile e pulito per la debole forza elettromotrice indotta (nell'ordine dei millivolt). Questo collegamento equipotenziale deve essere completato nel luogo di installazione del sensore (sul campo). |
HG/T 20513-2014, clausola 5.1.3 (Note esplicative): "Strumenti come termocoppie con messa a terra, misuratori di pH e misuratori di portata elettromagnetici devono essere collegati a terra solo in loco." |
Spiegazione
Principio-di messa a terra a punto singolo. Per i tre tipi di strumenti sopra menzionati, il punto di messa a terra del circuito del segnale è fisso nella posizione sul campo. Se sia la sorgente del segnale (strumento da campo) che l'estremità ricevente (sistema della sala di controllo) sono messe a terra, potrebbe esistere una differenza di potenziale tra le due posizioni, creando così un "anello di terra" nello strato di schermatura o nella linea del segnale. Questa corrente si sovrapporrà al segnale di misurazione utile, causando gravi interferenze e risultando in valori di misurazione instabili, fluttuanti o imprecisi. Per i segnali deboli dei misuratori di portata elettromagnetici, che vanno da pochi microvolt a pochi millivolt, tale interferenza è catastrofica. Nota speciale: lo strato schermante dei cavi di segnale per questi tipi di strumenti deve essere messo a terra sul lato della sala di controllo (terra di lavoro); tuttavia, poiché il circuito del segnale stesso (come il terminale negativo di una termocoppia o la linea del segnale di un misuratore di portata) è già messo a terra sul campo, il lato della sala di controllo deve rimanere isolato ed è severamente vietata un'ulteriore messa a terra.
Il principio di "un solo punto di messa a terra per circuito di segnale": 1) HG/T 20513-2014, clausola 5.1.2, note esplicative: ogni circuito di segnale dello strumento deve avere un solo punto di messa a terra. 2) GB 50093-2013, clausola 10.2.8: ciascun circuito di strumentazione deve avere un solo punto di messa a terra del circuito di segnale. Note esplicative: questa clausola ha lo scopo di prevenire segnali di interferenza causati da differenze potenziali. 3) SH/T 3551-2024, clausola 10.4.2: La messa a terra dei circuiti di segnale deve adottare un metodo di messa a terra a punto singolo.
Codice GB 50093-2013 per la costruzione e l'accettazione della qualità dell'ingegneria della strumentazione di automazione, clausola 10.2.9: Quando si utilizzano termocoppie e strumenti con messa a terra con elementi di rilevamento già messi a terra, non deve essere fornita alcuna messa a terra aggiuntiva sul lato dello strumento di visualizzazione.
I misuratori di portata elettromagnetici devono essere messi a terra per garantire che il tubo di misurazione, il fluido e gli elettrodi abbiano lo stesso potenziale, fornendo così un riferimento di segnale stabile e riducendo le interferenze di modo comune-. Poiché i misuratori di portata elettromagnetici sono strumenti di tipo velocità- basati sull'induzione elettromagnetica, i loro elettrodi rilevano la forza elettromotrice indotta generata quando il fluido taglia le linee del campo magnetico. Se il potenziale del fluido fluttua, il segnale di rilevamento sarà instabile. Pertanto, questo punto equipotenziale deve essere stabilito forzatamente sul-sito utilizzando un circuito di messa a terra, un elettrodo di messa a terra o un tubo di collegamento. Una corretta messa a terra del misuratore di portata elettromagnetico è un prerequisito necessario per una misurazione accurata.
Se la progettazione del sistema richiede la messa a terra del segnale sul campo mentre lo strumento ricevente deve essere messo a terra nella sala di controllo (ad esempio, a causa di determinati requisiti dell'architettura del sistema), la semplice messa a terra di entrambe le estremità non è sufficiente. È necessario utilizzare un "isolatore elettrico" (come una barriera di sicurezza isolante o un isolatore di segnale).
