Otimização dos intervalos de calibração dos sensores de pressão: método e cálculo
Otimização dos intervalos de calibração dos sensores de pressão: método e cálculo
A otimização dos intervalos de calibração para transdutores de pressão envolve o ajuste dos intervalos de acordo com a precisão necessária, o Erro Total Provável (TPE) e a estabilidade do transdutor. Ao calcular estes elementos, as calibrações podem ser espaçadas sem comprometer a conformidade ou o desempenho, reduzindo assim os custos de manutenção.
Determinar a frequência com que os sensores de pressão devem ser calibrados é uma decisão complexa influenciada por muitos factores. Cada instalação industrial deve definir as suas próprias frequências de calibração com base no desempenho histórico e nos requisitos específicos do processo.
Este artigo centra-se na determinação dos intervalos de calibração ideais para sensores de pressão, de modo a poupar tempo e dinheiro.
Descreve um processo de cinco passos para calcular um intervalo de calibração estimado, tendo em conta factores como o desempenho necessário em serviço, as condições de funcionamento, oErro Total Provável (TPE ) e as especificações de estabilidade.
Os transmissores de elevado desempenho permitem que estes ciclos de calibração sejam alargados, reduzindo os custos de manutenção e compensando o preço de compra inicial.
Quais são os principais factores que influenciam o intervalo de calibração dos sensores de pressão?
Regulamentos e requisitos
Regulamentos locais, nacionais, de segurança ou ambientais a serem cumpridos. Por exemplo, alguns relatórios ambientais recomendam a recalibração anual dos transmissores de pressão diferencial utilizados em aplicações de caudal, ou pelo menos a frequência especificada pelo fabricante.
A razão da calibração (qualidade, segurança, manutenção normalizada).
Na ausência de um historial significativo ou de um requisito regulamentar claro, as orientações gerais podem ser um bom ponto de partida.
Condições do processo
O fluido do processo é homogéneo e está sujeito a uma pressão/temperatura estável?
As condições do processo variam muito?
Existe o risco de acumulação, corrosão ou abrasão do sensor?
O instrumento de medição está sujeito a fortes vibrações?
Se o processo registar regularmente variações de pressão significativas ou eventos de sobrepressão, o intervalo de calibração deve ser reduzido para metade.
Condições ambientais
O transmissor está instalado num ambiente bem controlado com baixa humidade, temperatura estável e poucos contaminantes (pó, sujidade)?
O instrumento de medição está instalado no exterior, exposto a variações climáticas significativas ou a humidade elevada?
Por exemplo, um transmissor instalado no exterior em Clermont-Ferrand, onde as temperaturas variam muito, terá um comportamento diferente de um instalado no interior, num ambiente estável.
Aplicações e classes de desempenho de sensores de pressão
Montagem direta vs. sensor de diafragma remoto Se for utilizado um diafragma remoto, o intervalo de calibração deve ser reduzido para metade em comparação com uma configuração de montagem direta. Isto deve-se a:
Uma maior quantidade de fluido de enchimento (maior esforço mecânico em caso de variações de temperatura).
Um rosto corado que é mais vulnerável a danos físicos.
Localização e estabilidade das condições :
Um transmissor montado diretamente no interior de um ambiente estável pode ser calibrado a cada 4 a 6 anos.
Um transmissor montado diretamente no exterior, com condições estáveis, requer calibração a cada 1 a 4 anos, dependendo das condições ambientais.
Classe de desempenho do transmissor:
Os fabricantes geralmente não recomendam explicitamente um intervalo de calibração, mas podem ser extraídas estimativas das especificações técnicas.
Os transmissores de elevado desempenho permitem reduzir as incertezas de medição,alargar os intervalos de calibração e, por conseguinte, poupar nos custos de manutenção, compensando o custo inicial de aquisição.
5 passos para estimar a periodicidade de calibração de um transmissor de pressão
Oferecemos um processo de 5 passos para estimar o intervalo de calibração a partir de especificações publicadas e dados de aplicação disponíveis:
Determinar a tolerância máxima admissível (MAT) do transdutor de pressão necessário no local para a aplicação
Esta é a exatidão esperada do instrumento, normalmente ±0,5% a ±2% da gama calibrada.
Se o resultado exceder o intervalo máximo definido pela estabilidade, este limite prevalece.
Cálculo do intervalo de calibração do sensor de pressão
Eis um exemplo de como calcular a frequência de calibração de um sensor de pressão Fuji Electric utilizando a abordagem de 5 passos descrita acima.
Comecemos por determinar o desempenho instalado necessário para a aplicação
Requisito de aplicação industrial: O transmissor de pressão deve fornecer um desempenho instalado de ± 0,5% da amplitude definida. Condições de funcionamento: O dispositivo lerá uma pressão diferencial de 100 mbar em condições normais de funcionamento. Conversão: A tolerância máxima admissível (TMA) exigida de ± 0,5% da gama de 100 mbar resulta num desempenho instalado exigido de ± 0,5 mbar.
Vamos agora definir as condições de funcionamento
Pressão estática: O aparelho será exposto a uma pressão estática de 69 bar.
Variação da temperatura ambiente : A variação esperada da temperatura ambiente é de ± 28°C.
Vamos calcular oErro Total Provável (TPE) e tomar como exemplo o transmissor de pressão diferencial da série FCX AIV-6 de alto desempenho Fuji Electric FKC.
Um sensor com um limite superior de escala (URL) de 320 mbar oferece flexibilidade suficiente para lidar com variações na pressão diferencial medida em muitas aplicações industriais. As especificações de desempenho necessárias estão disponíveis na folha de dados do Fuji FKC.
Precisão de referência: ± 0,04% do intervalo de medição
Efeito da temperatura ambiente: ± 0,135 mbar
Efeito da pressão estática: ± 0,112 mbar
Combinando estas incertezas através do método quadrático, obtém-se um :
Erro total provável (TPE) = 0,179% do intervalo de medição
Aplicado a uma gama de medição de 100 mbar, obtém-se :
TPE = ± 0,179 mbar
Identificação da especificação de estabilidade da série Fuji Electric FKC - FCX-AIV-6
A especificação de estabilidade para este transmissor de alto desempenho é de ± 0,1% do URL durante 10 anos (equivalente aos melhores padrões do mercado, a título de exemplo).
Conversão para unidades de engenharia: Para um limite superior de escala (URL) de 320 mbar, isto corresponde a um desvio máximo de ± 0,32 mbar durante 10 anos.
Taxa de desvio anual/mensal :
± 0,32 mbar/ 15 anos = ± 0,032 mbar por ano
± 0,32 mbar / 180 meses = ± 0,00267 mbar por mês
Vamos agora calcular a frequência decalibração do sensor de pressão Fuji Electric FCX utilizando a seguinte fórmula:
Desempenho requerido na instalação: ± 0,5 mbar (para uma gama de 100 mbar a ±0,5%)
Erro total provável (TPE ): ± 0,179 mbar (previamente calculado)
Estabilidade do transmissor: ± 0,00267 mbar/mês (corresponde a ± 0,32 mbar durante 10 anos com URL = 320 mbar)
O período de calibração estimado para o transmissor Fuji Electric FKC - FCX-AIV-6, nesta aplicação (gama de 100 mbar, precisão necessária ± 0,5%), é de aproximadamente: 120 meses, ou seja, 10 anos sem perda de precisão e sem ajuste de zero.
Intervalos de calibração dos sensores de pressão: melhores práticas e recomendações
O objetivo é definir um intervalo de calibração que satisfaça as necessidades da instalação industrial, cumprindo simultaneamente os regulamentos em vigor. A comparação dos intervalos estimados com os resultados da calibração em condições reais fornece uma base sólida para ajustar as frequências e tirar partido da estabilidade e desempenho dos sensores modernos, tais como os novos sensores de pressão da série AIV-V6 da Fuji Electric.
Os transmissores de pressão de alto desempenho da série FCX AIV-6 podem funcionar de forma fiável até uma década sem recalibração, em condições estáveis.
Fazer as escolhas certas no que diz respeito a sensores de pressão e intervalos de calibração, com a ajuda de um especialista, é essencial para otimizar os seus processos e obter os melhores resultados.
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