VA 500 - Sensor de caudal de ar comprimido e gases
VA 500 - Sensor de caudal de ar comprimido e gases. Interface RS 485, Modbus RTU, Saída analógica de 4...20 mA para m³/h, saída por impulso por m³.
Detalhes
Por que vale a pena medir o fluxo volumétrico do ar comprimido
A medição de consumo mostra quais quantidades são necessárias para máquinas individuais, departamentos ou linhas de produção e como o consumo de ar comprimido se distribui ao longo do dia. Isso permite alocar custos internamente de acordo com o consumo e utilizá-los como indicador na gestão de energia conforme a norma ISO 50001 ou na auditoria energética conforme a norma EN 16247-1. A carga básica após o fim do turno indica vazamentos e consumidores contínuos; medições antes e depois de uma medida mostram quais foram os resultados alcançados. Além disso, os perfis de carga com picos e carga básica servem de base de dados para o planejamento de tubulações, secadores e compressores. O VC 600 permite essa medição de consumo também em tubulações existentes sem necessidade de intervenção na tubulação, pois realiza a medição externamente.
Como funciona a medição ultrassônica do tipo “clamp-on” para ar comprimido e gáses
O VC 600 é um medidor de fluxo por ultrassom que utiliza o método do tempo de trânsito. “Clamp-on” significa que o sensor realiza a medição externamente – sem intervenção, o que costuma ser chamado de não invasivo. Dois transdutores piezoelétricos na unidade sensora emitem sinais ultrassônicos alternadamente na direção e na direção contrária ao fluxo, através da parede da tubulação. A partir da diferença no tempo de propagação, calcula-se a velocidade do fluxo; a partir da velocidade e da seção transversal da tubulação, calcula-se a vazão volumétrica. A dificuldade com gases: eles conduzem o som significativamente pior do que a água; por isso, apenas uma pequena parte da energia sonora atravessa a parede do tubo e chega ao gás. A unidade sensora do VC 600 é, portanto, adaptada à espessura da parede do tubo, de modo que já haja sinal suficiente mesmo em baixa pressão; a partir de 3 bar(ü), o aparelho realiza medições confiáveis em tubos metálicos. O ruído de interferência que percorre a parede do tubo é absorvido pelo tapete de amortecimento no sistema de fixação rápida.
Montagem com meias conchas e fixadores rápidos sem interferência na tubulação
O sistema de fixação rápida em aço inoxidável 1.4404 é composto por duas meias conchas com manta de amortecimento integrada. Ele é colocado em torno do tubo, em um local sem pintura, e fechado alternadamente com os quatro tensionadores rápidos; os tensionadores puxam as meias conchas uniformemente contra o tubo, de modo que os transdutores se acoplem com contato total. Em seguida, a unidade sensora é colocada e fixada com dois parafusos M4. Não são necessários gel de ultrassom ou almofadas de acoplamento; a distância entre os transdutores é determinada pela unidade sensora, e não é necessária mais do que uma chave de fenda.
Selecione a unidade sensora e o sistema de fixação rápida para tubos de 25 a 90 mm
O sistema de fixação rápida é escolhido de acordo com o diâmetro externo do tubo, em dez tamanhos de 25 a 90 mm (¾″ a 3″). A unidade sensora está disponível em duas versões, adaptadas para espessuras de parede de 1,5 a 2,2 mm e de 2,2 a 5,0 mm; ambas são compatíveis com todos os tamanhos do sistema de fixação rápida. Quem deseja medir tubos de vários tamanhos precisa, portanto, apenas de sistemas de fixação rápida adicionais, e não de um segundo aparelho. O que importa é o diâmetro externo, e não o diâmetro nominal: Um tubo de aço DN 50 tem 60,3 mm, um tubo de alumínio “50” tem 50 mm e um tubo de aço inoxidável conforme a norma DIN EN 10357 tem 53 mm. Por isso, no código de pedido, apenas o sistema de fixação rápida contém o código do tamanho do tubo.
Colocação em operação: realizar o cálculo do fluxo volumétrico padronizado diretamente no aparelho
Um assistente de configuração orienta o usuário na inserção do diâmetro interno, espessura da parede, pressão e temperatura; a pressão e a temperatura podem ser valores fixos ou fornecidos continuamente por sensores externos. Por fim, o assistente verifica a qualidade do sinal e a confirma. O VC 600 realiza ele mesmo a conversão para as condições de referência selecionadas, de fábrica de acordo com a norma ISO 1217, e, como medidor de ar comprimido, soma o consumo; por meio do Bluetooth, o aplicativo CS SensorApp exibe valores em tempo real e o histórico.
Adaptação para medição de vazão durante a operação
Pontos de medição típicos para a instalação posterior são a tubulação de abastecimento atrás do secador, ramificações para galpões ou centros de custo, a tubulação de alimentação de uma máquina com consumo acentuado e tubulações de alta pressão atrás de um booster; o consumo de nitrogênio também pode ser atribuído a pontos de consumo específicos dessa forma. A tubulação permanece fechada, não sendo criada nenhuma nova conexão em contato com o meio. Os valores medidos são enviados, por meio da interface selecionada, para um registrador de dados, como o DS 500, ou diretamente para o sistema de gestão de energia.
Perguntas frequentes sobre a medição de fluxo do tipo clamp-on com o VC 600
| Característica | VC 600 |
| princípio de medição | Diferença de tempo de propagação de ultrassom, clamp-on |
| gama de medição | 0,08–20 m/s (F1); 0,08–25 m/s (F2) |
| precisão | ±1,5 % do valor medido ±0,3 % do valor final |
| Diâmetro externo do tubo | 25–90 mm (¾″–3″); diâmetros nominais maiores sob consulta |
| Espessura da parede | 1,5–5,0 mm (unidade do sensor B1: 1,5–2,2 mm; B2: 2,2–5,0 mm) |
| Materiais do tubo | Aço, aço inoxidável, alumínio |
| Pressão da tubulação | a partir de 3 bar(ü); limitada pela tubulação, não pelo sensor; adequação para tubulações de alta pressão de acordo com os dados da tubulação e de operação |
| Gás | Ar comprimido, nitrogênio; outros sob consulta |
| Calibração | de fábrica com certificado de calibração; padrão via constante do gás (D1), ajuste com gás real para o gás selecionado (D2); recalibração mediante envio da unidade do sensor |
| temperatura | Conduta −30 … +80 °C, ambiente −20 … +70 °C |
| Condições de referência | ISO 1217 (20 °C, 1.000 mbar), DIN 1343 (0 °C, 1.013,25 mbar), 15 °C/981 mbar, 15 °C/1.013,25 mbar |
| Entradas | Pressão 4–20 mA ou Modbus RTU (PTS 500); Temperatura Pt100/Pt1000 ou 4–20 mA |
| Saídas, conforme a versão | I1: 4–20 mA + RS 485 Modbus RTU · I2: 4–20 mA + IO-Link · I3: Ethernet com PoE, Modbus TCP + 4–20 mA + RS 485 · I4: M-Bus + 4–20 mA + RS 485 Modbus RTU; Bluetooth para o aplicativo CS SensorApp |
| Visor, memória | Tela sensível ao toque; leitura do contador; registrador de dados de 50 MB (aprox. 2 anos a cada 10 min) |
| Alimentação, grau de proteção, local de instalação | 18–36 VCC, 7 W; IP 65; ambiente interno, não em áreas com risco de explosão |
Exemplos para ar comprimido a 7 bar (sobressalente) e 20 °C, volume padrão conforme a norma ISO 1217, valor final a 20 m/s. A tabela completa para cada sistema de fixação rápida está disponível na ficha técnica.
| Diâmetro interno | Gama de medição a 7 bar (sob pressão) |
| 21,7 mm | 0,85–213 m³/h |
| 41,9 mm | 3,18–794 m³/h |
| 50,0 mm | 4,52–1.130 m³/h |
| 60,3 mm | 6,58–1.644 m³/h |
| 80,9 mm | 11,84–2.960 m³/h |
Um sensor térmico se projeta para dentro da tubulação e, para isso, requer uma válvula esférica ou uma seção de medição; o VC 600 fica instalado externamente no tubo. Ele mede a velocidade do fluxo na seção transversal do tubo e, com base na pressão e na temperatura, calcula o volume normalizado; um sensor térmico mede diretamente o fluxo mássico e, para isso, precisa conhecer o tipo de gás.
A maioria dos medidores de vazão do tipo clamp-on é projetada para líquidos. Os gáses conduzem o som de maneira significativamente pior; por isso, é necessária uma unidade sensora capaz de transmitir um sinal suficiente através da parede do tubo. O VC 600 foi desenvolvido para essa finalidade e realiza medições em tubos metálicos a partir de 3 bar(ü).
A pressão mínima é de 3 bar(ü). O limite superior não é determinado pelo sensor, mas pela tubulação, pois o aparelho fica instalado externamente e não é submetido à pressão. Como a gama de medição é especificada em velocidade real do fluxo, o VC 600 registra grandes fluxos volumétricos padronizados em altas pressões: A 40 bar (sob pressão) e com diâmetro interno de 50 mm, 20 m/s correspondem a cerca de 5.800 m³/h, com base em 20 °C e 1 bar absoluto, como aproximação do gás ideal.
Todos os três, cada um com sua função específica. O diâmetro exterior determina o sistema de fixação rápida; você o mede com um paquímetro ou pela circunferência (circunferência dividida por 3,14). A espessura da parede determina a versão do produto da unidade de medição – de 1,5 a 2,2 mm ou de 2,2 a 5,0 mm – e é incluída no cálculo; caso seja desconhecida, o medidor de espessura CS 0495 a mede externamente no tubo montado. O diâmetro interior é obtido subtraindo-se do diâmetro exterior duas vezes a espessura da parede. Ele determina a seção transversal do tubo, a partir da qual o VC 600 realiza o cálculo do caudal volúmico e do consumo, e, portanto, deve estar correto: Em um tubo de aço com diâmetro nominal de 50 mm (60,3 × 3,6 mm), uma subestimação de 1 mm na espessura da parede distorce o caudal volúmico em cerca de 8%. Apenas o diâmetro nominal não é suficiente; o material do tubo e a norma aplicável ajudam a determinar com precisão o diâmetro exterior e a espessura da parede.
Em redes de ar comprimido, basta um sensor de pressão relativa, como o PTS 500 ou o CS 16: O VC 600 converte um valor fixo de pressão atmosférica de 1.000 ou 1.013,25 mbar para a pressão absoluta, necessária para o cálculo do volume padrão. Uma variação de pressão atmosférica de 30 mbar altera o volume normalizado a 7 bar(ü) em apenas cerca de 0,4%. Também é possível conectar um sensor de pressão absoluta e ajustá-lo no aparelho.
Porque a espessura da parede do tubo determina a quantidade de som que chega ao gás. A unidade sensora é ajustada para uma faixa de espessura de parede, de modo que um sinal suficiente seja captado mesmo em baixa pressão. Uma versão abrange de 1,5 a 2,2 mm, e a outra, de 2,2 a 5,0 mm. Ambas são compatíveis com todos os sistemas de fixação rápida.
Parte do ultrassom continua propagando-se pela parede do tubo e é refletida em flanges, costuras de solda e conexões roscadas. O tapete amortecedor no sistema de fixação rápida absorve esse ruído estrutural na unidade do sensor. Se houver uma flange próximo ao ponto de medição ou se o tubo for muito áspero, isso pode afetar o sinal. Nesse caso, braçadeiras de amortecimento instaladas à frente e atrás do sensor, adequadas ao tamanho do tubo e a uma distância máxima de 50 mm do sistema de fixação rápida, podem ajudar.
Em tubos de aço, aço inoxidável e alumínio com diâmetro externo de 25 a 90 mm e espessura de parede de 1,5 a 5,0 mm. Os sistemas de tubulação de alumínio para ar comprimido com diâmetros de 25 a 80 mm se enquadram nessa faixa. O local de montagem deve estar livre de tinta, ferrugem e costuras de solda.
±1,5 % do valor medido ±0,3 % do valor final, ou seja, o mesmo valor dos sensores térmicos VA 550 e VA 570 na versão padrão. É necessário que os dados do tubo tenham sido inseridos corretamente e que o ponto de medição esteja em conformidade com as condições de instalação.
Ele apresenta esses valores como carga básica: o que ainda flui após o fim do turno é atribuído a vazamentos e consumidores contínuos. No caso de quantidades residuais muito pequenas, combinamos com você a gama de medição e a incerteza de medição. O ponto específico do vazamento é então localizado com o localizador de vazamentos LD 500 ou a câmera acústica LeakCam 600.
Cada VC 600 é calibrado na bancada de teste de vazão da CS INSTRUMENTS antes da entrega e é fornecido com certificado de calibração. Para a recalibração, basta enviar apenas a unidade do sensor; o sistema de fixação rápida permanece no tubo.
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