Les tres categories principals d'instruments següents requereixen que la connexió a terra del senyal (connexió a terra funcional) s'hagi de fer al lloc-, d'acord amb el principi de la "connexió a terra d'un punt-únic dels llaços de senyal", per evitar la formació de llaços de terra que puguin introduir interferències.
Instruments que requereixen una connexió a terra del senyal al lloc d'instal·lació
|
Tipus |
Motius pels quals els senyals de camp s'han de posar a terra |
Base principal |
|
Termoparell tipus terra{0} |
El seu extrem de mesura (extrem calent) està connectat directament a l'equip de procés (que normalment està connectat a terra) mitjançant una funda protectora metàl·lica, i la pròpia font de senyal serveix com a punt de connexió a terra. Si es fa una connexió a terra addicional al costat de la sala de control, es formarà un llaç de terra de dos-punts. |
HG/T 20513-2014, clàusula 5.1.3 (Notes explicatives): "Els instruments com ara termoparells, mesuradors de pH i cabalímetres electromagnètics connectats a terra només s'han de posar a terra al lloc". |
|
pH-metre (acidesa) |
L'elèctrode de referència està connectat a terra mitjançant la solució d'electròlit que s'està provant i la pròpia font de senyal (elèctrode) ja està connectada a terra. |
HG/T 20513-2014, clàusula 5.1.3 (Notes explicatives): "Els instruments com ara termoparells, mesuradors de pH i cabalímetres electromagnètics connectats a terra només s'han de posar a terra al lloc". |
|
Caudalímetre electromagnètic |
El principi de mesura requereix que el sensor, el medi conductor que es mesura i la canonada del procés es mantinguin al mateix potencial, establint així un punt zero de referència estable i net per a la força electromotriu induïda feble (en el rang de milivolts). Aquesta connexió equipotencial s'ha de fer al lloc d'instal·lació del sensor (al camp). |
HG/T 20513-2014, clàusula 5.1.3 (Notes explicatives): "Els instruments com ara termoparells, mesuradors de pH i cabalímetres electromagnètics connectats a terra només s'han de posar a terra al lloc". |
Explicació
Principi de connexió a terra d'un-punt. Per als tres tipus d'instruments esmentats anteriorment, el punt de connexió a terra del bucle de senyal es fixa a la ubicació del camp. Si tant la font del senyal (instrument de camp) com l'extrem receptor (sistema de la sala de control) estan connectats a terra, pot existir una diferència de potencial entre les dues ubicacions, creant així un "bucle de terra" a la capa de blindatge o línia de senyal. Aquest corrent es superposarà al senyal de mesura útil, causant interferències greus i donant lloc a valors de mesura inestables, fluctuants o inexactes. Per als senyals febles dels cabalímetres electromagnètics, que van des d'uns pocs microvolts fins a uns quants mil·livolts, aquesta interferència és catastròfica. Nota especial: la capa de blindatge dels cables de senyal d'aquest tipus d'instruments s'ha de posar a terra al costat de la sala de control (terra de treball); tanmateix, com que el propi circuit de senyal (com el terminal negatiu d'un termopar o la línia de senyal d'un mesurador de cabal) ja està connectat a terra al lloc de camp, el costat de la sala de control ha de romandre aïllat i la connexió a terra addicional està estrictament prohibida.
El principi de "només un punt de connexió a terra per bucle de senyal": 1) HG/T 20513-2014, clàusula 5.1.2, Notes explicatives: cada llaç de senyal d'instrument ha de tenir només un punt de connexió a terra. 2) GB 50093-2013, clàusula 10.2.8: cada circuit de senyalització només ha de tenir un punt de connexió a terra. Notes explicatives: aquesta clàusula pretén evitar senyals d'interferència causades per diferències de potencial. 3) SH/T 3551-2024, clàusula 10.4.2: La posada a terra dels circuits de senyal ha d'adoptar un mètode de connexió a terra d'un sol punt.
GB 50093-2013 Codi per a l'acceptació de la construcció i la qualitat de l'enginyeria d'instrumentació d'automatització, clàusula 10.2.9: quan s'utilitzen termoparells i instruments amb connexió a terra amb elements sensors ja connectats a terra, no s'ha de proporcionar cap connexió a terra addicional al costat de l'instrument de visualització.
Els cabalímetres electromagnètics s'han de connectar a terra per garantir que el tub de mesura, el fluid i els elèctrodes tinguin el mateix potencial, proporcionant així una referència de senyal estable i reduint les interferències en mode-comú. Com que els cabalímetres electromagnètics són instruments de tipus-de velocitat basats en la inducció electromagnètica, els seus elèctrodes detecten la força electromotriu induïda generada quan el fluid talla les línies de camp magnètic. Si el potencial del fluid fluctua, el senyal de detecció serà inestable. Per tant, aquest punt equipotencial s'ha d'establir de manera forçada al lloc- mitjançant un bucle de connexió a terra, un elèctrode de connexió a terra o una canonada de connexió. La connexió a terra adequada del mesurador de cabal electromagnètic és un requisit previ necessari per a una mesura precisa.
Si el disseny del sistema requereix que el senyal estigui connectat a terra a la ubicació del camp mentre que l'instrument receptor s'ha de posar a terra a la sala de control (p. ex., a causa de determinats requisits d'arquitectura del sistema), no és suficient posar a terra els dos extrems. S'ha d'utilitzar un "aïllant elèctric" (com ara una barrera de seguretat aïllant o un aïllador de senyal).
