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Manual Técnico - Instruções de Operação e Instalação TDM-02
TRANSMISSOR DE DENSIDADE METROVAL (TDM-02)
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Manual Técnico - Instruções de Operação e Instalação TDM-02
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................................5
1.1. Definições ..................................................................................................................................5
1.2. Princípio .....................................................................................................................................5
1.3. Características Elétricas ..............................................................................................................5
1.4. Características Mecânicas ..........................................................................................................7
1.5. Aplicações ..................................................................................................................................8
1.6. Avisos e Alertas de Segurança ....................................................................................................8
2. MARCAÇÃO E INFORMAÇÕES ADICIONAIS .....................................................................................9
2.1. Marcação Densímetro TDM-02 ...................................................................................................9
2.2. Informações de Assistência Técnica ............................................................................................9
3. INSTRUÇÕES DE SEGURANÇA ....................................................................................................... 10
3.1. Colocação em Serviço ............................................................................................................... 10
3.2. Condições de Instalação ........................................................................................................... 10
3.3. Condições Específicas do Densímetro TDM............................................................................... 10
4. VALORES-LIMITES......................................................................................................................... 11
4.1. Parâmetros Elétricos do Densímetro TDM ................................................................................ 11
4.2. Temperaturas Máximas de Superfície ....................................................................................... 12
4.3. Pressão Máxima Admissível nos Densímetros TDM .................................................................. 12
5. DECLARAÇÃO DE CONFORMIDADE ............................................................................................... 12
5.1. Transmissor de Densidade TDM (Densímetro) .......................................................................... 12
6. INSTALAÇÃO MECÂNICA .............................................................................................................. 13
6.1. Tipos de Montagens do Transmissor do TDM-02 ...................................................................... 13
6.1.1. Transmissor integrado ao sensor .......................................................................................... 13
6.1.2. Transmissor remoto ............................................................................................................. 14
6.2. Trava Mecânica do Transmissor TDM ....................................................................................... 15
6.3. Posições de Instalação .............................................................................................................. 15
6.4. Tipos de Instalação ................................................................................................................... 16
6.4.1. Instalação em série com o processo...................................................................................... 16
6.4.2. Instalação através de By-Pass ............................................................................................... 17
7. INSTALAÇÃO ELÉTRICA ................................................................................................................. 18
7.1. Tipos de Instalação Elétrica para Áreas Classificadas................................................................. 18
7.1.1. Instalação Ex d ...................................................................................................................... 18
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7.1.2. Instalação intrinsecamente segura – Ex i............................................................................... 19
7.1.3. Instalação fisco ..................................................................................................................... 20
7.2. Diagramas de Ligação ............................................................................................................... 21
7.2.1. Transmissor TDM-02 (Alimentação AC de montagem integrada) .......................................... 21
7.2.2. Transmissor TDM-02 (Alimentação DC – 4 fios e montagem integrada) ................................ 22
7.2.3. Transmissor TDM-02 (Alimentação DC – 2 fios e montagem integrada) ................................ 23
7.2.4. Transmissor TDM-02 (Alimentação AC e montagem remota) ................................................ 24
7.2.5. Transmissor TDM-02 (Alimentação DC – 4 fios e montagem remota) .................................... 25
7.2.6. Transmissor TDM-02 intrinsecamente seguro (Barreira externa) – 2 fios .............................. 26
7.2.7. Transmissor TDM-02 rede RS-485 ......................................................................................... 27
7.3. Diagramas em Blocos ............................................................................................................... 28
7.3.1. Transmissor TDM-02 Ex d [ia] – Alimentação AC ................................................................... 28
7.3.2. Transmissor TDM-02 Ex d [ia] – Alimentação DC (4 fios) ....................................................... 29
7.3.3. Transmissor TDM-02 Ex d [ia] – Alimentação DC (2 fios) ....................................................... 30
7.3.4. Transmissor TDM-02 Ex d ia – Alimentação DC (2 fios) .......................................................... 31
8. PAINEL FRONTAL .......................................................................................................................... 32
8.1. Display ..................................................................................................................................... 33
9. MENUS DE CONFIGURAÇÃO ......................................................................................................... 34
9.1. Menu Principal ......................................................................................................................... 34
9.2. Menu de Serviço - Calibração ................................................................................................... 35
9.2.1. Calib Menu Analog ............................................................................................................... 35
9.2.2. Calib Menu Temp.................................................................................................................. 36
9.2.3. Calib Menu Dens ................................................................................................................... 36
9.2.4. Calib Menu Conc ................................................................................................................... 37
9.2.5. Calib Menu Pas ..................................................................................................................... 38
9.2.6. Calib Menu SRN .................................................................................................................... 38
9.2.7. Calib Menu PARM ................................................................................................................. 38
9.3. Menu de Serviço - Setup........................................................................................................... 39
9.3.1. Setup Menu Out 4-20mA ...................................................................................................... 40
9.3.2. Setup Menu Op Var 4-20mA ................................................................................................. 40
9.3.3. Setup Menu Filtro 4-20mA .................................................................................................... 40
9.3.4. Setup Menu Conc .................................................................................................................. 41
9.3.5. Setup Menu SnSF .................................................................................................................. 41
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9.3.6. Setup Menu OP Var DISP ...................................................................................................... 41
9.3.7. Setup Menu OP Var DISP1..................................................................................................... 42
9.3.8. Setup Menu OP Var DISP2..................................................................................................... 42
9.3.9. Setup Menu Serial COM ........................................................................................................ 42
9.4. Menu de Serviço – Teste .......................................................................................................... 43
9.4.1. Test Menu Show ................................................................................................................... 44
9.4.1. Test Menu Set ....................................................................................................................... 44
9.5. Tabela Resumo de Funções ...................................................................................................... 45
10. MANUTENÇÃO ......................................................................................................................... 46
10.1. Verificação das Bobinas ........................................................................................................ 46
10.2. Verificação do PT 1000 ......................................................................................................... 46
10.3. Calibração ............................................................................................................................ 47
10.4. Saída Analógica .................................................................................................................... 47
11. INTERFACE DE COMUNICAÇÃO RD 485 - MODBUS ................................................................... 48
11.1. Tabela de Comandos Modbus ............................................................................................... 48
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1. INTRODUÇÃO
1.1. Definições
Massa Específica (t ): Relação entre a massa e o volume da substância em uma determinada
temperatura [kg/m³];
Densidade 1
2
t
tD : Relação entre a massa de um volume da substância a temperatura t1 e a massa
de igual volume de água a temperatura t2 [adimensional];
Peso especifico: Relação entre o peso e o volume de um corpo [kgf/m³].
1.2. Princípio
O transmissor de densidade Metroval TDM-02 utiliza como principio de medição a frequência
natural de vibração de dois tubos. A frequência de ressonância do elemento tubular depende da massa, e
consequentemente da densidade, do fluido que é deslocado. Através da medição da frequência de
oscilação é possível determinar a massa específica.
Portanto, a massa específica é uma função da frequência natural de oscilação dos tubos.
A oscilação dos tubos é provocada pela interação entre campos magnéticos de uma bobina de
excitação e um imã fixo. Uma segunda bobina captura o sinal de frequência que será utilizado na medição
da massa específica.
Como a massa específica depende também da temperatura, um sensor tipo PT-1000 é utilizado.
A indicação em concentração, por exemplo, ºINPM (teor alcoólico) ou ºBRIX (sacarose) pode ser
obtida através da função concentração versus massa específica.
1.3. Características Elétricas
Tensão de Alimentação Versão DC ou 2 fios...........................................................................................................16 a 24 V
Tensão de Alimentação Versão AC...........................................................................................................................85 a 250 V
Sinal analógico......................................................................................................................................................................4 a 20 mA
Impedância máxima do loop.........................................................................................................................................750 Ohms
Corrente máxima do loop (sinalização de defeito)......................................................................................................22 mA
Interface de comunicação.......................................................................................................RS-485 (protocolo MODBUS)
Terminais de conexão da interface RS-485.....................................Half-Duplex e independentes da alimentação
Display...........................................................Tipo LCD (indicação de variáveis e acesso local a todos os parâmetros)
Push-buttons.................................................................Chave Táctil (permite programação com proteção por senha)
Reed Switches...............................................................................Permite programação sem abertura do visor de vidro
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Máxima Resistência de Carga
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
14 16 18 20 22 24 26 28 30
Tensão de Alimentação (V)
Carg
a (
Oh
ms)
Conversor analógico digital........................................................................................................................Sigma Delta 24 bits
Sensor de temperatura.......................................................................................................................................................PT-1000
Tipo de proteção para áreas classificadas.................................................................................................................Ex d / Ex i
................................................................................................................Zona 1 e 2 – Grupo II C (Utilizando barreira interna)
...........................................................................................................Zona 0, 1 e 2 – Grupo II C (utilizando barreira externa)
Impedância da bobina excitadora...............................................................................................................................120 Ohms
Impedância da bobina sensora........................................................................................................................................60 Ohms
Para o TDM-02, a máxima resistência de carga (no loop de 4 a 20 mA) depende da tensão de
alimentação que faz a polarização do loop, conforme gráfico abaixo.
Gráfico 1 - Máxima resistência de carga.
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1.4. Características Mecânicas
Modelo TDM02.12 TDM02.19 TDM02.25
Faixa de medição
Standard
0 – 5000 kg/m³
400 – 2000 kg/m³
Exatidão < ±0.2 kg/m³
Repetitividade < ±0.05 kg/m³
Material Construtivo
em contato com o fluido
316L
Tântalo
Titânio
Hastelloy C4
Monel
Temperatura
Ambiente
Processo
Especial
-40 - 85°C
-40 - 150°C
-40 - 210°C
Pressão Máxima 100 bar 100 bar 40 bar
Faixa de vazão de
amostragem
Recomendada
0 - 50 l/min
1.5 - 6 l/min
0 - 200 l/min
10 – 30 l/min
0 – 350 l/min
20 – 50 l/min
Conexões OD12mm (Padrão -
Swagelok)
Flange DN1/2", 3/4" ou
1" Classe 150
Flange DN1/2", 3/4" ou
1" Classe 300
Flange DN1/2", 3/4" ou
1" Classe 600
Rosca 1/2" BSP ou NPT
Tri-Clamp DN25
OD3/4" (Padrão -
Swagelok)
Flange 3/4" ou 1"
Classe 150
Flange 3/4" ou 1"
Classe 300
Flange 3/4" ou 1"
Classe 600
Rosca 3/4" BSP ou
NPT
Tri-Clamp DN25
Flange DN1"
Classe 150
Flange DN1"
Classe 300
Flange DN1"
Classe 600
Rosca 1" BSP ou
NPT
Tri-Clamp DN25
Peso 6 kg 12 kg 21 kg
Tabela 1 – Características dos modelos.
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1.5. Aplicações
É utilizado na medição continua de massa específica de líquidos e / ou concentração de misturas:
Em usinas de açúcar e álcool pode ser utilizado para medição do teor alcoólico em ºINPM (álcool
hidratado e álcool anidro) ou brix do mosto, xarope e mel;
Na indústria química (tintas, solventes, ácidos e soluções);
Petroquímica (GLP, diesel, gasolina, etc...);
Indústria de papel e celulose;
Cimento e cal;
Mineradoras;
Na indústria alimentícia pode ser utilizado para medição de sacarose, polpa de frutas, sucos,
xaropes, cervejas, refrigerantes, bem como leite e seus derivados;
Conversão massa volume.
1.6. Avisos e Alertas de Segurança
Manuseie o instrumento com cuidado, evitando impactos;
Não use líquidos incompatíveis com o material de construção do tubo sensor;
Não submeta o sensor a uma temperatura e pressão superiores a nominal;
Evite a instalação em locais com vibração excessiva, calor, radiação solar e interferências eletro-
magnéticas;
Evite a presença de bolhas no interior do medidor;
Mantenha a vazão através do densimetro TDM-02 dentro dos limites pré-estabelecidos e com
atualização constante da amostra;
Tenha certeza de que todos os requerimentos exigidos quanto à instalação em áreas classificadas
estejam sendo atendidos;
CUIDADO
ATENÇÃO
INSTALAÇÃO ELÉTRICA INADEQUADA EM ÁREAS CLASSIFICADAS
PODE CAUSAR EXPLOSÃO
INSTALAÇÃO MECÂNICA INADEQUADA PODE RESULTAR EM ERROS DE MEDIÇÃO
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2. MARCAÇÃO E INFORMAÇÕES ADICIONAIS
2.1. Marcação Densímetro TDM-02
Ex d ia IIC T6 (- 20 °C ≤ Tamb ≤ + 60 °C) Gb (montagem integral).
Ex d[ia Ga] IIC T6 (- 20 °C ≤ Tamb ≤ + 60 °C) Gb (montagem remota do transmissor).
Ex ia IIC T6 (- 20 °C ≤ Tamb ≤ + 60 °C) Ga (montagem remota do sensor).
Ex ia IIC T6 (- 20 °C ≤ Tamb ≤ + 60 °C) Ga (configuração C.C. com limitação de energia nos terminais 3 & 2,
loop 4-20 mA).
Ex ia IIC T6 (- 20 °C ≤ Tamb ≤ + 60 °C) Ga (configuração FISCO – Profibus PA/Foundation Fieldbus),
terminais (1 ou 2) & (4 ou 5).
2.2. Informações de Assistência Técnica
METROVAL CONTROLE DE FLUIDOS LTDA
Rua Christiano Kilmeyers, 819 - Pq. Ind. Harmonia
CEP: 13460-000 - Nova Odessa - SP
Tel.: 19-2127-9400 - Fax: 19-2127-9401
Filial Macaé
Rua Albacora, 250 - Novo Cavaleiros
CEP: 27910-970 - Macaé - RJ
Tel.: 22-2105-7200 - Fax: 22-2105-7201
Email: assistenciatecnica@metroval.com.br
A equipe de suporte técnico da METROVAL é composta por mais de 20 profissionais especializados
em serviços de manutenção preventiva e corretiva, start-up de equipamentos, calibração de instrumentos
de medição e controle de vazão, temperatura, pressão, BS&W (medição do percentual de sedimentos e
água em óleo), fornecidos pela METROVAL ou de outros fabricantes, tanto on-shore quanto off-shore.
A METROVAL possui ISO 9001 em assistência técnica em on-shore e off-shore. Temos evoluído
continuamente, colocando à disposição de nossos clientes profissionais treinados e altamente qualificados
na prestação de serviços.
A METROVAL dispõe de estoque de peças sobressalentes para sua linha de produtos, bem como
esquema emergencial para produção de peças que, eventualmente, sejam necessárias em situações de
urgência.
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3. INSTRUÇÕES DE SEGURANÇA
3.1. Colocação em Serviço
Na operação e instalação do equipamento em áreas classificadas (com risco de explosão) devem
ser consideradas as recomendações das normas aplicáveis.
As condições de operação do equipamento são identificadas nas etiquetas ou plaquetas fixadas no
corpo do medidor.
As mudanças de temperatura rápida dentro do sensor devem ser evitadas.
Por favor, note as referências no manual.
A máxima pressão permitida de trabalho não deve ser excedida.
Especialmente bombas de pistão podem produzir picos de pressão consideráveis.
Observe que fluido abrasivo pode com o tempo reduzir a espessura da parede dos tubos de
medição, deste modo também reduzindo a vida útil do equipamento.
O material de construção dos tubos que entra contato com o fluido é identificado no corpo do
medidor. A Metroval não se responsabiliza por uso indevido na aplicação do medidor.
Demais informações quanto à utilização, montagem e desmontagem, manutenção revisão e
reparo, instalação e ajustes constam nas demais secções do manual.
3.2. Condições de Instalação
É responsabilidade do usuário utilizar os critérios estabelecidos na norma referente a instalação:
ABNT NBR IEC 60079-14 –Instalação elétrica em áreas classificadas.
3.3. Condições Específicas do Densímetro TDM
O número do certificado de conformidade NCC 14.02956 X é finalizado pela letra “X” para indicar
quando o invólucro do transmissor for instalado em uma área EPL Ga (Zona 0), devido ao fato do
mesmo ser feito em alumínio, cuidados especiais deverão ser tomados para assegurar que riscos
de ignição devido a impactos ou fricção não ocorram.
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4. VALORES-LIMITES
4.1. Parâmetros Elétricos do Densímetro TDM
Parâmetros de entrada para unidade sensora do Densímetro TDM:
Circuito Ui (V) Ii (mA) Li (mH) Ci (uF) Pi (mW)
PT1000-A 5,36 73,8 - - 99 PT1000-B
PT1000-C EXC1
5,36 60 5,2 - 80,4 EXC2
SENS1 5,36 60 1,43 - 80,4
SENS2
Tabela 2 - Parâmetros de entrada.
Parâmetros de entrada do Densímetro usado na configuração 24 VDC – Utilizando barreira
externa IS (vide Figura 7 -Instalação Ex i – Barreira Externa):
Circuito Ui (V) Ii (mA) Li (mH) Ci (uF) Pi (mW)
AO 29,7 100 7,15 - 742,5
Parâmetros do Módulo DVM-03 (Barreira Zener) do densímetro TDM:
Circuito Uo (V) Io (mA) Lo (mH) Co (uF)
Po (mW) IIC IIB IIC
PT1000-A 5,36 73,8 7 27 65 99 PT1000-B
PT1000-C
EXC1 5,36 60 10,5 40 65 80,4
EXC2 SENS1
5,36 60 10,5 40 65 80,4 SENS2
Um = 250 V (característica linear)
Tabela 3 - Módulo DVM-03.
FISCO – Dispositivo de Campo :
Terminais de comunicação Fieldbus
Ui (V) Ii (mA) Pi (mW) Li (mH) Ci (uF)
17,5 380 5,32 Desprezível Desprezível
Tabela 4 - Terminais de comunicação.
Nota: Consulte o manual específico para a versão de Fieldbus (FF ou PA) para o Densímetro.
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4.2. Temperaturas Máximas de Superfície
T6 para Tamb = -20 a 60ºC
4.3. Pressão Máxima Admissível nos Densímetros TDM
Tipo Conexão Mecânica Pressão Admissível (bar)
TDM02.12
OD12mm (Padrão - Swagelok) 100
Flange DN1/2", 3/4" ou 1" Classe 150 18,9
Flange DN1/2", 3/4" ou 1" Classe 300 50
Flange DN1/2", 3/4" ou 1" Classe 600 100
Rosca 1/2" BSP ou NPT 100
Tri-Clamp DN25 30
TDM02.19
OD3/4" (Padrão - Swagelok) 100
Flange 3/4" ou 1" Classe 150 18,9
Flange 3/4" ou 1" Classe 300 50
Flange 3/4" ou 1" Classe 600 100
Rosca 3/4" BSP ou NPT 100
Tri-Clamp DN25 30
TDM02.25
Flange DN1" Classe 150 18,9
Flange DN1" Classe 300 50
Flange DN1" Classe 600 100
Rosca 1" BSP ou NPT 100
Tri-Clamp DN25 30
Tabela 5 - Pressão admissível.
5. DECLARAÇÃO DE CONFORMIDADE
5.1. Transmissor de Densidade TDM (Densímetro)
O transmissor de densidade TDM (Densímetro) de acordo com o certificado NCC 14.02956 X são
declarados estar em conformidade com as seguintes normas:
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ABNT NBR IEC 60079-0: 2008
Atmosferas explosivas.
Parte 0: Equipamentos - Requisitos gerais.
ABNT NBR IEC 60079-1: 2007
Equipamentos elétricos para atmosferas explosivas.
Parte 1: Invólucros à prova de explosão “d”.
ABNT NBR IEC 60079-11: 2009
Atmosferas explosivas.
Parte 11: Proteção de equipamento por segurança intrínseca "i".
ABNT NBR IEC 60079-26: 2008
Equipamentos elétricos para atmosferas explosivas de gás.
Parte 26: Equipamento com nível de proteção de equipamento (EPL) Ga.
ABNT NBR IEC 60079-27: 2006
Equipamentos elétricos para atmosferas explosivas.
Parte 27: Conceito de Fieldbus intrinsecamente seguro (FISCO) e conceito de Fieldbus não
acendível (FNICO).
ABNT NBR IEC 60529: 2009
Grau de proteção para invólucros de equipamentos elétricos (código IP).
6. INSTALAÇÃO MECÂNICA
6.1. Tipos de Montagens do Transmissor do TDM-02
A instalação deve ser conforme a ABNT NBR IEC 60079-14 (Instalação elétrica em áreas
classificadas).
6.1.1. Transmissor integrado ao sensor
Este tipo de montagem é recomentado quando a temperatura de processo não fizer com a
temperatura do transmissor ultrapasse a 60 °C.
Para instalação elétrica o usuário necessita de acesso direto somente à câmara traseira da caixa a
prova de explosão.
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Figura 1 - Transmissor integral.
6.1.2. Transmissor remoto
Este tipo de montagem é recomendado para processos de temperatura mais altos que as de limite
do transmissor.
O usuário deverá considerar na instalação elétrica as recomendações da norma, onde a indutância
e capacitância do cabo tem que ser somada as do sensor intrinsecamente seguro e seu resultado não pode
ultrapassar os valores de saída do transmissor.
Figura 2- Transmissor remoto.
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6.2. Trava Mecânica do Transmissor TDM
É necessário abrir a tampa traseira para ter acesso aos blocos terminais (conforme especificado no
item 7). Após conectar os cabos, é necessário recolocar a tampa. Para garantir o fechamento correto,
rosqueie a tampa até o anel O’ring encostar-se à caixa. Em seguida, dê mais um aperto manual
(aproximadamente 1/4 de volta) para garantir a vedação. Após isto, aperte o parafuso allen sem cabeça M4
para garantir que a tampa não se solte com vibrações.
No caso da tampa frontal (display), as unidades originais recebidas da Metroval são corretamente
instaladas e não devem ser adulteradas.
6.3. Posições de Instalação
Figura 3 - Instalação típica, indicada para líquidos limpos em baixas vazões.
Figura 4 - Instalação auto drenagem.
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Figura 5 - Instalação recomendada para líquidos com sólidos em suspensão.
6.4. Tipos de Instalação
6.4.1. Instalação em série com o processo
Este tipo de instalação em série com o processo é recomendado quando a vazão estiver
enquadrada dentro da faixa especificada para o sensor do densímetro, conforme tabela abaixo:
Modelo TDM02.12 TDM02.19 TDM02.25
Faixa de vazão máx. 0 - 50 L/min 0 - 200 l/min 0 – 350 l/min
Recomendada 1.5 - 6 L/min 10 – 30 L/min 20 – 50 l/min
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Figura 6 - Instalação em série com o processo.
6.4.2. Instalação através de By-Pass
Quando a vazão do processo não for pequena o suficiente para permitir a instalação em linha (ver
1.6), deve-se optar pela configuração tipo by-pass. Uma obstrução entre a entrada e saída da tomada de
amostra é utilizada para provocar o diferencial de pressão necessário para garantir uma vazão adequada
através do densímetro (uma placa de orifício, por exemplo, pode ser utilizada). A vazão deve garantir uma
boa renovação da amostra, refletindo as condições reais do processo. A instalação de válvulas na montante
e jusante do densímetro é recomendada, para facilitar a instalação e a retirada do equipamento para
manutenção e calibração.
Figura 7 - Instalação Através de By-Pass.
Figura 8 - Instalação vista superior.
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7. INSTALAÇÃO ELÉTRICA
7.1. Tipos de Instalação Elétrica para Áreas Classificadas
7.1.1. Instalação Ex d
O invólucro é dividido em duas câmaras, sendo que a parte traseira destina-se a conexão da
alimentação, sinais analógicos e digitais. Para a câmara traseira e frontal do invólucro é considerado o tipo
de proteção Ex d, ou seja, a tampa que dá acesso aos terminais de ligação traseiro e tampa frontal (janela de
inspeção) não devem ser abertas enquanto os circuitos estiverem alimentados. A parte frontal possui um
display tipo LCD e visor de vidro, permitindo a visualização da indicação das variáveis e parametrização via
teclado ou chaves magnéticas. Os circuitos destinados aos sensores são intrinsecamente seguros e
conectados na parte inferior do invólucro através de bucha resinada e conector apropriado.
Figura 9 - Instalação Ex d.
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7.1.2. Instalação intrinsecamente segura – Ex i
Um circuito ou parte dele é intrinsecamente seguro quando o mesmo, sob condições de ensaio
prescritas, não é capaz de liberar energia elétrica (faísca) ou térmica suficiente para, em condições normais
(isto é, abrindo ou fechando o circuito) ou anormais (por exemplo, curto-circuito, falta à terra), causar a
ignição de uma atmosfera explosiva.
Quando o densímetro precisar ser instalado em Zona 0, uma barreira externa (equipamento associado)
poderá ser utilizada em área segura, e o densímetro neste caso passa a ser considerado um equipamento
intrinsecamente seguro como um todo.
Figura 10- Instalação Ex i – Barreira Externa.
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7.1.3. Instalação fisco
Para instalação Fisco consulte o manual específico.
Figura 11 - Instalação Ex i – Fisco.
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7.2. Diagramas de Ligação
7.2.1. Transmissor TDM-02 (Alimentação AC de montagem integrada)
Figura 12 - Diagrama de Ligação TDM-02 Ex d [ia], alimentação AC e montagem integrada.
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7.2.2. Transmissor TDM-02 (Alimentação DC – 4 fios e montagem integrada)
Figura 13 - Diagrama de Ligação TDM-02 Ex d [ia], alimentação DC (4 fios) e montagem integrada.
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7.2.3. Transmissor TDM-02 (Alimentação DC – 2 fios e montagem integrada)
Figura 14 - Diagrama de Ligação TDM-02 Ex d [ia], alimentação DC (2 fios) e montagem integrada.
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7.2.4. Transmissor TDM-02 (Alimentação AC e montagem remota)
Figura 15 - Diagrama de Ligação TDM-02 Ex d [ia], alimentação AC e montagem remota.
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7.2.5. Transmissor TDM-02 (Alimentação DC – 4 fios e montagem remota)
Figura 16 - Diagrama de Ligação TDM-02 Ex d [ia], alimentação DC (4 fios) e montagem remota.
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7.2.6. Transmissor TDM-02 intrinsecamente seguro (Barreira externa) – 2 fios
Figura 17 - Diagrama de Ligação TDM-02 Ex ia, alimentação DC (2 fios) e montagem integrada.
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7.2.7. Transmissor TDM-02 rede RS-485
Figura 18 - Diagrama de Ligação do TDM-02 em Rede RS-485.
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7.3. Diagramas em Blocos
7.3.1. Transmissor TDM-02 Ex d [ia] – Alimentação AC
Figura 19 - Diagrama em blocos TDM-02 Ex d [ia], alimentação AC.
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7.3.2. Transmissor TDM-02 Ex d [ia] – Alimentação DC (4 fios)
Figura 20 - Diagrama em blocos TDM-02 Ex d [ia], alimentação DC (4 fios).
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7.3.3. Transmissor TDM-02 Ex d [ia] – Alimentação DC (2 fios)
Figura 21 - Diagrama em blocos TDM-02 Ex d [ia], alimentação DC (2 fios).
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7.3.4. Transmissor TDM-02 Ex d ia – Alimentação DC (2 fios)
Figura 22 - Diagrama em blocos TDM-02 Ex ia, alimentação DC (2 fios).
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8. PAINEL FRONTAL
Figura 23 - Painel frontal.
O transmissor de densidade TDM-02 possui painel frontal com display LCD, teclas e reed switches
que permitem a configuração local de todos os parâmetros de calibração. É possível executar também
algumas funções de monitoramento e diagnóstico que avaliam o estado do equipamento com relação à
medição de frequência e temperatura, bem como, o sinal analógico de 4 a 20 mA.
Os sensores tipo reed-switch (acionados através de imãs) operam em paralelo com as três teclas do
painel frontal permitindo a configuração dos parâmetros sem necessidade de remoção da tampa frontal
com visor de vidro.
Para acesso a qualquer parâmetro de configuração é necessário acionar as teclas conforme sequência
apresentada nos fluxogramas indicados no item 6.
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8.1. Display
Figura 24 - Indicação de massa específica e temperatura.
Tela Inicial (DISP1)
Quando o transmissor TDM-02 é alimentado eletricamente (conforme o diagrama específico
apresentado no item 4.3 - Diagramas de Ligação), por alguns instantes é mostrada a versão do software, e
em seguida, ele passará a indicar o valor das variáveis selecionadas para o primeiro display (DISP1)
conforme descrito no item 6.3.5.
Segunda Tela (DISP2)
Para visualizar as variáveis selecionadas como segunda tela (DISP2) conforme descrito no item 6.3.6,
pressiona-se a Tecla 1 uma vez. Pressionando-se a Tecla 1 novamente, retorna-se a tela inicial.
METROVAL kg/m³
998.00
METROVAL
789.231
22.00 Primeira Tela
DISP1 (Massa
Específica e
Temperatura)
Tecla 1
Tecla 1
Segunda Tela
DISP2
(Frequência e
Temperatura)
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9. MENUS DE CONFIGURAÇÃO
9.1. Menu Principal
Para acessar os menus de configuração o usuário deverá pressionar as Teclas 1 e 3
simultaneamente.
A partir da tela Service Menu pressiona-se então a Tecla 1, 2 ou 3 para selecionar a opção Calib,
Setup ou Test respectivamente.
Para acessar o menu Calib, digite a senha (default de fabrica = 9124), Tecla 1 tem função de seleção
de dígito e Tecla 2 tem função de incremento, após inserir o valor da senha tecle Enter (Tecla 3).
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9.2. Menu de Serviço - Calibração
9.2.1. Calib Menu Analog
Item Display Função
9.2.1.1
Constante de ajuste do 4 mA da saída analógica. A corrente medida
através de um amperímetro em série com o loop é diretamente
proporcional ao valor desta constante.
9.2.1.2
Constante de ajuste do span da saída analógica (20 mA). A corrente
medida através de um amperímetro em série com o loop é diretamente
proporcional ao valor desta constante.
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9.2.2. Calib Menu Temp
Item Display Função
9.2.2.1
Função de calibração do conversor analógico digital para temperatura,
registrador OFFSET, normalmente executado para temperatura -45 ºC
(resistência do PT1000 em 822,902 Ohms).
9.2.2.2
Função de calibração do conversor analógico digital para temperatura,
registrador FULL SYSTEM, normalmente executado para temperatura
155 ºC (resistência do PT1000 em 1591,912 Ohms).
9.2.2.3
Função de calibração do conversor analógico digital para temperatura,
ajuste da curva no ponto 0 ºC.
9.2.2.4
Função de calibração do conversor analógico digital para temperatura,
ajuste da curva no ponto 100 ºC.
9.2.2.5
Constante de ajuste de temperatura (coeficiente linear da reta para
correção do erro de off-set).
9.2.2.6
Constante de ajuste de temperatura (coeficiente angular da reta para
correção da rampa de variação).
9.2.3. Calib Menu Dens
Item Display Função
9.2.3.1
Termo independente na equação para determinação da massa
específica (encontrada através da calibração em laboratório).
9.2.3.2
Coeficiente que multiplica o período de oscilação dos tubos
(10000/freqüência) na equação para determinação da massa
específica (encontrada através da calibração em laboratório).
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9.2.3.3
Coeficiente que multiplica o período de oscilação dos tubos ao
quadrado [(10000/freqüência)2] na equação para determinação da
massa específica (encontrada através da calibração em laboratório).
9.2.3.4
Temperatura de calibração (determinada durante a calibração em
laboratório).
9.2.3.5
Primeiro coeficiente de correção de temperatura (encontrada através
da calibração em laboratório).
9.2.3.6
Segundo coeficiente de correção de temperatura (encontrada através
da calibração em laboratório).
9.2.4. Calib Menu Conc
Item Display Função
9.2.4.1
Primeira constante de compensação de temperatura em modo
concentração (conforme certificado de calibração).
9.2.4.2
Segunda constante de compensação de temperatura em modo
concentração (conforme certificado de calibração).
9.2.4.3
Constante do polinômio para cálculo de concentração (conforme
certificado de calibração).
9.2.4.4
Constante do polinômio para cálculo de concentração (conforme
certificado de calibração).
9.2.4.5
Constante do polinômio para cálculo de concentração (conforme
certificado de calibração).
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9.2.4.6
Temperatura de referência (conforme certificado de calibração).
9.2.5. Calib Menu Pas
Item Display Função
9.2.5.1
Permite alteração da senha de acesso ao menu Calib (valor default =
9124).
9.2.6. Calib Menu SRN
Item Display Função
9.2.6.1
Permite a configuração do número de série do medidor.
9.2.7. Calib Menu PARM
Item Display Função
9.2.7.1
Função utilizada pata restaurar a parametrização de fábrica
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9.3. Menu de Serviço - Setup
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9.3.1. Setup Menu Out 4-20mA
Item Display Função
9.3.1.1
Valor da massa específica (concentração ou temperatura ou densidade
corrigida – dependendo da seleção em Var Op) correspondente a 4 mA
(LRV – Lower Range Value).
9.3.1.2
Valor da massa específica (concentração ou temperatura ou densidade
corrigida – dependendo da seleção em Var Op) correspondente a 20
mA (URV – Upper Range Value – Fundo de Escala).
9.3.2. Setup Menu Op Var 4-20mA
Item Display Função
9.3.2.1
Quando esta opção for selecionada como variável operacional, a saída
analógica será proporcional à indicação massa específica (densidade).
9.3.2.2
Quando esta opção for selecionada como variável operacional, a saída
analógica será proporcional à indicação de concentração.
9.3.2.3
Quando esta opção for selecionada como variável operacional, a saída
analógica será proporcional à indicação de temperatura.
9.3.2.4
Quando esta opção for selecionada como variável operacional, a saída
analógica será proporcional à indicação de densidade corrigida.
9.3.3. Setup Menu Filtro 4-20mA
Item Display Função
9.3.3.1
Constante de tempo (amortecimento) da saída analógica de 4 a 20 mA.
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9.3.4. Setup Menu Conc
Item Display Função
9.3.4.1
Biblioteca para configuração de concentração com valores e ranges
padrão (conforme tabela 6). Ao selecionar a tabela, as constantes são
automaticamente carregadas (item 6.2.4)
CONC unit range kc0 kc1 kcx0 kcx1 kcx2 tref
1 INPM 90-95 t20 1.340105 -0.0006 - 485.1636 1.789400 - 132.7973 20.00
2 INPM 90-100 t23 0.860000 0.0000 - 295.9729 1.327095 - 104.7128 23.00
3 INPM 98-100 t20 0.852684 0.0000 363.1719 -0.333300 0.0001 20.00
4 BRIX 10-35 t20 -0.485521 0.0008 - 450.8556 0.645700 - 19.4335 20.00
5 BRIX 30-60 t60 0.435276 0.0002 - 373.4294 0.514800 - 13.6110 60.00
6 BRIX 50-80 t20 0.289231 0.0002 - 300.9142 0.391000 - 8.5861 20.00
7 BRIX 50-80 t40 0.444390 0.0001 - 309.4995 0.407300 - 9.2277 40.00
8 BAUMÉ 0.5-25 t15.6 -0.485521 0.000813 N/A N/A N/A 15.60
Tabela 6 - Constantes para concentração.
9.3.5. Setup Menu SnSF
Item Display Função
9.3.5.1
Frequência de referencia (com tolerância de ± 50%) para indicação de
erro do medidor.
9.3.6. Setup Menu OP Var DISP
Item Display Função
9.3.6.1
Seleciona como unidade de concentração o ºINPM (teor alcoólico),
porém as constantes de calibração devem ser coerentes com esta
função.
9.3.6.2
Seleciona como unidade de concentração o BRIX, porém as constantes
de calibração devem ser coerentes com esta função.
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9.3.7. Setup Menu OP Var DISP1
Item Display Função
9.3.7.1
Seleção da variável densidade em kg/m³ (linha superior) e variável
temperatura em ºC (linha inferior) para indicação no primeiro display
(primeira tela)
9.3.7.2
Seleção da variável densidade em kg/m³ (linha superior) e variável
densidade corrigida em kg/m³ (linha inferior) para indicação no
primeiro display (primeira tela)
9.3.7.3
Seleção da variável densidade corrigida em kg/m³ (linha superior) e
variável temperatura em ºC (linha inferior) para indicação no primeiro
display (primeira tela)
9.3.8. Setup Menu OP Var DISP2
Item Display Função
9.3.8.1
Seleção da variável freqüência de oscilação do tubo sensor em Hz
(linha superior) e variável temperatura em ºC (linha inferior) para
indicação na segunda tela
9.3.8.2
Seleção da variável concentração em unidade escolhida no item 6.3.4
(linha superior) e variável temperatura em ºC (linha inferior) para
indicação na segunda tela
9.3.8.3
Desabilita a segunda tela
9.3.9. Setup Menu Serial COM
Item Display Função
9.3.9.1
Seleção de endereço da interface RS 485 protocolo Modbus RTU
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9.4. Menu de Serviço – Teste
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9.4.1. Test Menu Show
Item Display Função
9.4.1.1
Mostra o valor instantâneo, médio e a variação da saída analógica de
corrente (em mA).
9.4.1.2
Mostra o valor instantâneo, médio e a variação da freqüência de
oscilação do tubo sensor (em Hz).
9.4.1.3
Mostra o valor instantâneo, médio e a variação da palavra digital
(24bits) gerada pelo conversor analógico digital no circuito de medição
de temperatura (sensor PT1000).
9.4.1.4
Dispara a rotina de teste do LCD
9.4.1. Test Menu Set
Item Display Função
9.4.2.1
Pressionando-se as teclas 1 (decremento) ou 2 (incremento) é possível
forçar a saída analógica de corrente para um determinado valor. Esta
função é utilizada para simulação da corrente que flui através do loop.
O valor indicado no display é, teoricamente, o valor que deveria estar
presente na saída analógica.
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9.5. Tabela Resumo de Funções
Tabela 7 - Resumo de funções.
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10. MANUTENÇÃO
10.1. Verificação das Bobinas
Em caso de falha no medidor, pode-se verificar o estado das bobinas medindo-se sua resistência
ôhmica. Como explicado no item 2.2, o TDM-02 possui duas bobinas (uma sensora e outra excitadora). Veja
no quadro abaixo suas respectivas características:
Bobina Medir a Resistência entre os Fios Valor da Resistência
Excitadora Amarelo e Azul 120 Ω
Sensora Preto e Branco 60 Ω
Resistência contra massa - > 20 MΩ
Tabela 8 - Resistência das bobinas.
10.2. Verificação do PT 1000
Se a indicação de temperatura não estiver correta, pode-se verificar o estado do sensor PT-1000
medindo-se sua resistência entre os fios vermelho e branco. Na tabela 4 se encontram alguns valores de
resistência em função da temperatura, que podem ser utilizados como referência.
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Tabela 9 - Valores de resistência para sensores tipo PT1000 conforme EN60751 (ITS68) – Range de temperatura de -200 a 120 ºC.
10.3. Calibração
A calibração em campo não é recomendada. Porém, se necessário, pode-se corrigir pequenos
desvios na indicação de massa específica ajustando-se a constante de calibração C0 conforme o seguinte
procedimento:
Comparar a indicação de massa específica atual com a referência (valor obtido em laboratório ou
tabela). Calcular a diferença entre as indicações. Subtrair ou somar a diferença diretamente na constante
C0 (se o erro for positivo soma-se, se o erro for negativo subtrai-se).
Exemplo numérico:
Indicação de massa específica atual = 882,3 kg/m³;
Valor obtido através da referência (padrão) = 881,9 kg/m³;
Diferença = 0,4 kg/m³;
C0 original = 4785,86182;
C0 novo = C0 original + diferença = 4785,86182 + 0,4 => C0 novo = 4786,26182.
10.4. Saída Analógica
Se o valor da corrente medido por um amperímetro (calibrado) em série com o loop estiver diferente
do valor indicado no parâmetro CurOut (Test Menu Show - item 6.4.1), então um ajuste da saída analógica
de corrente (4 a 20 mA) pode ser necessário – Observe que a impedância máxima do loop não deve
ultrapassar 750 Ohms.
Ajuste do 4 mA:
Acessar o Calib Menu conforme descrito em 6.1;
Dentro do Calib Menu, pressionar a Tecla 2, para acessar a opção Analog;
Pressionar a Tecla 2 novamente e então será mostrada a constante de ajuste do 4 mA. Neste
momento a saída analógica deverá estar fixada em 4 mA, caso contrário, pressionar a Tecla 1 (para
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decremento) ou a Tecla 2 (para incremento) para ajuste da constante até que a corrente esteja
regulada em 4 mA.
Ajuste do 20 mA:
Acessar o Calib Menu conforme descrito em 6.1;
Dentro do Calib Menu, pressionar a Tecla 2, para acessar a opção Analog;
Pressionar a Tecla 2 novamente e então será mostrada a constante de ajuste do 4 mA, em seguida,
apertar a Tecla 3 para visualizar a constante de ajuste do 20 mA;
Neste momento a saída analógica deverá estar fixada em 20 mA, caso contrário, pressionar a
Tecla 1 (para decremento) ou a Tecla 2 (para incremento) para ajuste da constante até que a
corrente esteja regulada em 20 mA.
Simulação da Saída Analógica:
Acessar o Test Menu conforme descrito em 6.1;
Dentro do Test Menu, pressionar a Tecla 1, para acessar a opção SET;
Pressionar a Tecla 2, automaticamente a saída analógica de corrente irá para o valor conforme
indicado no display CurOut. Através da Tecla 1 (decremento) e Tecla 2 (incremento) é possível
variar o valor instantâneo da corrente conforme desejado.
11. INTERFACE DE COMUNICAÇÃO RD 485 - MODBUS
11.1. Tabela de Comandos Modbus
Nome do Parâmetro ModBus
Register Type
ModBus Mapping
Register Address
Data
Type
Read/ Write
Type
Massa Específica (kg/m3) Input Register 30100 2 Word Read
Densidade Corrigida (Kg/m3) Input Register 30102 2 Word Read
Concentração Input Register 30104 2 Word Read
Temperatura (ºC) Input Register 30106 2 Word Read
Frequência de oscilação do tubo sensor (Hz) Input Register 30108 2 Word Read
Valor instantâneo da saída analógica de
corrente (mA) Input Register 30110 2 Word Read
Tabela 10 - Comandos Modbus.
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TDM – 02 AGOSTO/2019