Manuale d'uso - Misuratori di gas a tamburo

Generale

Il misuratore deve essere riempito con lo stesso liquido di imballaggio con cui è stato calibrato. In caso contrario, si verificheranno gravi errori di misurazione!

Il contatore di gas (che viene spedito asciutto) deve essere riempito per circa metà con un »liquido di imballaggio« adatto prima del primo utilizzo. Il tamburo di misurazione che ruota nel liquido di imballaggio costituisce l'unità di misurazione vera e propria insieme al liquido.

Il liquido di riempimento ha due funzioni: In primo luogo, sigilla la camera di misura attiva (all'interno del tamburo di misura che viene riempito di gas). In secondo luogo, il livello del liquido di imballaggio all'interno della camera di misura definisce il volume della camera di misura. Quest'ultima funzione è la base per la calibrazione dell'accuratezza di misura del contatore di gas, che viene eseguita in fabbrica. Pertanto, l'accuratezza della misura dipende direttamente dal livello del liquido d'imballaggio e un livello non correttamente impostato al momento dell'installazione è destinato a causare misurazioni errate (vedere »Regolazione del livello del liquido d'imballaggio«).

Influenza reciproca del liquido d'imballaggio e del gas

Indipendentemente dal liquido d'imballaggio scelto, il liquido d'imballaggio e il gas fluente si influenzano inevitabilmente a vicenda per quanto riguarda l'evaporazione e la dissoluzione.:

• Assorbimento delle particelle evaporate del liquido di imballaggio da parte del gas.
• Sciogliere il gas nel liquido di riempimento fino al limite di saturazione.

Non è possibile indicare cifre e valori limite generalmente validi per l'influenza reciproca di gas e liquido d'imballaggio, perché dipendono in larga misura dal gas specifico e dal suo stato. Ad esempio, quando si usa l'acqua come liquido d'imballaggio, un gas secco e caldo assorbe una quantità di particelle d'acqua evaporata significativamente maggiore rispetto a un gas umido e freddo. Anche la solubilità dei gas nel liquido di riempimento varia notevolmente. Il gas può sciogliersi nel liquido di riempimento solo fino al limite di saturazione. L'errore di misura causato dalla solubilità può essere evitato se il gas può dissolversi nel liquido d'imballaggio fino al limite di saturazione durante il funzionamento del test, prima di eseguire gli esperimenti successivi.

Selezione del liquido di confezionamento

Il criterio per la scelta del liquido di riempimento deve essere quello di ridurre al minimo l'influenza reciproca tra il liquido di riempimento e il gas in circolazione o di ignorarne gli effetti. Nella maggior parte dei casi, è possibile utilizzare l'acqua come liquido di riempimento. Non sono necessari requisiti particolari per l'acqua: è possibile utilizzare la normale acqua pulita del rubinetto. Quando l'acqua non è adatta come liquido di imballaggio, si possono utilizzare oli o liquidi sintetici. In generale, si dovrebbe scegliere un fluido a corpo sottile (ideale: viscosità dell'acqua) con una bassa pressione di vapore (idealmente: < 0,1 mbar/hPa). Un fluido poco corposo causa solo una piccola resistenza all'attrito del tamburo di misurazione rotante e, di conseguenza, una piccola differenza di pressione tra l'ingresso e l'uscita del gas del misuratore. Ciò si traduce in una curva di calibrazione migliore (più piatta). Una bassa pressione di vapore riduce l'evaporazione (inevitabile) del liquido di riempimento. Si ottiene una migliore stabilità a lungo termine del livello del liquido di riempimento e quindi risultati di misura più stabili.

RITTER raccomanda e può fornire i seguenti liquidi di imballaggio:

• »Pionier 4281«, un olio bianco minerale paraffinico medicale contenente aromi in oligoelementi. È incolore, inodore e trasparente.
• »Silox«, un olio di silicone appartenente al gruppo del polidimetilsilossano. È incolore e trasparente, con un odore debole.
• »CalRiX«, un fluido completamente sintetico a base di fluoro. È quasi totalmente inerte, anche ai gas più aggressivi. Può essere utilizzato senza problemi anche nelle situazioni applicative più difficili e critiche. Ulteriori vantaggi del CalRiX sono un basso tasso di evaporazione, una viscosità simile a quella dell'acqua, una densità 1,8 volte superiore a quella dell'acqua e una tensione superficiale molto bassa, che si traducono in una rotazione più uniforme del tamburo di misurazione. I gas secchi rimangono secchi.

Misuratori di gas ad alta pressione (> 1 bar)

• L'installazione e la configurazione devono essere eseguite esclusivamente da personale qualificato.
• Il contatore del gas non deve cadere durante le operazioni di scarico, spostamento o installazione. A causa del suo peso elevato, esiste il rischio di lesioni personali e di danni all'unità.
• Se il contatore del gas viene installato in una posizione elevata, ad esempio su una rastrelliera o simili, il dispositivo deve essere fissato saldamente in modo da non potersi muovere o scivolare per evitare lesioni personali o danni materiali dovuti alla caduta del contatore. I piedi del contatore devono essere fissati con morsetti di tensione, viti o simili.
• Quando si collegano i tubi, è necessario garantire un collegamento a tenuta di gas. Tutti i tappi e le spine del contatore del gas devono essere sigillati per garantire un funzionamento a prova di perdite.
• La pressione del gas nella linea di ingresso deve essere aumentata lentamente per evitare un aumento di pressione e la possibilità di rottura del tubo. In caso contrario, potrebbero verificarsi lesioni personali.
• Il contatore di gas può essere utilizzato solo entro i limiti operativi di sovrapressione e temperatura indicati sull'etichetta del contatore e nella scheda tecnica.
• I contatori di gas non sono dotati di una valvola di sicurezza per la sovrapressione. Per evitare completamente il superamento della pressione di esercizio consentita (indicata sull'etichetta del contatore e nella scheda tecnica), è necessario installare una valvola di sicurezza contro la sovrapressione nelle tubazioni del gas collegate.
• Quando si riempie di liquido d'imballaggio, il contatore del gas deve essere depressurizzato prima di aprire l'indicatore del livello di riempimento. In caso contrario, il liquido d'imballaggio verrà espulso con forza.
• Prima di qualsiasi smontaggio, il contatore del gas deve essere privo di pressione.
• Per ricostruire il contatore del gas, se è stato smontato, si devono usare solo parti originali.
• Lo smontaggio del misuratore, cioè la rimozione e la sostituzione del tamburo di misurazione, può alterare i risultati della calibrazione (Fare riferimento a »Pulizia dell'involucro e del tamburo di misurazione dai sedimenti«)

Posizionamento

Posizionare il contatore di gas a tamburo su un supporto solido e privo di vibrazioni. Allineare con precisione il contatore di gas in orizzontale per mezzo della livella integrata (nella parte superiore dell'involucro) e dei piedini di livellamento.

Riempimento con il liquido di confezionamento

È essenziale utilizzare lo stesso liquido di imballaggio con cui è stato calibrato il contatore di gas. Il liquido di imballaggio è indicato sul certificato di taratura e sull'etichetta di taratura del contatore di gas.

L'uso di un liquido di imballaggio diverso da quello utilizzato per la calibrazione provoca un errore di misura significativo!

Misuratori di gas a pressione standard:

• Aprire l'indicatore del livello di riempimento situato sulla piastra posteriore ruotando la vite di tenuta da 2 a 3 volte in senso antiorario. Non rimuovere la vite dalla filettatura. Aprire l'ugello di riempimento situato sulla piastra posteriore ruotando la vite di tenuta in senso antiorario fino a svitarla. Versare il liquido di imballaggio nel contatore di gas attraverso l'ugello di riempimento.

Misuratori di gas ad alta pressione:

• Allentare e rimuovere la vite di tenuta dell'ugello di riempimento (vite esagonale). Versare il liquido di imballaggio selezionato nel contatore di gas attraverso l'ugello di riempimento. Dopo aver impostato correttamente il livello del liquido di riempimento come descritto in »Regolazione del livello del liquido di riempimento«, rimettere la vite di tenuta e serrarla saldamente con una chiave.

Regolazione del livello del liquido d'imballaggio

La quantità di liquido d'imballaggio dipende dalle dimensioni/tipo del contatore di gas e dall'impostazione individuale di ciascuna unità. La quantità approssimativa è indicata nella scheda tecnica allegata a ogni contatore di gas. Questa quantità non tiene conto delle differenze individuali dovute alla calibrazione effettuata in fabbrica.

La regolazione fine del livello del liquido d'imballaggio è essenziale per l'accuratezza della misura, poiché l'accuratezza/indicazione della misura dipende direttamente dal livello del liquido d'imballaggio e reagisce in modo molto forte a un livello impostato in modo errato!

Per i misuratori di gas con indicatore di livello del liquido ad alta precisione (HPLI), consultare la scheda tecnica HPLI.

Per i contatori di gas con l'indicatore di livello del liquido di serie (situato sulla piastra posteriore del contatore):

Quando l'indicatore di livello del liquido d'imballaggio (1) viene aperto ruotando la vite di tenuta (2) con i contatori in thermoplastica (o il rubinetto d'arresto (2) con i contatori in acciaio inox), il tubo di risalita dell'indicatore di livello è collegato al liquido d'imballaggio nella custodia del contatore del gas secondo il principio dei tubi comunicanti. Quando il livello nella custodia del contatore di gas sale durante il riempimento con il liquido di riempimento, il livello nell'indicatore di livello sale di conseguenza. Il livello corretto del liquido d'imballaggio si raggiunge quando la superficie della colonna di liquido nell'indicatore di livello è a filo con il bordo superiore dell'indicatore di livello (3) e non ha una forma convessa o concava (figura 2). La colonna di liquido può essere letta più facilmente (se si usa l'acqua come liquido di riempimento) riducendo la tensione superficiale con l'aggiunta di una piccola quantità di detergente. Se è stata aggiunta una quantità eccessiva di liquido d'imballaggio, questo fuoriesce attraverso l'indicatore di livello, facendo sì che il livello si regoli da solo in una certa misura. La cupola di liquido che si forma sul bordo superiore dell'indicatore di livello deve comunque essere eliminata scaricando il liquido attraverso gli ugelli di drenaggio. Dopo un lungo periodo di inattività, il liquido nell'indicatore di livello è in gran parte evaporato, mentre potrebbe non essere evaporato all'interno della custodia (chiusa). Se si apre il tappo a vite dell'indicatore di livello, il liquido di imballaggio fuoriesce dalla custodia e finisce nell'indicatore di livello. Anche se in precedenza il livello del liquido d'imballaggio era stato impostato correttamente all'interno della custodia, ora è necessario aggiungere liquido d'imballaggio per regolare nuovamente il livello. Questo inconveniente può essere evitato riempiendo l'indicatore di livello con liquido per imballaggio prima di aprire il tappo a vite (vedere la figura 2 per la quantità corretta di liquido per imballaggio). Se il livello non cambia dopo l'apertura del tappo a vite, il livello del liquido d'imballaggio era ed è ancora corretto.

Dopo il riempimento e la regolazione del liquido di confezionamento

• Chiudere l'indicatore di livello e l'ugello di riempimento ruotando le rispettive viti di tenuta in senso orario.
• Se il misuratore è dotato di HPLI: quando è chiuso, l'HPLI può indicare un livello di riempimento leggermente inferiore rispetto al riempimento corretto del misuratore. Ciò può verificarsi anche durante il funzionamento. Questo fenomeno è legato al sistema e non indica alcun errore. Il livello di riempimento corretto sarà indicato solo quando il contatore non è in funzione e, contemporaneamente, quando l'HPLI è aperto e non è collegato all'alimentazione del gas in modo da essere privo di pressione.

Messa a terra dei contatori di gas in materiale elettricamente conduttivo (acciaio inox o PE-el)

I contatori di gas con involucro e/o tamburo di misurazione in materiale elettricamente conduttivo (acciaio inox o PE-el) devono essere messi a terra per scaricare una potenziale carica statica. A tal fine, il morsetto di alimentazione su una vite della flangia della piastra posteriore del misuratore deve essere collegato a terra.

Collegamento dei tubi del gas

Collegare il tubo del gas all'ugello di ingresso contrassegnato come »gas inlet« sulla piastra posteriore. Lasciare che il misuratore compia uno o due giri per eliminare eventuali bolle d'aria all'interno del tamburo di misurazione. Quindi scollegare nuovamente il tubo del gas e ripetere i passaggi da: »Riempimento con il liquido di confezionamento« e »Regolazione del livello del liquido d'imballaggio«.

Spostamento del contatore pieno

Se il contatore di gas deve essere spostato dopo essere stato riempito (ad esempio per essere trasportato in un'altra stanza), deve essere mantenuto in posizione orizzontale. Questo per evitare che il liquido di imballaggio finisca nell'ingresso del gas. In tal caso, il contatore di gas deve essere ribaltato di 90° in avanti (finché il quadrante non è rivolto verso il pavimento). Il liquido di imballaggio può quindi defluire dall'ingresso del gas (e tornare nel contatore).

Determinazione della portata

Grazie alla loro struttura, i contatori di gas a tamburo misurano il volume dei gas che fluiscono e indicano il volume misurato per mezzo di un ago e di un contatore. La portata non può essere misurata direttamente e deve essere calcolata attraverso il volume misurato per unità di tempo. Questo può essere fatto tramite software o hardware esterno. A tale scopo, RITTER raccomanda i seguenti prodotti: Software di acquisizione dati »RIGAMO« e Unità di visualizzazione elettronica »EDU 32 FP«. Nota: Per entrambe le opzioni, il contatore di gas deve essere dotato di un generatore di impulsi.

Quando si traccia il grafico di una portata calcolata, la curva corrispondente non sarà lineare ma ondulata, anche se la portata di gas originale era costante. Ciò è fisicamente inevitabile a causa del principio di progettazione dei contatori di gas a tamburo.:

Il tamburo di misurazione del contatore di gas a tamburo è costituito da quattro camere individuali che vengono aperte e chiuse ciclicamente. La camera precedente deve essere chiusa prima che si apra la camera successiva. Questa »misurazione forzata« è il motivo dell'elevata precisione di misura dei misuratori di gas a tamburo; d'altra parte, l'apertura/chiusura provoca una leggera variazione di pressione all'interno della camera. Inoltre, la tensione superficiale del liquido di imballaggio utilizzato provoca un aumento della pressione quando la camera di misura emerge dal liquido. La variazione di pressione che ne deriva provoca una variazione della velocità di rotazione del tamburo di misura, che causa la descritta curva ondulata del flusso volumetrico. Questo effetto è chiamato »errore periodico dei contatori di gas a tamburo«. Più piccolo è il contatore di gas, maggiore è l'effetto: per un TG05 l'effetto può essere di ±20 - 30%. L'effetto è evitato quando si utilizzano giri interi del tamburo come base temporale per il calcolo del flusso volumetrico. Il software di acquisizione dati »RIGAMO« può essere parametrizzato per calcolare il flusso volumetrico utilizzando giri interi del tamburo ed evitare qualsiasi errore periodico. Con l'unità di visualizzazione elettronica »EDU 32 FP«, il flusso volumetrico viene calcolato mediante una media mobile, che riduce l'errore periodico.

Impostazione iniziale della misura

Per semplificare la lettura al termine delle misure, l'ago grande del quadrante può essere azzerato manualmente prima di ogni misura. Per le unità dotate di contatore a rulli totalizzante (versione standard), è necessario annotare la lettura del contatore. Con un contatore a rulli azzerabile (opzionale), il contatore può essere azzerato con il pulsante di reset. Il contatore del gas è ora pronto per il funzionamento.

Esame del livello del liquido di imballaggio

Prima di ogni misurazione successiva, il livello del fluido deve essere nuovamente controllato secondo i passaggi da: »Riempimento con il liquido di confezionamento« e »Regolazione del livello del liquido d'imballaggio«.

Revisione dei dati sulle prestazioni

Quando si effettuano le misurazioni, è necessario rispettare i dati di prestazione del relativo contatore di gas (fare riferimento alla scheda tecnica allegata). Il carico massimo di pressione è di 50 mbar per i contatori di gas a tamburo standard in thermoplastica e di 500 mbar per i contatori con involucro in acciaio inossidabile.

Misure con ossigeno

La miscela di alcuni gas con l'ossigeno può causare reazioni esplosive. Pertanto, prima e dopo la misurazione con ossigeno, assicurarsi che nessun gas utilizzato nella misurazione precedente sia ancora all'interno del tamburo di misurazione o della custodia. Per ridurre al minimo il pericolo di esplosione, il misuratore di gas deve essere spurgato con un gas inerte (ad esempio azoto o qualsiasi altro gas nobile). Questa operazione può essere eseguita facendo funzionare il contatore di gas con un gas inerte per almeno cinque giri del tamburo di misurazione (= cinque giri dell'ago grande sulla piastra del quadrante).