Sljedeće tri glavne kategorije instrumenata zahtijevaju uzemljenje signala (funkcionalno uzemljenje) koje treba izvršiti na-licu mjesta, u skladu s načelom "uzemljenja signalnih petlji u jednoj-točki", kako bi se spriječilo stvaranje petlji uzemljenja koje bi mogle izazvati smetnje.
Instrumenti koji zahtijevaju uzemljenje signala na mjestu postavljanja
|
Tip |
Razlozi zašto se signali polja moraju uzemljiti |
Glavna osnova |
|
Termopar -uzemljenog tipa |
Njegov mjerni kraj (vrući kraj) spojen je izravno na procesnu opremu (koja je obično uzemljena) preko metalne zaštitne navlake, a sam izvor signala služi kao točka uzemljenja. Ako se napravi dodatna veza uzemljenja na strani kontrolne sobe, formirat će se petlja uzemljenja s dvije-točke. |
HG/T 20513-2014, klauzula 5.1.3 (Objašnjenja): "Instrumenti kao što su uzemljeni termoparovi, pH metri i elektromagnetski mjerači protoka moraju se uzemljiti samo na licu mjesta." |
|
pH metar (mjerač kiselosti) |
Referentna elektroda je spojena na masu preko otopine elektrolita koja se ispituje, a sam izvor signala (elektroda) je već uzemljen. |
HG/T 20513-2014, klauzula 5.1.3 (Objašnjenja): "Instrumenti kao što su uzemljeni termoparovi, pH metri i elektromagnetski mjerači protoka moraju se uzemljiti samo na licu mjesta." |
|
Elektromagnetski mjerač protoka |
Princip mjerenja zahtijeva da senzor, vodljivi medij koji se mjeri i procesni cjevovod ostanu na istom potencijalu, čime se uspostavlja stabilna, čista referentna nulta točka za slabu induciranu elektromotornu silu (u milivoltnom području). Ovo izjednačavanje potencijala mora biti dovršeno na mjestu postavljanja senzora (na terenu). |
HG/T 20513-2014, klauzula 5.1.3 (Objašnjenja): "Instrumenti kao što su uzemljeni termoparovi, pH metri i elektromagnetski mjerači protoka moraju se uzemljiti samo na licu mjesta." |
Obrazloženje
Načelo-uzemljenja u jednoj točki. Za tri vrste gore spomenutih instrumenata, točka uzemljenja signalne petlje je fiksirana na lokaciji polja. Ako su i izvor signala (terenski instrument) i prijemni kraj (sustav kontrolne sobe) uzemljeni, potencijalna razlika može postojati između dvije lokacije, stvarajući tako "petlju uzemljenja" u zaštitnom sloju ili signalnoj liniji. Ova struja će se superponirati na korisni mjerni signal, uzrokujući ozbiljne smetnje i rezultirajući nestabilnim, fluktuirajućim ili netočnim mjernim vrijednostima. Za slabe signale elektromagnetskih mjerača protoka, u rasponu od nekoliko mikrovolti do nekoliko milivolti, takve su smetnje katastrofalne. Posebna napomena: Zaštitni sloj signalnih kabela za ove vrste instrumenata treba biti uzemljen na strani kontrolne sobe (radno tlo); međutim, budući da je sam signalni krug (kao što je negativni terminal termoelementa ili signalni vod mjerača protoka) već uzemljen na mjestu rada, strana kontrolne sobe mora ostati izolirana, a dodatno uzemljenje je strogo zabranjeno.
Načelo "samo jedne točke uzemljenja po signalnoj petlji": 1) HG/T 20513-2014, klauzula 5.1.2, Objašnjenja: Svaka signalna petlja instrumenta mora imati samo jednu točku uzemljenja. 2) GB 50093-2013, klauzula 10.2.8: Svaki instrumentacijski krug mora imati samo jednu točku uzemljenja signalnog kruga. Objašnjenja: Ova klauzula je namijenjena za sprječavanje signala smetnji uzrokovanih razlikama potencijala. 3) SH/T 3551-2024, klauzula 10.4.2: Uzemljenje signalnih krugova mora usvojiti metodu uzemljenja u jednoj točki.
GB 50093-2013 Kodeks za izradu i prihvaćanje kvalitete inženjeringa automatske instrumentacije, klauzula 10.2.9: Kada se koriste uzemljeni termoparovi i instrumenti s već uzemljenim senzorskim elementima, ne smije se osigurati dodatno uzemljenje na strani instrumenta za prikaz.
Elektromagnetski mjerači protoka moraju biti uzemljeni kako bi se osiguralo da mjerna cijev, tekućina i elektrode imaju isti potencijal, čime se osigurava stabilna referentna vrijednost signala i smanjuju-smetnje zajedničkog načina rada. Budući da su elektromagnetski mjerači protoka instrumenti-tipa brzine koji se temelje na elektromagnetskoj indukciji, njihove elektrode detektiraju induciranu elektromotornu silu koja se stvara kada tekućina presijeca linije magnetskog polja. Ako potencijal tekućine fluktuira, signal detekcije bit će nestabilan. Stoga se ova točka izjednačavanja potencijala mora prisilno uspostaviti na-licu mjesta pomoću petlje za uzemljenje, elektrode za uzemljenje ili spojne cijevi. Ispravno uzemljenje elektromagnetskog mjerača protoka nužan je preduvjet za točno mjerenje.
Ako dizajn sustava zahtijeva da signal bude uzemljen na terenu, dok prijemni instrument mora biti uzemljen u kontrolnoj sobi (npr. zbog određenih zahtjeva arhitekture sustava), jednostavno uzemljenje oba kraja nije dovoljno. Mora se koristiti "električni izolator" (kao što je izolacijska sigurnosna barijera ili izolator signala).
