Acelerómetros ATEX

A DB4VIB fornece acelerómetros ATEX assim como outros tipos de sensores de vibrações para este tipo de ambientes.

Em muitas indústrias são comuns os locais perigosos onde é necessário instalar sensores de vibrações como sejam os acelerómetros ATEX. Muitas áreas que antes eram consideradas áreas “seguras” podem ser reclassificadas no futuro como áreas perigosas, já que as empresas buscam reduzir as áreas onde podem ocorrer acidentes. Com isso em mente, os sensores aprovados para uso em áreas classificadas estão a proliferar incluindo nomeadamente os acelerómetros ATEX.

Acelerómetros ATEX

A segurança intrínseca evita que instrumentos e outros circuitos de baixa tensão em áreas perigosas liberem energia suficiente para incendiar gases de voláteis. Para limitar a quantidade de energia num circuito de instrumentos, são necessários componentes especialmente projetados para tal. Todos os componentes elétricos adicionados são os que determinam a energia total no sistema.

A seguir está um breve guia sobre o que deve ser considerado ao especificar sensores de vibrações para áreas perigosas:

1) Qual é a classificação da área

A primeira coisa a conhecer ao escolher os sensores de vibrações, nomeadamente os acelerómetros ATEX, é saber em que categoria de classificação a área se encaixa para garantir que o sensor escolhido satisfaça os critérios para essa área. Em cada uma das três principais entidades de avaliação (ATEX, IECEx e CSA) existem duas divisões básicas chamadas variadamente como Zona 1 e Zona 2, ou Classe I (ou classe II) divisões 1 e 2. Cada uma dessas designações pode ter requisitos diferentes com base na localização e nas divisões. produtos químicos / gases / poeiras, que estão presentes.

A diretiva ATEX, onde estão, portanto, englobados os acelerómetros ATEX, cobre explosões de gases, mas também poeira sólida (que, ao contrário da perceção comum, pode levar a explosões perigosas)

Perigo – Gás / vapor / névoa

Zona 0 – Um local no qual uma atmosfera explosiva, que consiste em uma mistura com o ar de substâncias perigosas na forma de gás, vapor ou névoa, está presente continuamente ou por longos períodos ou frequentemente.

Zona 1 – Um local no qual uma atmosfera explosiva, que consiste em uma mistura com o ar de substâncias perigosas na forma de gás, vapor ou névoa, pode ocorrer em operação normal, ocasionalmente.

Zona 2 – Um local no qual uma atmosfera explosiva, consistindo de uma mistura com o ar de substâncias perigosas na forma de gás, vapor ou névoa, não é provável que ocorra em operação normal, mas, se ocorrer, persistirá por um curto período, apenas.

Perigo – Pó / poeira

Zona 20 – Um lugar no qual uma atmosfera explosiva na forma de uma nuvem de poeira combustível no ar está presente continuamente, ou por longos períodos ou frequentemente.

Zona 21 – Um local em que uma atmosfera explosiva na forma de uma nuvem de poeira combustível no ar, é provável que ocorra em operação normal, ocasionalmente.

Zona 22 – Um local no qual uma atmosfera explosiva na forma de uma nuvem de poeira combustível no ar, provavelmente não ocorrerá em operação normal, mas, se ocorrer, persistirá por um curto período, apenas.

A seguir pode-se ver um acelerómetro ATEX com indicação da sua certificação

Acelerómetros ATEX

De acordo com a diretiva ATEX (diretiva 2014/34 / UE do Parlamento Europeu), a marcação do produto deve incluir as marcações específicas de proteção contra explosão, notavelmente o símbolo hexagonal “epsilon x” à prova de explosão, seguido pelos símbolos que denotam grupo de equipamentos, categoria (zona), gás / poeira, tipo de proteção, junto com outras marcações e informações adicionais.

Grupo de Gás

O gás que estará presente no ambiente deve ser classificado de acordo com grupos de explosão e classes de temperatura. A classe de temperatura (T1-T6) fornece a temperatura de ignição da mistura de gás ou gás.

Classes de temperatura e temperatura ambiente

É dada uma temperatura aprovada de superfície do equipamento elétrico, dependendo da classe de temperatura do gás que estará presente. Onde a temperatura ambiente máxima não é definida, um valor de 40 ° C é assumido.

A ligação elétrica é classificada como:

Entrada Ex-i via barreira

Ex-e 24V ou 115 / 230V via caixa de junção ou cabo moldado

2) A temperatura de funcionamento dos acelerómetros ATEX e a sua alimentação

Alimentação IEPE ( temperatura máxima até 125 ou 175ºC)

Nos últimos anos, o tipo IEPE tornou-se o tipo de acelerómetro mais usado. Sensores IEPE são freqüentemente fornecidos com diferentes nomes comerciais, mas todos virtualmente atendem a um pseudo padrão da indústria e são intercambiáveis entre os nomes das marcas.

Basicamente, um acelerómetro IEPE é um dispositivo com o amplificador de carga embutido no acelerómetro. Não requer amplificadores de carga externos e usam cabos comuns de baixo custo. O acelerómetro requer uma fonte de energia de corrente constante e muitos sistemas de aquisição e analisadores de vibrações de dados têm fontes de energia embutidas. Se o utilizador souber que a faixa de vibração e a temperatura operacional estão na faixa de -55˚C a 125˚C, um dispositivo IEPE deve ser considerado.Existem versões de alta temperatura que estão disponíveis em alguns modelos que têm uma temperatura operacional máxima de 175˚C.

Modo de carga (temperatura máxima até 700ºC)

As vantagens do acelerómetro piezoelétrico no modo de carga incluem operação a alta temperatura e uma faixa de amplitude extremamente ampla. Um acelerómetro de modo de carga típico terá uma faixa de temperatura operacional de -55˚C a 288˚C. Os acelerómetros para fins especiais estão disponíveis para ambientes extremos, tão baixos quanto -269°C, até 760°C. Existem acelerómetros especiais com modo de carga endurecido por radiação para uso em um ambiente nuclear. Ao contrário do acelerómetro IEPE, o acelerómetro de carga requer o uso de um cabo especial de baixo ruído. O cabo de baixo ruído é caro comparado ao cabo coaxial comercial padrão. Um amplificador de carga ou um conversor de carga em linha também é necessário.

3) Quais são os parâmetros de vibração que é preciso adquirir

No campo da vibração, sabe-se que se trata de transmitir dados de vibração, mas exatamente que tipo de dados é necessária para tomar decisões corretas quando os níveis de vibração mudam? A escolha do sensor correto permitirá que se passe as informações importantes e não se perca tempo com informações irrelevantes. É necessário conhecer se é velocidade, aceleração ou deslocamento. Se a informação que for necessário conhecer for aceleração, um acelerómetro ATEX é o sensor adequado parar efetuar análise de vibrações. As outras grandezas podem ser medidas diretamente ou obtidas por integração.

4) Sensibilidade e resolução dos acelerómetros ATEX

Um acelerómetro é um dispositivo de transdução que converte energia mecânica num sinal elétrico (a saída). O resultado é expresso em termos de milivolts por g, ou no caso de um acelerómetro de modo de carga a saída é expresso em termos de pC por g. Acelerómetros são disponibilizados numa ampla gama de sensibilidades e ótima sensibilidade depende do nível do sinal a ser medido. No caso de sinais de baixo nível, é desejável usar um acelerómetro de alta sensibilidade para fornecer um sinal de saída bem acima do nível de ruído do amplificador.

Por exemplo, suponha-se que o nível de vibração esperado seja de 0,1 g e o acelerómetro tem uma sensibilidade de 10 mV/g, então o nível de tensão do sinal seria 1 mV, portanto, um acelerómetro de maior sensibilidade pode ser desejável. No caso em que um sinal de nível baixo e/ou é necessária uma ampla faixa dinâmica, então a resolução e sensibilidade do acelerómetro tornam-se importantes. A resolução está relacionada com o mínimo sinal discernível pelo acelerómetro. Este parâmetro é baseado no ruído do acelerómetro (e, no caso de um tipo IEPE, na eletrônica interna) expressa em termos de g rms.

5) Como se instalam eletricamente os acelerómetros ATEX – as barreiras de Zener e a separação galvânica

Há muitas opções de montagem e a peça correta precisa ser especificada para os locais corretos. Alguns locais exigem acessórios especiais para montagem, alguns exigem barreiras limitadoras de energia. Ainda outras classificações de localização exigem cabos especiais ou conectores especialmente instalados.

As Barreiras Zener proporcionam uma forma económica de proteção Ex para várias aplicações em sistemas de automação de processos. A quantidade de energia transferida para o local perigoso é limitada a um nível seguro incapaz de incendiar a atmosfera explosiva.

O isolamento galvânico é um princípio de isolar seções funcionais de sistemas elétricos para impedir o fluxo de corrente; nenhum caminho direto de condução é permitido. A energia ou informação ainda podem ser trocadas entre as seções por outros meios, tais como capacitância, indução ou ondas eletromagnéticas, ou por meios ópticos, acústicos ou mecânicos.

Acelerómetros ATEX barreira de zener

O isolamento galvânico é usado onde dois ou mais circuitos elétricos devem se comunicar, mas suas terras podem estar em potenciais diferentes. É um método eficaz de quebrar loops de terra impedindo a corrente indesejada de fluir entre duas unidades compartilhando um condutor de terra. O isolamento galvânico também é usado para segurança, evitando que a corrente acidental atinja a terra.

Por este facto as barreiras de zener e a separação galvânica são também muito utilizadas em conjunto com acelerómetros ATEX.

6) Isolamento da terra de acelerómetros ATEX

Existem disponiveis acelerómetros com isolamento de terra ou com o terra conectado à carcaça dos acelerómetros. Os acelerómetros com isolamento de terra geralmente têm uma base de montagem isolada e, quando aplicável, um parafuso de montagem isolado ou, em alguns casos, todo a carcaça do acelerómetro é isolado da terra.

O isolamento do terra torna-se importante quando a superfície de montagem é condutora e está no potencial da terra. Uma diferença nos níveis de tensão de aterra entre a instrumentação eletrónica de medida e o acelerómetro pode causar um loop de terra, resultando em dados incorretos.

7) Escolhendo conectores compatíveis com o ambiente da fábrica para acelerómetros ATEX

A escolha adequada de componentes de material para o ambiente no qual eles serão usados é importante para determinar a longevidade do conector e a integridade dos dados colhidos ao longo do tempo. A escolha inadequada do material pode levar a dados de baixa qualidade e à deterioração dos próprios conectores.

Muitas fábricas têm que lidar com a exposição a produtos químicos, temperaturas extremas e outras questões ambientais, como a exposição prolongada aos raios UV (luz solar) ou até mesmo a radiação nuclear, em seus processos diários. A seleção dos materiais adequados para cableamento e conectores ajudará a evitar problemas de longo prazo.

Acelerómetros ATEX ficha

Cada fábrica saiba com que materiais está lidando diariamente. O policarbonato é um material usado com freqüência para moldagem de conectores, mas que provavelmente não é a melhor escolha para uso em aplicações onde o cloro ou a soda cáustica são usados.

Na fotografia pode-se ver uma ficha de policarbonato indevidamente especificado mostrando deterioração em dois anos de serviço.

Por essa razão, antes de se escolher o material das fichas e cabos tem de se consultar uma tabela de compatibilidade química.

8) A montagem mecânica dos acelerómetros ATEX

Existem várias maneiras de montar um acelerómetro. Os métodos incluem tudo, desde a montagem permanente até métodos temporários. De longe, o melhor método de montagem é o uso de um perne roscado ou parafusos. A montagem com perne roscado ou parafusos proporciona a melhor transmissibilidade em altas frequências porque o acelerómetro é virtualmente fundido à superfície de montagem. A resposta de alta frequência pode ser melhorada pela aplicação de óleo leve entre o acelerómetro e a superfície onde é montado. Se este método de montagem for desejado, devem ser adquiridos acelerómetros que sejam projetados para montagem de perne roscado ou parafusos.

9) Consultar sempre o responsável de segurança da instalação

Todas as instalações fabris que tem uma área classificada como perigosa tem um responsável de segurança que tem a palavra final sobre o que pode ou não ser usado em cada situação. Este tem sempre a palavra final no que é permitido em qualquer local perigoso.

Caso necessite de um acelerómetro ATEX ou qualquer outro tipo de sensor de vibrações para ambientes perigosos consulte-nos que o ajudaremos na sua escolha.

Acelerómetros que disponibilizamos

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