Následující tři hlavní kategorie přístrojů vyžadují, aby bylo na místě provedeno uzemnění signálu (funkční uzemnění) v souladu se zásadou „jednobodového uzemnění signálových smyček“-, aby se zabránilo vzniku zemních smyček, které by mohly způsobit rušení.
Přístroje, které vyžadují uzemnění signálu v místě instalace
|
Typ |
Důvody, proč musí být polní signály uzemněny |
Hlavní základ |
|
Termočlánek zemního-typu |
Jeho měřicí konec (horký konec) je připojen přímo k procesnímu zařízení (které je obvykle uzemněno) přes kovovou ochrannou objímku a samotný zdroj signálu slouží jako zemnící bod. Pokud je na straně velínu provedeno dodatečné uzemnění, vytvoří se dvoubodová uzemňovací smyčka. |
HG/T 20513-2014, článek 5.1.3 (vysvětlivky): "Přístroje, jako jsou uzemněné termočlánky, pH metry a elektromagnetické průtokoměry, musí být uzemněny pouze na místě." |
|
pH metr (měřič kyselosti) |
Referenční elektroda je připojena k zemi přes testovaný roztok elektrolytu a samotný zdroj signálu (elektroda) je již uzemněn. |
HG/T 20513-2014, článek 5.1.3 (vysvětlivky): "Přístroje, jako jsou uzemněné termočlánky, pH metry a elektromagnetické průtokoměry, musí být uzemněny pouze na místě." |
|
Elektromagnetický průtokoměr |
Princip měření vyžaduje, aby senzor, měřené vodivé médium a procesní potrubí zůstaly na stejném potenciálu, čímž se vytvoří stabilní, čistý referenční nulový bod pro slabou indukovanou elektromotorickou sílu (v rozsahu milivoltů). Toto vyrovnání potenciálů musí být dokončeno na místě instalace snímače (v terénu). |
HG/T 20513-2014, článek 5.1.3 (vysvětlivky): "Přístroje, jako jsou uzemněné termočlánky, pH metry a elektromagnetické průtokoměry, musí být uzemněny pouze na místě." |
Vysvětlení
Princip jednobodového uzemnění. U tří výše uvedených typů přístrojů je zemnící bod signálové smyčky pevný v místě pole. Pokud jsou jak zdroj signálu (polní přístroj) tak přijímací konec (systém velínu) uzemněny, může mezi těmito dvěma místy existovat rozdíl potenciálů, čímž se ve stínící vrstvě nebo signálovém vedení vytvoří "zemní smyčka". Tento proud se bude superponovat s užitečným měřicím signálem, což způsobí vážné rušení a bude mít za následek nestabilní, kolísavé nebo nepřesné hodnoty měření. Pro slabé signály elektromagnetických průtokoměrů, v rozsahu od několika mikrovoltů do několika milivoltů, je takové rušení katastrofální. Zvláštní poznámka: Stínicí vrstva signálových kabelů pro tyto typy přístrojů by měla být uzemněna na straně velínu (pracovní zem); protože však samotný signální obvod (jako je záporná svorka termočlánku nebo signální vedení průtokoměru) je již v místě provozu uzemněn, musí strana velínu zůstat izolovaná a dodatečné uzemnění je přísně zakázáno.
Princip „pouze jeden zemnící bod na signální smyčku“: 1) HG/T 20513-2014, článek 5.1.2, Vysvětlivky: Každá signální smyčka přístroje musí mít pouze jeden bod uzemnění. 2) GB 50093-2013, článek 10.2.8: Každý signální bod zemního obvodu musí mít pouze jeden signální obvod pro uzemnění. Vysvětlivky: Účelem tohoto článku je zabránit rušivým signálům způsobeným rozdíly potenciálů. 3) SH/T 3551-2024, článek 10.4.2: Uzemnění signálních obvodů musí být založeno na metodě jednobodového uzemnění.
GB 50093-2013 Kód pro konstrukci a akceptaci kvality automatizační instrumentační techniky, článek 10.2.9: Při použití uzemněných termočlánků a přístrojů s již uzemněnými snímacími prvky nesmí být na straně zobrazovacího přístroje zajištěno žádné další uzemnění.
Elektromagnetické průtokoměry musí být uzemněny, aby se zajistilo, že měřicí trubice, kapalina a elektrody mají stejný potenciál, čímž se zajistí stabilní referenční signál a sníží se rušení běžného-režimu. Vzhledem k tomu, že elektromagnetické průtokoměry jsou přístroje rychlostního-typu založené na elektromagnetické indukci, jejich elektrody zjišťují indukovanou elektromotorickou sílu generovanou, když kapalina protíná magnetické siločáry. Pokud potenciál kapaliny kolísá, detekční signál bude nestabilní. Proto musí být tento ekvipotenciální bod na místě násilně ustaven- pomocí zemnící smyčky, zemnící elektrody nebo spojovacího potrubí. Správné uzemnění elektromagnetického průtokoměru je nezbytným předpokladem pro přesné měření.
Pokud návrh systému vyžaduje, aby byl signál uzemněn v místě pole, zatímco přijímací přístroj musí být uzemněn v řídicí místnosti (např. kvůli určitým požadavkům na architekturu systému), pouhé uzemnění obou konců nestačí. Musí být použit "elektrický izolátor" (jako je izolační bezpečnostní bariéra nebo signální izolátor).
