KAYAK 2 W - SITEL Control srl
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SITEL Control srl
Via Arnesano, 4 – 20030 Palazzolo Milanese – Milano – Italia
Tel. +39-02-99045994 / Fax +39-02-9101082
e-mail: sitelcontrol@sitelcontrol.it / http://www.sitelcontrol.it
MANUALE OPERATIVO
TERMOMETRI OTTICI SERIE
KAYAK
2 W
H / M / N
V 2.00
P.O.07/ F PAGINA 1 di 16INDICE 1. INTRODUZIONE Premessa Legenda dei simboli di sicurezza utilizzati nel presente manuale Presentazione dello strumento 2. DESCRIZIONE GENERALE Caratteristiche meccaniche Caratteristiche elettriche Specifiche tecniche modelli H/M/N 3. MESSA IN SERVIZIO Area di misura Sistema di fissaggio Sistema di purga ad aria Alimentazione e uscita analogica 4. PROGRAMMAZIONE Compensazione emissività dei materiali Decadimento picco Time-averaging (media temporale “intelligente”) 5. SUGGERIMENTI D’IMPIEGO 6. MANUTENZIONE Pulizia Controllo aria Verifica calibrazione 7. ANALISI DEI RISCHI Rischio di abbagliamento da radiazione LASER 8. ACCESSORI P.O.07/ F PAGINA 2 di 16
1 - INTRODUZIONE
1.1 Premessa
L’uso di questi strumenti é rivolto - IN VIA ESCLUSIVA - a personale competente.
Scopo di questo manuale é la trasmissione delle informazioni necessarie all’uso competente e sicuro
dei prodotti. Esse sono il frutto di un’elaborazione continua e sistematica di dati e prove tecniche
registrate e validate dal Costruttore, in attuazione alle procedure interne di sicurezza e qualità
dell'informazione.
I dati di seguito riportati sono destinati - IN VIA ESCLUSIVA - ad un utenza specializzata, in
grado di interagire con i prodotti in condizioni di sicurezza per le persone, per la macchina e per
l’ambiente, interpretando un’elementare diagnostica delle condizioni di funzionamento anomale e
compiendo semplici operazioni di verifica funzionale, nel pieno rispetto delle norme di sicurezza e
salute vigenti.
Le informazioni riguardanti installazione, montaggio, smontaggio, manutenzione, aggiustaggio ed
installazione di eventuali accessori, dispositivi ed attrezzature, sono destinate – e quindi eseguibili -
sempre ed in via esclusiva da personale specializzato avvertito ed istruito, o direttamente
dall’ASSISTENZA TECNICA DI SITEL Control, nel pieno rispetto delle raccomandazioni
trasmesse dal costruttore e delle norme di sicurezza e salute vigenti.
I dispositivi non possono essere normalmente smontati e riparati in campo.
Per un corretto rapporto col prodotto é necessario garantire leggibilità e conservazione del manuale,
anche per futuri riferimenti. In caso di deterioramento o più semplicemente per ragioni di
approfondimento tecnico ed operativo, consultare direttamente i tecnici di SITEL Control. Al fine
di non incontrare problemi nell’uso di tali strumenti é strettamente indispensabile che l’utente –
PRIMA DI COMINCIARE AD OPERARE - legga con attenzione TUTTE le informazioni
contenute in questo manuale. In una seconda fase, per rintracciare più facilmente le informazioni
necessarie, si può fare riferimento all’indice generale posto all’inizio del manuale.
1.2 Legenda dei simboli di sicurezza
Attenzione, pericolo (ISO 7000, - 0434)
Attenzione, radiazione laser (CEI EN 60825/1)
Alimentazione sia in corrente continua che in corrente alternata (IEC 60417, - 5033)
Morsetto di terra (IEC 60417, - 5017
Giotto rispetta le attuali direttive Europee relativa alla compatibilità elettromagnetica
e alla sicurezza (EMC direttiva 89/336/EEC; bassa tensione direttiva 73/23/EEC;
decreto legge italiana sulla sicurezza dl 626/94.
P.O.07/ F PAGINA 3 di 161.3 Presentazione dello strumento I termometri ottici della serie KAYAK – 2 W sono progettati per essere impiegati nelle più severe condizioni ambientali, coprendo con diversi modelli tutti i possibili campi di applicazione. La costruzione è monolitica e particolarmente robusta: la custodia è realizzata in alluminio Anticorodal anodizzato e risulta completamente ermetica; integra una camicia di raffreddamento ed un efficiente sistema di purga ad aria. L’elaborazione elettronica è completamente digitale e l’informazione di temperatura viene fornita su un’uscita analogica in spira di corrente 4-20 mA a 2 fili Vengono costruiti in tre modelli base, differenti tra loro per il tipo di sensore e di conseguenza per il campo di temperatura di misura: modello N da 150 a 600 °C, modello M da 300 a 1100 °C e modello H da 600 a 2000 °C. Tutti i modelli sono completi di puntatore laser (Classe 3 A, 670 nm) per facilitare il preciso allineamento con l’oggetto da misurare. Il puntatore laser è azionato sia localmente, sia (su richiesta) da postazione remota tramite una tensione continua o alternata da 7 a 24 V fornita separatamente. 2 - DESCRIZIONE GENERALE 2.1 Caratteristiche meccaniche Tutte le parti ottiche ed elettriche sono contenute nella robusta custodia realizzata in alluminio anticorodal anodizzato, adatto all’installazione in ambienti moderatamente aggressivi; risulta essere completamente stagna, per battenti fino ad 1 metro di colonna d’acqua. Le custodie sono identiche per tutti i modelli della serie Kayak; per le misure meccaniche si vedano la figure alla pagina seguente. P.O.07/ F PAGINA 4 di 16
Figura 1: dimensioni meccaniche pirometri serie KAYAK – 2 W P.O.07/ F PAGINA 5 di 16
2.2 Caratteristiche elettriche
Il pirometro viene alimentato direttamente dall’anello di corrente 4-20 mA utilizzato per la
trasmissione e la misura del segnale. La tensione di alimentazione dell’anello di corrente dipende
dall’impedenza totale dell’anello stesso. La polarità di collegamento è indifferente in quanto lo
strumento dispone di dispositivo di riconoscimento automatico della polarità. Il puntatore LASER
deve essere alimentato a parte con una tensione continua compresa tra 7,5 e 24 Vcc o alternata
compresa tra 6 e 18 Vca; anche in questo caso la polarità di collegamento è indifferente .
Alimentazione anello di corrente: 16 ÷ 35 Vcc in tecnica 2 fili
Impedenza anello di corrente: da 20 a 1200 ohm
Grado di protezione: IP65
Uscita analogica: 4-20 mA in tecnica 2 fili
Alimentazione puntatore LASER: : da 7,5 a 24 Vcc o da 6 a 18 Vca – 50 mA max
Figura 2: Collegamenti al connettore di KAYAK – 2 W visto lato connessioni
Collegamenti al connettore
P.O.07/ F PAGINA 6 di 162.3 Specifiche tecniche modelli H/M/N
Questi valori sono riferiti ai modelli standard a catalogo: molti di questi, come per esempio il
campo di misura o le caratteristiche ottiche, possono essere modificati nel limite del possibile per
adattarli ad esigenze particolari; in caso di necessità contattare l’ufficio commerciale.
Campi di misura: 150÷550 °C Modello N
300÷900 °C Modello M
450-1100 °C “ “
600÷1400 °C Modello H
800÷1600 °C “ “
1000-2000 °C “ “
Banda spettrale: 2.6 μm (modello N)
1.6 μm (modelli M)
1 μm (modelli H)
Tempo di risposta: regolabile da 20 a 20000 ms costante su tutta la scala
Minima distanza di lavoro: 500 mm
Rapporto distanza/target: 100:1
Emissività target: 20÷100 % (regolabile)
Accuratezza: +/-3 °C
Temperatura di riferimento: 23 °C
Temperatura ambiente: 0÷50 °C nominali / -10- 70 °C massimi (senza raffreddamento)
Deriva termica: 0,2 °C/°C ambiente
Uscita analogica: 4-20 mA su anello di corrente a 2 fili, lineare sul campo di misura
Peso: 1,5 Kg
3 - MESSA IN SERVIZIO
3.1 Area di misura
Un termometro ottico ricava la temperatura in base alla quantità di raggi infrarossi irradiata dalla
superficie di misura.
Tale superficie ha forma circolare ed un diametro che dipende dalla distanza dal pirometro: al
crescere della distanza, aumentano le sue dimensioni; la misura è proporzionale alla media delle
temperature all’interno di questa zona.
Si definisce un rapporto, caratteristico per ogni pirometro, tra la distanza del target ed il suo
diametro; per esempio, il rapporto di 100:1 significa che alla distanza di 1 metro il target ha il
diametro di (1000:100)=10 mm.
Questo rapporto dipende da come viene costruita l’ottica del pirometro ed è possibile richiedere
strumenti con valori particolari; si riporta sotto la rappresentazione grafica di come cresce l’area di
misura con la distanza.
P.O.07/ F PAGINA 7 di 16Figura 3: aumento del diametro del target con la distanza dal pirometro
Grafico target
distanza (mm) 500 1000 2000
diametro (mm) 5 10 20 modelli H/M 100:1
Si presti attenzione alle seguenti considerazioni:
Vi è una distanza minima al di sotto della quale l’ottica non è più a fuoco; l’impiego dello
strumento in queste condizioni richiede alcune speciali precauzioni, soprattutto se l’oggetto
da misurare è piuttosto piccolo.
In generale, è indispensabile che l’area di misura sia poco più piccola delle dimensioni
dell’oggetto caldo; se è più grande, il pirometro medierà la sua temperatura con quella dello
sfondo (con conseguente errore); se le due aree sono circa uguali, diventa molto critica
l’operazione di puntamento; se il target di misura è invece molto più piccolo dell’oggetto si
ottiene una misura molto sensibile ai gradienti locali di temperatura, non sfruttando l’effetto
di media superficiale.
Per i dati corretti di distanza e target, fare riferimento all’etichetta posta sullo strumento.
3.2 Sistema di fissaggio
Sotto il corpo dello strumento è presente una piastra di fissaggio, collegata allo strumento stesso
mediante 4 viti; tale piastra può essere forata per essere agganciata a qualsiasi supporto.
Si presti attenzione ai seguenti punti:
NON effettuare fori di fissaggio sul corpo dello strumento
Scegliere una posizione per quanto possibile protetta da calore, vibrazioni, urti e polvere
NON interporre alcun ostacolo sul percorso ottico dello strumento; anche una comune lastra
di vetro produce errori di misura sui modelli H/M ed impedisce del tutto il funzionamento
dei modelli L e GF; in caso di necessità, contattare Sitel Control per la fornitura di finestre
in materiale adatto
P.O.07/ F PAGINA 8 di 163.3 Sistema di purga ad aria
Il termometro è dotato di un innesto rapido per tubo in Rielsan da 6 mm, relativo al sistema di purga
della lente; il sistema va alimentato collegando un leggero flusso d’aria compressa che consente di
mantenere pulita la lente dello strumento da polvere e detriti, che produrrebbero notevoli errori di
misura qualora la occultassero anche parzialmente.
La portata dell’aria va scelta sperimentalmente in modo da ottenere i risultati descritti; l’aria a sua
volta deve essere pulita, priva di tracce d’olio o umidità, provvedendo se necessario un filtro
opportuno
3.4 Alimentazione e uscita analogica
KAYAK - 2 W è dotato di una interfaccia analogica standard del tipo ad anello di corrente 4-20 mA
a 2 fili, lineare sul campo di misura dello strumento. Essa è stata progettata per consentire il
collegamento con idonei ingressi analogici di PLC, indicatori, registratori, PC industriali, con un
semplice collegamento a due fili. Le caratteristiche di alimentazione dell’anello di corrente sono già
state descritte nel paragrafo 2.2. L’impiego di interfacce analogiche richiede alcune precauzioni e lo
scrupoloso rispetto degli schemi di collegamento possibili, da discutere in caso di dubbio coi tecnici
SITEL Control.
Le caratteristiche elettriche dello strumento sono già state descritte nel paragrafo 2.2. Si
raccomandano i punti seguenti:
Quale cavo di collegamento utilizzare esclusivamente del cavo schermato, soprattutto se
esso risultasse molto lungo.
Collegare la messa a terra, che oltre a garantire la necessaria sicurezza elettrica, migliora
anche la reiezione dello strumento ai disturbi elettromagnetici.
Scegliere la tensione di alimentazione dell’anello di corrente in funzione dell’impedenza
degli apparecchi di misura facenti parte dell’anello stesso. In ogni caso la tensione ai capi
dello strumento non deve eccedere i 35 V.
Alimentando l’anello di corrente in cui è presente lo strumento a tensioni sensibilmente
diverse di quelle riportate nel paragrafo 2.2 del presente manuale senza tener conto delle
varie impedenze in gioco, si rischia di danneggiare seriamente lo strumento stesso e quanto
ad esso è collegato. SITEL Control srl declina ogni responsabilità diretta o indiretta per
danni a persone o cose derivate da quest’inosservanza..
In ambienti molto “rumorosi” si suggerisce di collegare un condensatore ceramico di filtro
da 1 μF direttamente sui morsetti dell’ ingresso analogico dell’apparecchio ricevente.
Il carico massimo pilotabile è di circa 1200 ohm, mentre quello minimo è di 20 ohm;
qualora i dispositivi collegati presentassero una impedenza molto inferiore (ve ne sono da
2.49 ohm), si consiglia di collegare in serie all’anello di corrente il resistore da 47 ohm / 2W
fornito in dotazione.
Nota: posizionando i selettori di Emissività (vedi capitolo 4) su “19” è possibile attivare una
modalità speciale di test per il loop di corrente: se tutto è collegato correttamente e perfettamente
funzionante, con tale settaggio lo strumento eroga una corrente costante di 12,00 +/- 0,01 mA.
P.O.07/ F PAGINA 9 di 164 - PROGRAMMAZIONE KAYAK – 2 W ha la possibilità di regolare a bordo l’emissività del materiale, di inserire una funzione di decadimento del picco e una funzione di time-averaging “intelligente” (algoritmo IIR) per applicazioni di tipo “stand alone”. La regolazione avviene tramite 4 commutatori decadici rotativi accessibili rimuovendo svitando il tappo in plastica presente sul retro dello strumento. . Figura 4: Comandi per la regolazione di emissività, time - average e picco sui termometri della serie KAYAK – 2 W 4.1 Compensazione emissività dei materiali Si ricorda che l’emissività di un corpo è definita come il rapporto tra la radiazione emessa dalla superficie del corpo stesso e quella emessa da un corpo nero ideale che si trovi alla stessa temperatura; i valori variano da 0 (uno specchio ideale) a 100% (corpo nero ideale) e dipendono da diversi fattori, quali il tipo di materiale, la rugosità superficiale, l’angolo di posizionamento tra pirometro e superficie. Nelle pagine seguenti vengono riportati i valori indicativi di emissività per alcuni materiali, validi per incidenza ortogonale e superficie di media rugosità, che andranno corretti sperimentalmente in funzione delle proprie specifiche caratteristiche. P.O.07/ F PAGINA 10 di 16
METALLI
MATERIALE KAYAK - 2 W H, M e N
ALLUMINIO 0,13
OSSIDATO 0,40
CROMO 0,45
OSSIDATO 0,75
COBALTO 0,32
OSSIDATO 0,70
RAME 0,08
OSSIDATO 0,85
ORO 0,05
FERRO & ACCIAIO 0,35
OSSIDATO 0,85
PIOMBO 0,35
OSSIDATO 0,85
MAGNESIO 0,28
OSSIDATO 0,75
MOLIBDENO 0,33
OSSIDATO 0,80
NICKEL 0,35
OSSIDATO 0,85
PLATINO 0,27
ARGENTO 0,05
OSSIDATO 0,10
STAGNO 0,40
OSSIDATO 0,60
TITANIO 0,55
OSSIDATO 0,80
ZINCO 0,50
OSSIDATO 0,60
P.O.07/ F PAGINA 11 di 16LEGHE
MATERIALE KAYAK - 2 W H, M e N
OTTONE 0,3
OSSIDATO 0,70
INCONEL 0,3
OSSIDATO 0,85
CHROMEL-ALUMEL 0,3
OSSIDATO 0,80
NICHELCROMO 0,3
OSSIDATO 0,85
REFRATTARI
MATERIALE KAYAK - 2 W H, M e N
ALLUMINA 0,90
MATTONE
ROSSO 0,80
REFR. BIANCO 0,30
SILICATO 0,55
SILLIMANITE 0,60
CERAMICA 0,40
VARIE
MATERIALE KAYAK - 2 W H, M e N
AMIANTITE 0,90
ASFALTO 0,85
CARBONE
GRAFITE 0,85
NEROFUMO 0,95
CEMENTO &
CALCESTRUZZO 0,65
TESSUTO 0,75
CARTA
VETRO
20 mm spess 0,80
P.O.07/ F PAGINA 12 di 164.2 Decadimento Picco
Tale funzione, disattivabile ponendo il suo commutatore rotativo a [0], cambia il modo di
funzionamento: il pirometro segue in tempo reale gli aumenti di temperatura, mentre quando questa
diminuisce la misura cala solo con il rateo di discesa programmato.
È utile per stabilizzare la misura di oggetti periodicamente oscurati o in presenza di discontinuità
nel materiale da misurare.
Commutatore su: Valore del decadimento in °C/s per la funzione picco
0 Funzione picco esclusa
1 1 °C/s
2 2 °C/s
3 4 °C/s
4 8 °C/s
5 16 °C/s
6 32 °C/s
7 64 °C/s
8 128 °C/s
9 256 °C/s
Figura 5: significato della funzione picco
È possibile impostare in fabbrica due differenti modalità di funzionamento della funzione picco,
1) Il decadimento continua solo se la temperatura dell’ oggetto misurando è al di sopra del valore
limite di inizio scala dello strumento, altrimenti viene segnalata immediatamente la condizione di
fuori scala basso.
2) Il decadimento continua fino al raggiungimento del valore limite di inizio scala dello strumento,
anche se la temperatura dell’oggetto misurando è al di sotto di tale valore o se il misurando stesso
non è più all’interno del target di misura dello strumento.
Il passaggio da una modalità all’altra può essere effettato solo dai tecnici di SITEL Control in
laboratorio, in quanto richiede modifiche alla configurazione interna della scheda di sistema.
P.O.07/ F PAGINA 13 di 164.3 Time-averaging (media temporale “intelligente”)
Tale funzione, disattivabile ponendo il suo commutatore rotativo a [0], permette di rendere stabile la
lettura nel caso di oscillazioni moderate causate, ad esempio, da vapore acqueo, fumi, disuniformità
del materiale, vibrazioni meccaniche del pezzo in esame, etc. Piccole variazioni dell’ ordine del
tempo impostato saranno in pratica cancellate, mentre le variazioni di maggior entità verranno
comunque rilevate in maniera “addolcita”.
Commutatore su: Valore della funzione di time-average in ms
0 20 ms (lettura diretta)
1 50 ms
2 100 ms
3 200 ms
4 500 ms
5 1000 ms (1 s)
6 2000 ms (2 s)
7 5000 ms (5 s)
8 10000 ms (10 s)
9 20000 ms (20 s)
Figura 6: significato della funzione time-averaging
5 - SUGGERIMENTI D’IMPIEGO
I tecnici di SITEL Control sono disponibili per l’esame di tutte le possibili applicazioni, anche le
più inusuali.
P.O.07/ F PAGINA 14 di 16L’ampia esperienza maturata in anni di esercizio consente di far fronte a qualunque esigenza di
installazione; contattateci con fiducia.
6 - MANUTENZIONE
6.1 Pulizia
Un termometro ottico “vede” l’oggetto di misura attraverso la sua lente frontale: se essa è sporca,
bagnata o graffiata esso non misura più.
Occorre pertanto procedere alla sua verifica periodica, provvedendo eventualmente alla sua pulizia:
La lente di KAYAK – 2 W è di vetro ottico, per cui per la sua pulizia si può utilizzare un
comune detergente.
6.2 Controllo aria
L’aria di purga e raffreddamento deve essere sempre asciutta e pulita, per cui occorre provvedere al
controllo periodico dell’apposito filtro, provvedendo eventualmente alla sua sostituzione.
6.3 Verifica calibrazione
La verifica della corretta calibrazione dello strumento è possibile solo con l’impiego di apposita
sofisticata strumentazione dedicata, per cui è possibile solo presso il laboratorio di SITEL Control.
La stabilità della componentistica e dei sensori impiegati la rende di solito non necessaria, ma dopo
lunghi periodi di funzionamento si può rendere necessaria la ricalibrazione, soprattutto per via
dell’eventuale degradazione meccanica delle superfici ottiche esposte all’esterno.
7 – ANALISI DEI RISCHI
Gli strumenti della serie KAYAK – 2 W sono stati progettati per rispondere alle usuali norme di
sicurezza; se correttamente impiegati non presentano alcun rischio per gli operatori.
Si raccomanda di non impiegare lo strumento per scopi diversi da quello per cui è stato costruito.
KAYAK – 2 W non è stato progettato per applicazioni nelle quali un malfunzionamento può indurre
gravi rischi per la vita umana o comunque gravi danni economici e/o ambientali.
Si riporta di seguito l’unico punto a cui prestare significativa attenzione.
7.1 Rischio di abbagliamento da radiazione LASER
I pirometri della serie KAYAK – 2 W sono equipaggiati di serie con un
puntatore LASER che serve per facilitare il puntamento dello stesso
sull’oggetto da misurare; non fissare mai il fascio LASER ne ad occhio nudo,
ne tramite strumento ottico. Ciò infatti potrebbe causare gravi lesioni
P.O.07/ F PAGINA 15 di 16all’occhio dell’osservatore. - LASER di categoria 3 a 670 nm secondo
classificazione CEI 76/2 – norma CEI EN 60825/1.
8 - ACCESSORI
Gli strumenti della serie KAYAK – 2 W sono stati progettati per consentire la massima versatilità di
funzionamento, integrando nello stesso strumento le più comuni funzioni processo.
SITEL Control dispone del seguente indicatore digitale, perfettamente compatibile con KAYAK – 2
W, utile quando si voglia riportare la visualizzazione della temperatura su un quadro remoto.
1. SA – 2 W: Indicatore digitale a LED con 4+1 cifre
- Due livelli di allarme, con uscita a relé.
- Alimentazione del termometro collegato in anello di corrente 2 fili.
- Funzioni di processo (picco, media mobile, soglia e altro).
- Uscite analogica programmabile e seriale RS 485
- Custodia DIN 48x96 profondità160 mm - Alimentazione 220 Vac.
- Collegabile a KAYAK – 2 W tramite interfaccia analogica 4-20 mA a 2 fili.
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