Les trois principales catégories d'instruments suivantes nécessitent que la mise à la terre du signal (mise à la terre fonctionnelle) soit effectuée sur-site, conformément au principe de "mise à la terre en un seul point-des boucles de signal", afin d'éviter la formation de boucles de terre susceptibles d'introduire des interférences.
Instruments nécessitant une mise à la terre du signal sur le site d'installation
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Taper |
Raisons pour lesquelles les signaux de terrain doivent être mis à la terre |
Base principale |
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Thermocouple de type-terre |
Son extrémité de mesure (hot end) est connectée directement à l'équipement de traitement (qui est généralement mis à la terre) via un manchon de protection métallique, et la source de signal elle-même sert de point de mise à la terre. Si une connexion à la terre supplémentaire est établie du côté de la salle de contrôle, une boucle de mise à la terre à deux-points sera formée. |
HG/T 20513-2014, clause 5.1.3 (Notes explicatives) : "Les instruments tels que les thermocouples mis à la terre, les pH-mètres et les débitmètres électromagnétiques ne doivent être mis à la terre que sur site." |
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pH-mètre (acidomètre) |
L'électrode de référence est connectée à la terre via la solution électrolytique testée, et la source de signal (électrode) elle-même est déjà mise à la terre. |
HG/T 20513-2014, clause 5.1.3 (Notes explicatives) : "Les instruments tels que les thermocouples mis à la terre, les pH-mètres et les débitmètres électromagnétiques ne doivent être mis à la terre que sur site." |
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Débitmètre électromagnétique |
Le principe de mesure nécessite que le capteur, le milieu conducteur mesuré et la tuyauterie du processus restent au même potentiel, établissant ainsi un point zéro de référence stable et propre pour la faible force électromotrice induite (de l'ordre du millivolt). Cette liaison équipotentielle doit être réalisée sur le site d'installation du capteur (sur le terrain). |
HG/T 20513-2014, clause 5.1.3 (Notes explicatives) : "Les instruments tels que les thermocouples mis à la terre, les pH-mètres et les débitmètres électromagnétiques ne doivent être mis à la terre que sur site." |
Explication
Principe de mise à la terre à un-point. Pour les trois types d'instruments mentionnés ci-dessus, le point de mise à la terre de la boucle de signal est fixé sur le terrain. Si la source du signal (instrument de terrain) et l'extrémité de réception (système de salle de contrôle) sont mises à la terre, une différence de potentiel peut exister entre les deux emplacements, créant ainsi une « boucle de masse » dans la couche de blindage ou la ligne de signal. Ce courant se superposera au signal de mesure utile, provoquant de graves interférences et entraînant des valeurs de mesure instables, fluctuantes ou inexactes. Pour les signaux faibles des débitmètres électromagnétiques, allant de quelques microvolts à quelques millivolts, de telles interférences sont catastrophiques. Remarque spéciale : la couche de blindage des câbles de signaux pour ces types d'instruments doit être mise à la terre du côté de la salle de contrôle (terre de travail) ; cependant, étant donné que le circuit de signal lui-même (comme la borne négative d'un thermocouple ou la ligne de signal d'un débitmètre) est déjà mis à la terre sur le site, le côté salle de contrôle doit rester isolé et une mise à la terre supplémentaire est strictement interdite.
Le principe « un seul point de mise à la terre par boucle de signal » : 1) HG/T 20513-2014, clause 5.1.2, notes explicatives : chaque boucle de signal d'instrument ne doit avoir qu'un seul point de mise à la terre. 2) GB 50093-2013, clause 10.2.8 : chaque circuit d'instrumentation ne doit avoir qu'un seul point de mise à la terre du circuit de signal. Notes explicatives : Cette clause est destinée à empêcher les signaux d'interférence causés par des différences de potentiel. 3) SH/T 3551-2024, clause 10.4.2 : La mise à la terre des circuits de signaux doit adopter une méthode de mise à la terre en un seul point.
Code GB 50093-2013 pour la construction et l'acceptation de la qualité de l'ingénierie des instruments d'automatisation, clause 10.2.9 : lors de l'utilisation de thermocouples et d'instruments mis à la terre avec des éléments de détection déjà mis à la terre, aucune mise à la terre supplémentaire ne doit être fournie du côté de l'instrument d'affichage.
Les débitmètres électromagnétiques doivent être mis à la terre pour garantir que le tube de mesure, le fluide et les électrodes sont au même potentiel, fournissant ainsi une référence de signal stable et réduisant les interférences en mode commun-. Étant donné que les débitmètres électromagnétiques sont des instruments de type vitesse-basés sur l'induction électromagnétique, leurs électrodes détectent la force électromotrice induite générée lorsque le fluide traverse les lignes de champ magnétique. Si le potentiel fluide fluctue, le signal de détection sera instable. Par conséquent, ce point équipotentiel doit être établi de force sur-site à l'aide d'une boucle de mise à la terre, d'une électrode de mise à la terre ou d'un tuyau de raccordement. Une bonne mise à la terre du débitmètre électromagnétique est une condition préalable nécessaire pour une mesure précise.
Si la conception du système nécessite que le signal soit mis à la terre sur le terrain alors que l'instrument de réception doit être mis à la terre dans la salle de contrôle (par exemple, en raison de certaines exigences d'architecture du système), la simple mise à la terre des deux extrémités n'est pas suffisante. Un « isolateur électrique » (tel qu'une barrière de sécurité isolante ou un isolateur de signal) doit être utilisé.
