RECOMENDAÇÃO INTERNACIONAL OIML R 49 -2 Edição 2006 (E) ______________________________________________________________________ Hidrômetros para a medição de água potável fria e quente Parte 2 Métodos de ensaio ______________________________________________________________________ ORGANIZAÇÃO INTERNACIONAL DE METROLOGIA LEGAL 1 Índice Apresentação ........................................................................................................................................ 4 Parte 2: MÉTODOS DE ENSAIO......................................................................................................... 5 1 ESCOPO ....................................................................................................................................... 5 2 TERMINOLOGIA 3 CONDIÇÕES DE REFERÊNCIA .................................................................................................. 6 4 SÍMBOLOS, UNIDADES E EQUAÇÕES ..................................................................................... 7 5 EXAME EXTERNO ...................................................................................................................... 7 5.1 Objeto do exame ................................................................................................................. 7 5.2 Preparação ......................................................................................................................... 7 5.3 Procedimentos para o exame ............................................................................................. 7 6 ENSAIOS DE DESEMPENHO PARA TODOS OS HIDRÔMETROS .......................................... 13 6.1 Requisitos comuns a todos os ensaios .............................................................................. 13 6.2 Ensaio de pressão estática (R 49-1, 6.2.5) ........................................................................ 14 6.3 Determinação dos erros intrínsecos (de indicação) (R 49-1, 6.2.4) e efeitos da posição de funcionamento do medidor (R 49-1, 6.2.4.3) ................................ 15 6.4 Ensaio de temperatura da água (R 49-1, 3.2.7) ................................................................. 22 6.5 Ensaio de pressão da água (R 49-1, 3.2.7) ........................................................................ 22 6.6 Ensaio de contrafluxo (R 49-1, 3.2.6) ................................................................................. 23 6.7 Ensaio de perda de carga (R 49-1, 6.2.6) .......................................................................... 24 6.8 Ensaios de perturbação do escoamento (R 49-1, 5.3.4) .................................................... 27 6.9 Ensaios de durabilidade (R 49-1, 6.2.7) ............................................................................. 28 6.10 Ensaio de campo magnético ............................................................................................ 34 6.11 Ensaio ambiental ................................................................................................................ 34 7 ENSAIOS DE DESEMPENHO RELATIVOS ÀS GRANDEZAS DE INFLUÊNCIA E PERTURBAÇÕES ........................................................................................................................ 34 7.1 Requisitos gerais (R 49-1, A.1) ..................................................................................... 34 7.2 Calor seco (sem condensação) (R 49-1, A.6.1) ............................................................ 38 7.3 Frio (R 49-1, A.6.2) ........................................................................................................ 39 7.4 Calor úmido, cíclico (com condensação) (R 49-1, A.6.3) .............................................. 40 7.5 Variação na tensão de alimentação (R 49-1, A.6.4) ..................................................... 41 7.6 Vibração (aleatória) (R 49-1, A.6.5) ............................................................................... 43 7.7 Choque mecânico (R 49-1, A.6.6) ................................................................................. 44 7.8 Redução de curta duração na alimentação (R 49-1, A.6.7) .......................................... 45 7.9 Descargas elétricas (R 49-1, A.6.8) .............................................................................. 46 7.10 Descarga eletrostática (R 49-1, A.6.9) .......................................................................... 48 7.11 Susceptibilidade eletromagnética (R 49-1, A.6.10) ....................................................... 49 7.12 Campo magnético estático (R 49-1, 6.2.8) .................................................................... 51 8 PROGRAMA DE ENSAIO PARA APROVAÇÃO DE MODELO ................................................. 52 8.1 Número requerido de amostras ..................................................................................... 52 8.2 Ensaios de desempenho aplicáveis a todos os hidrômetros ........................................ 53 8.3 Ensaios de desempenho aplicáveis a hidrômetros eletrônicos, hidrômetros mecânicos equipados com dispositivos eletrônicos e suas peças separáveis ............. 53 8.4 Aprovação de modelo de peças separáveis de hidrômetros ........................................ 54 8.5 Famílias de hidrômetros ................................................................................................ 55 9 ENSAIOS PARA VERIFICAÇÃO INICIAL ................................................................................... 55 9.1 Verificação inicial de hidrômetros completos e compostos ........................................... 55 9.2 Verificação inicial das peças separáveis de hidrômetros .............................................. 56 10 APRESENTAÇÃO DE RESULTADOS ........................................................................................ 57 10.1 Objeto dos relatórios ...................................................................................................... 57 10.2 Identificação e dados de ensaio a serem incluídos nos relatórios ................................ 57 2 ANEXO A (Obrigatório) ...................................................................................................................... 58 Exame do modelo e ensaio das unidades de verificação dos dispositivos eletrônicos ANEXO B (Obrigatório) ...................................................................................................................... 61 Cálculo do erro relativo (de indicação) de hidrômetros ANEXO C (Obrigatório) ...................................................................................................................... 69 Requisitos de instalação para ensaio de perturbação de escoamento ANEXO D (Obrigatório) ...................................................................................................................... 70 Avaliação do modelo de uma família de hidrômetros ANEXO E (Informativo) ....................................................................................................................... 72 Exemplos de métodos e componentes utilizados para ensaios de hidrômetros concêntricos ANEXO F (Informativo) ....................................................................................................................... 74 Determinação da densidade da água ANEXO G (Informativo) ...................................................................................................................... 75 Incertezas máximas na medição dos fatores de influência e perturbações ANEXO H (Informativo) ...................................................................................................................... 78 Ensaio de perda de carga Detalhes das tomadas de pressão anular, orifícios e aberturas Bibliografia .......................................................................................................................................... 81 3 Apresentação A Organização internacional de Metrologia Legal (OIML) é uma organização mundial, intergovernamental, cujo objetivo primordial é harmonizar as regulamentações e os controles metrológicos aplicados pelos serviços metrológicos nacionais ou organizações correlatas de seus Estados Membros. As principais categorias de publicações da OIML são as seguintes: • Recomendações Internacionais (OIML R), que são regulamentações modelo que estabelecem as características metrológicas exigidas de determinados instrumentos de medição e que especificam métodos e equipamentos para a verificação de sua conformidade. Os Estados Membros da OIML devem implementar essas Recomendações da maneira mais abrangente possível; • Documentos Internacionais (OIML D), de natureza informativa destinados a harmonizar e aprimorar o trabalho no campo da metrologia legal. • Guias Internacionais (OIML G), também de natureza informativas e destinados a fornecer diretrizes para a aplicação de determinados requisitos à metrologia legal; e • Publicações Básicas Internacionais (OIML B), que definem as normas de operação das várias estruturas e sistemas da OIML. As Minutas das Recomendações, Documentos e Guias da OIML são desenvolvidas por Comitês ou Subcomitês Técnicos formados por representantes dos Estados Membros. Certas instituições internacionais e regionais também participam como consultores. Estabeleceram-se acordos de cooperação entre a OIML e outras instituições, como a ISO e a IEC com o objetivo de evitar exigências contraditórias. Portanto, os fabricantes e usuários de instrumentos de medição, os laboratórios de ensaios, etc. podem aplicar simultaneamente as publicações da OIML e as publicações dessas outras instituições. As Recomendações Internacionais, os Documentos, os Guias e as Publicações Básicas são publicados em inglês (I), traduzidos para o francês (F), e revisados periodicamente. Além disso, a OIML publica ou participa das publicações dos Vocabulários (OIML V) e periodicamente contrata peritos em metrologia legal para elaborar Laudos Periciais (OIML E). Os Laudos Periciais destinam-se a fornecer informações e orientação, e são elaborados exclusivamente sob o ponto de vista do autor, sem o envolvimento de Comitês ou Subcomitês Técnicos ou mesmo da OIML. Assim, eles não representam necessariamente as opiniões da OIML. Esta publicação – referência OIML R 49-2, Edição 2006 – foi desenvolvida pelo Subcomitê Técnico TC 8/SC 5 Hidrômetros. Esta Edição substitui a edição da OIML R 49-2 – Hidrômetros para a medição de água potável fria. Parte 2 Métodos de ensaio (Edição 2004) e OIML R 72 Medidores para água quente (Edição 1985). Foi aprovada para publicação final pelo Comitê Internacional de Metrologia Legal em 2006 e será apresentada à Conferência Internacional de Metrologia Legal em 2008 para ratificação formal. As Publicações da OIML podem ser baixadas do web site da OIML no formato de arquivos PDF. Informações adicionais sobre as Publicações da OIML podem ser obtidas na sede na Organização: Bureau International de Métrologie Légale 11, rue Turgot – 75009 Paris – France Telefone: +33 (0)1 48 78 12 82 Fax: +33 (0)1 42 82 17 27 E-mail: [email protected] Internet: www.oiml.org 4 Hidrômetros para a medição de água potável fria e quente Parte 2 Métodos de ensaio 1 ESCOPO Esta Recomendação aplica-se aos ensaios de avaliação do modelo e verificação inicial de hidrômetros destinados à medição de água potável fria e quente conforme definido na OIML R 49-1 [1]. Podem-se emitir Certificados de Conformidade da OIML para os hidrômetros abrangidos pelo Sistema de Certificação da OIML, desde que as três partes desta Recomendação sejam utilizadas de acordo com as normas do Sistema. Esta Recomendação estabelece os detalhes do programa de ensaios, princípios, equipamentos e procedimentos utilizados para os ensaios de avaliação do modelo e verificação inicial de tipos de medidores. As disposições desta Recomendação também se aplicam aos dispositivos auxiliares, se exigido pela regulamentação nacional. As disposições incluem requisitos para o ensaio do hidrômetro completo e ensaio do transdutor de medição (inclusive sensor de vazão ou volume) e do dispositivo calculador (inclusive dispositivo indicador) como unidades separadas. 2 TERMINOLOGIA Os termos e definições listados na R 49-1 [1] se aplicam a esta Recomendação. Algumas das definições utilizadas nesta Recomendação estão em conformidade com a terminologia utilizada na IEC 60068-1 [10] e foram adaptadas quando necessário. 2.1 Vazão de ensaio Vazão média durante um ensaio, calculada a partir das indicações de um dispositivo de referência calibrado. É o quociente do volume real que passa através do hidrômetro dividido pelo tempo que este volume demora a passar através dele. 2.2 Hidrômetro em linha Tipo de hidrômetro, instalado diretamente em um conduto fechado por meio das conexões nas suas extremidades (rosqueadas ou flangeadas). 2.3 Medidor concêntrico Tipo de hidrômetro instalado em um conduto fechado por meio de uma conexão intermediária chamada corpo de conexão. As passagens de entrada e saída na interface do hidrômetro e do corpo de conexão são coaxiais. 2.4 Corpo de conexão do hidrômetro concêntrico: Peça específica para a conexão de hidrômetros concêntricos. 2.5 Medidor Completo Medidor que não possui transdutor de medição (inclusive sensor de vazão ou de volume) e dispositivo calculador (inclusive dispositivo indicador) separáveis. 5 2.6 Medidor combinado Medidor que possui transdutor de medição (inclusive sensor de vazão ou de volume) e dispositivo calculador (inclusive dispositivo indicador) separáveis. 2.7 Hidrômetro composto Medidor formado por um medidor grande, um medidor pequeno e um dispositivo de chaveamento que, dependendo da magnitude da vazão que escoa por ele, direciona esta vazão automaticamente ao medidor grande, ao pequeno, ou a ambos. 2.8 Equipamento sob ensaio Hidrômetro completo, peça de um hidrômetro, ou dispositivo auxiliar. 2.9 Sensor de vazão ou sensor de volume Peça do hidrômetro (como disco, pistão, roda, elemento da turbina, ou bobina eletromagnética) que detecta a vazão ou o volume de água que escoa através dele. Nota: O transdutor de medição inclui o sensor de vazão ou sensor de volume. 2.10 Estabilidade da temperatura Haverá estabilidade quando a temperatura de todas as peças do equipamento sob ensaio apresentarem uma diferença de apenas 3°C entre elas, ou salvo especificação contrária fornecida pelo fabricante. 2.11 Pré-condicionamento Tratamento do equipamento sob ensaio com o objetivo de eliminar ou parcialmente neutralizar os efeitos de seu histórico. Quando necessário, este é o primeiro processo do procedimento de ensaio. 2.12 Condicionamento Exposição do equipamento sob ensaio a uma condição ambiental (fator de influência ou perturbação) para determinação de seus efeitos. 2.13 Recuperação Tratamento do equipamento sob ensaio, após condicionamento, para que as suas propriedades possam se estabilizar antes da medição. 3 CONDIÇÕES DE REFERÊNCIA Todas as grandezas de influência aplicáveis, exceto aquela submetida ao ensaio, devem ser mantidas nos valores listados abaixo durante os ensaios de aprovação de modelo no hidrômetro. Entretanto, para os fatores de influência e as perturbações em hidrômetros eletrônicos admite-se a utilização das condições de referência definidas na norma IEC aplicável: Vazão (vazão de referência ): Temperatura da Água Pressão da Água 5.4 da R Faixa de temperatura ambiente: Faixa de umidade relativa do ambiente Faixa de pressão atmosférica ambiente: Tensão de alimentação (redes CA): 0,7 x (Q2 + Q3) ± 0,03 x (Q2 + Q3) Dentro da faixa de ± 5°C do(s) valor(es) de referência. (Vide Tabela 1 da R 49-1 [1]) Dentro das condições nominais de operação (Vide item 49-1 [1]) 15ºC a 25ºC 45% a 75% 86 kPa a 106 kPa (0,86 bar a 1,06 bar) Tensão nominal (Unom) ± 5% 6 Freqüência de alimentação: Tensão de alimentação (bateria): Freqüência nominal (fnom) ± 2% Uma tensão V variando entre Ubmin ≤ V ≤ Ubmax Durante cada ensaio, a temperatura e umidade relativa não devem variar mais do que 5ºC ou 10%, respectivamente, dentro da faixa de referência. 4 SÍMBOLOS, UNIDADES E EQUAÇÕES As equações, os símbolos e suas unidades referentes ao cálculo do erro (de indicação) do hidrômetro utilizados nesta Recomendação são fornecidos no Anexo B. 5 EXAME EXTERNO Durante o exame externo todos os valores, dimensões e observações relevantes devem ser registrados. Notas: 1) Para a apresentação dos resultados dos exames de modelo vide item 10. 2) Os itens relevantes da R 49-1 estão relacionados abaixo, entre parênteses. 5.1 Objeto do exame Verificar se o hidrômetro atende aos requisitos da R 49-1 no tocante ao projeto do dispositivo indicador, às marcações do medidor e à aplicação dos dispositivos de proteção. 5.2 Preparação As medições lineares extraídas do medidor devem ser realizadas com dispositivos de medição rastreáveis e calibrados. As dimensões reais ou aparentes das escalas do dispositivo indicador devem ser obtidas sem remover a cúpula do medidor ou sem desmontá-lo. Nota: Pode-se utilizar um microscópio mensurador (catetômetro) para medir a largura, espaçamento e altura das divisões de escala e a altura dos numerais. 5.3 Procedimentos para o exame Os aspectos do projeto do medidor citados abaixo devem ser examinados em no mínimo um medidor da amostra. Pode-se usar a mesma amostra de medidor para todos os exames externos ou podem-se usar diferentes medidores da amostra para alguns exames. 5.3.1 1) Marcações e inscrições (R 49-1, 5.6) Verificar se o hidrômetro está clara e indelevelmente marcado com as seguintes informações, agrupadas ou distribuídas na carcaça, no mostrador do dispositivo indicador, na placa de identificação, ou na tampa do hidrômetro, se esta não for removível: a. b. c. d. e. f. 3 Unidade de medição: metro cúbico ou m ; Classe de exatidão, quando ela diferir da classe de exatidão 2; Valor numérico de Q3, a relação Q3/Q1 e a relação Q2/Q1 quando ela diferir de 1,6; Tipo de marca de aprovação do modelo de acordo com as regulamentações nacionais; Nome ou marca registrada do fabricante; Ano de fabricação e número de série (o mais próximo possível do dispositivo indicador); 7 g. h. Direção do fluxo (mostrado em ambos os lados da carcaça, ou em um só lado, desde que a seta indicadora da direção do fluxo seja facilmente visível sob todas as circunstâncias); Pressão máxima admissível (PMA) se exceder 1 MPa (10 bar); Nota: i. j. k. A unidade de pressão bar pode ser utilizada quando permitido pelas regulamentações nacionais. Letra V ou H, se o hidrômetro puder ser operado somente na posição vertical ou horizontal; Classe de temperatura, quando diferir de T30; Perda máxima de pressão, se necessário; e as seguintes inscrições adicionais devem ser fornecidas, quando necessário, aos hidrômetros com dispositivos eletrônicos: l. Fonte de alimentação de energia externa: tensão e freqüência; m. Bateria substituível: data limite para a substituição da bateria; n. Bateria não substituível: data limite para a substituição do medidor. 2) Completar o item de referência R 49-1, 5.6 (a) – (n) no item 4.1.1 do relatório R 49-3. 5.3.2 Dispositivo indicador (R 49-1, 5.7) 5.3.2.1 Função (R 49-1, 5.7.1.1) 1) Verificar se o dispositivo indicador do hidrômetro possibilita uma leitura fácil, confiável e inequívoca do volume exibido. 2) Verificar se o dispositivo indicador inclui recursos visuais para ensaio e calibração. 3) Se o dispositivo indicador incluir elementos adicionais para ensaio e calibração através de outros métodos como ensaio e calibração automáticos, registrar o(s) tipo(s) de dispositivo. 4) Se o medidor for um hidrômetro composto com dois dispositivos indicadores, os itens 5.3.2.1 a 5.3.2.6 devem ser aplicados a ambos os dispositivos. 5) Completar o item de referência R 49-1, 5.7.1.1 no item 4.1.1 do relatório R 49-3. 5.3.2.2 1) 2) 3) Verificar se o volume indicado de água está expresso em metros cúbicos. 3 Verificar se o símbolo m aparece no mostrador ou imediatamente adjacente ao visor numerado. Completar o item de referência R 49-1, 5.7.1.2 no item 4.1.1 do relatório R 49-3. 5.3.2.3 1) Unidades de medição, símbolos e marcação (R 49-1, 5.7.1.2) Faixa indicadora (R 49-1, 5.7.1.3) Verificar se o dispositivo indicador registra o volume indicado em metros cúbicos correspondentes a no mínimo 1600 horas de funcionamento à vazão permanente Q3, sem retornar ao zero de acordo com a Tabela 1: 8 Tabela 1 - Faixa indicadora Q3 Faixa indicadora (valores mínimos) 3 m 3 m /h Q3 ≤ 6,3 6,3 < Q3 ≤ 63 63 < Q3 ≤ 630 630 < Q3 ≤ 6300 2) 9 999 99 999 999 999 9 999 999 Calcular o volume (Vi) correspondente a 1600 horas de funcionamento, Vi = Q3 × 1600 m 3 3 onde Q3 é o valor numérico da vazão permanente Q3 em m /h. 3) Completar o item de referência R 49-1, 5.7.1.3 no item 4.1.1 do relatório R 49-3. 5.3.2.4 1) Códigos de cor para dispositivos indicadores (R 49-1, 5.7.1.4) Verificar se: • A cor preta é usada para indicar o metro cúbico e seus múltiplos; • A cor vermelha é usada para indicar os submúltiplos do metro cúbico; • As cores são aplicadas aos ponteiros, índices, números, rodas, discos, mostradores, ou contornos das aberturas. ou, • Outros meios de indicar o metro cúbico são utilizados desde que não haja ambigüidade na distinção entre a indicação principal e os valores alternativos, como submúltiplos para verificação e ensaio. 2) Completar o item de referência R 49-1, 5.7.1.4 no item 4.1.1 do relatório R 49-3. 5.3.2.5 Tipos de dispositivo indicador (R 49-1, 5.7.2) 5.3.2.5.1 Tipo 1 - Dispositivo analógico (R 49-1, 5.7.2.1) 1) Se for utilizado um dispositivo indicador tipo 1, verificar se o volume está indicado por: • • movimentos contínuos de um ou mais ponteiros que se movem em relação às escalas graduadas; movimentos contínuos de uma ou mais escalas circulares ou roletes, sendo que cada um deles passa por uma seta. n 2) Verificar se o valor em metros cúbicos para cada divisão da escala está expresso como 10 , onde n é um número inteiro positivo, negativo ou zero que estabelece, dessa maneira, um sistema de décadas consecutivas. 3) Verificar se cada escala está graduada com valores expressos em metros cúbicos ou acompanhada por um fator multiplicador (x 0,001; × 0,01; × 1; × 10; × 100; × 1000, etc.). 4) Verificar se os movimentos rotacionais dos ponteiros ou escalas circulares ocorrem em sentido horário. 5) Verificar se o movimento linear dos ponteiros ou escalas parte da esquerda para a direita. 9 6) Verificar se o movimento dos roletes indicadores numerados é ascendente. 7) Completar o item de referência R 49-1, 5.7.2.1 no item 4.1.1 do relatório R 49-3. 5.3.2.5.2 Tipo 2 - Dispositivo digital (R 49-1, 5.7.2.2) 1) Verificar se o volume indicado é fornecido por uma linha de dígitos que aparecem em uma ou mais aberturas. 2) Verificar se o avanço de um determinado dígito está completo no momento em que o dígito da próxima década imediatamente inferior mudar de 9 para 0. 3) Verificar se o movimento dos roletes indicadores numerados (tambores) é ascendente. 4) Se a década de menor valor tiver um movimento contínuo, verificar se a abertura é grande o suficiente para permitir que o dígito seja lido de maneira inequívoca. 5) Verificar se a altura real ou aparente dos dígitos é de 4 mm, no mínimo. 6) Completar o item de referência R 49-1, 5.7.2.2 no item 4.1.1 do relatório R 49-3. 5.3.2.5.3 Tipo 3 – Combinação de dispositivos analógicos e digitais (R 49-1, 5.7.2.3) 1) Se o dispositivo indicador for uma combinação de dispositivos tipo 1 e 2, verificar se os seus respectivos requisitos são aplicados (vide itens 5.3.2.5.1 e 5.3.2.5.2). 2) Completar o item de referência R 49-1, 5.7.2.3 no item 4.1.1 do relatório R 49-3. 5.3.2.6 Dispositivos de verificação - Primeiro elemento de um dispositivo indicador - Valor de uma divisão de verificação (R 49-1, 5.7.4) 5.3.2.6.1 Requisitos gerais (R 49-1, 5.7.4.1) 1) Verificar se o dispositivo indicador fornece meios para a verificação visual e inequívoca de ensaios e calibração. 2) Observar se o visor de verificação visual apresenta um movimento contínuo ou descontinuo. 3) Observar se além do visor de verificação visual, o dispositivo indicador permite a realização de ensaios rápidos com a inclusão de elementos complementares; (ex. rosetas em forma de estrela ou discos) que emitem sinais através de sensores instalados externamente. Verificar, conforme especificação do fabricante, a relação entre a indicação visual de volume e os sinais emitidos por esses dispositivos complementares, 4) Completar o item de referência R 49-1, 5.7.4.1 no item 4.1.1 do relatório R 49-3. 5.3.2.6.2 Visor de verificação visual (R 49-1, 5.7.4.2) 5.3.2.6.2.1 Valor de uma divisão de verificação (R 49-1, 5.7.4.2.1) 1) Verificar se o valor de uma divisão de verificação, expresso em metros cúbicos, está n n n enunciado conforme segue: 1 x 10 , ou 2 x 10 , ou 5 x 10 , onde n é um número inteiro positivo, negativo, ou zero. 2) Para os dispositivos indicadores analógicos e digitais com movimento contínuo do elemento de controle, verificar se o valor da divisão de verificação é formado a partir da divisão em 2, 5, ou 10 partes iguais do intervalo entre dois dígitos consecutivos do elemento de controle. 10 3) Para os dispositivos indicadores analógicos e digitais com movimento contínuo do elemento de controle, verificar se aquela numeração não foi aplicada às divisões entre os dígitos consecutivos do elemento de controle. 4) Para os dispositivos indicadores digitais com movimento descontínuo do elemento de controle, o valor de uma divisão de verificação é o intervalo entre dois dígitos consecutivos ou movimentos incrementais do elemento de controle. 5) Completar o item de referência R 49-1, 5.7.4.2.1 no item 4.1.1 do relatório R 49-3. 5.3.2.6.2.2 Forma da escala de verificação (R 49-1, 5.7.4.2.2) 1) Se os dispositivos indicadores apresentam movimento contínuo do elemento de controle, verificar se o espaço aparente de uma divisão de escala não é inferior a 1 mm e não é superior a 5 mm. 2) Verificar se a escala é formada por: linhas de igual espessura não excedendo um quarto do espaçamento da escala e diferindo apenas no comprimento; faixas de cor contrastante, de largura constante, iguais ao espaçamento da escala. • • 3) Verificar se a largura aparente da extremidade do ponteiro não excede um quarto do espaçamento da divisão de escala. 4) Verificar se a largura aparente da extremidade do ponteiro não excede 0,5 mm. 5) Completar o item de referência R 49-1, 5.7.4.2.2 no item 4.1.1 do relatório R 49-3. 5.3.2.6.2.3 Resolução do dispositivo indicador (R 49-1, 5.7.4.2.3) 3 1) Observar o valor de uma divisão de verificação, δV m 2) Calcular o volume efetivo Va escoado durante 1h30m à vazão mínima Q1, Va = Q1 × 1,5 m 3) 3 Calcular o erro de resolução do dispositivo indicador εr, a) Para o movimento contínuo do elemento de controle: εr = 100 × (½ δV + ½ δV)/ Va% = 100 × δV/ Va%. b) Para o movimento descontínuo do elemento de controle: εr 4) = 100 × (δV + δV)/ Va% = 100 × 2δV/ Va%. Verificar se para os medidores de classe de exatidão 1 o valor de uma divisão de verificação é suficientemente pequeno para assegurar que o erro de resolução εr do dispositivo indicador não irá exceder 0,25% do volume efetivo requerido durante 1h30m à vazão mínima Q1. εr ≤ 0,25% 5) Verificar se para os medidores de classe de exatidão 2 o valor de uma divisão de verificação é suficientemente pequeno para assegurar que o erro de resolução εr do dispositivo indicador não irá exceder 0,5% do volume efetivo requerido durante 1h30m à vazão mínima Q1. εr ≤ 0,5% 11 6) Completar o item de referência R 49-1, 5.7.4.2.3 no item 4.1.1 do relatório R 49-3. Notas: 1) Quando a exibição do elemento de controle for contínua, deve-se deixar uma margem para um erro máximo em cada leitura não superior à metade do valor de uma divisão de verificação. 2) Quando a exibição do elemento de controle for descontínua, deve-se deixar uma margem para um erro máximo em cada leitura não superior a um dígito da escala de verificação. 5.3.3 Marcas de verificação e dispositivos de proteção (R 49-1, 5.8) 1) Verificar se foi providenciado local visível no medidor para a colocação da principal marca de verificação, sem que o equipamento precise ser desmontado (R 49-1, 5.8.1). 2) Verificar se o hidrômetro inclui dispositivos de proteção que possam ser vedados para evitar que o próprio hidrômetro e seus dispositivos de ajuste ou de correção sejam desmontados, modificados ou danificados antes ou depois de instalados (R 49-1, 5.8.2). Observar que no caso de hidrômetros compostos, este requisito se aplica a ambos os medidores. 3) Quando o acesso aos parâmetros que influenciam a determinação dos resultados das medições não estiver protegido por dispositivos de selagem mecânica, verificar se a proteção atende às seguintes disposições (R 49-1, 5.8.3.1 a e b): a) b) c) d) acesso permitido apenas ao pessoal autorizado; quando for utilizado código de acesso, este deve estar sujeito a mudanças; a última intervenção deve ser registrada e armazenada; o registro armazenado deve incluir também a data e a identidade da(s) pessoa(s) autorizada(s); e) o último registro armazenado deve ser acessível por dois anos, no mínimo; f) se for possível armazenar mais de uma intervenção na memória e se for preciso deletar a intervenção anterior para permitir novo registro, o registro mais antigo deve ser deletado. 4) No caso de hidrômetros cujas peças podem ser desacopladas umas das outras pelo usuário e que são intercambiáveis, verificar se atendem às seguintes disposições: a) os parâmetros que contribuem para a determinação dos resultados das medições não podem ser acessados através de pontos desconectados, a menos que as disposições do item 5.3.3, 3) acima sejam atendidas (R 49-1, 5.8.3.2 (a)); b) a interposição de qualquer dispositivo que possa influenciar a precisão é impedida por meio de segurança eletrônica e de processamento de dados ou, se isso não for possível, por meios mecânicos (R 49-1, 5.8.3.2 (b)). 5) No caso de hidrômetros cujas peças podem ser desacopladas umas das outras pelo usuário e que não são intercambiáveis, verificar se atendem às disposições abaixo: a) os parâmetros que contribuem para a determinação dos resultados das medições não podem ser acessados através de pontos desconectados, a menos que as disposições do item 5.3.3, 3) acima sejam atendidas (R 49-1, 5.8.3.3); b) a interposição de qualquer dispositivo que possa influenciar a precisão é impedida por meio de segurança eletrônica e de processamento de dados ou, se isso não for possível, por meios mecânicos (R 49-1, 5.8.3.3). c) estão equipados com dispositivos que os impedem de funcionar caso as peças não estejam acopladas de acordo com as especificações do fabricante (R 49-1, 5.8.3.3); 12 d) estão equipados com um dispositivo que impede qualquer medição pelo usuário após o acoplamento e subseqüente reacoplamento não autorizados (R 49-1, 5.8.3.3); 6) Completar o item de referência R 49-1, 5.8.1 - 5.8.2 no item 4.1.1 e 5.8.3.1 – 5.8.3.3 no item 4.1.2 do relatório R 49-3. 6 ENSAIOS DE DESEMPENHO PARA TODOS OS HIDRÔMETROS Durante os ensaios de desempenho todos os valores, dimensões e observações relevantes devem ser registrados. Notas: 1) Para a apresentação dos resultados dos ensaios de avaliação de modelo vide item 10. 2) Os subitens relevantes da R 49-1 estão relacionados abaixo, entre parênteses. 6.1 6.1.1 Requisitos comuns a todos os ensaios Qualidade da água Os ensaios dos hidrômetros devem ser realizados com água potável do sistema de abastecimento público ou água que atenda aos mesmos requisitos. A água não deve conter qualquer substância que possa danificar o hidrômetro ou afetar seu funcionamento de maneira adversa. Não deve conter bolhas de ar. Nota: Caso a água seja reciclada, devem-se tomar providências para evitar que a água residual no medidor torne-se prejudicial aos seres humanos. 6.1.2 Regras gerais referentes à instalação e local do ensaio 6.1.2.1 Ausência de falsas influências As bancadas de ensaio devem ser projetadas, construídas e utilizadas de modo que o seu desempenho não contribua significativamente para o erro de ensaio. Para tanto, são necessários altos padrões de manutenção, além de suportes e acessórios adequados para evitar vibração do medidor, da própria bancada e de seus equipamentos adicionais. O ambiente da bancada deve atender às condições de referência do ensaio (vide item 3). As leituras dos ensaios devem ser realizadas rápida e facilmente. Como parte do processo de validação, as comparações periódicas entre as bancada de ensaio devem ser realizadas de acordo com o Documento Internacional da OIML D 7 [5]. 6.1.2.2 Ensaio de grupo de medidores Os medidores são ensaiados individualmente ou em grupos. No último caso, as características individuais dos medidores devem ser determinadas com precisão. A interação entre os medidores e as bancadas de ensaio deve ser eliminada. Quando os medidores são ensaiados em série, a pressão na saída de cada medidor deve ser suficiente para evitar cavitação. 6.1.2.3 Local O local escolhido para os ensaios do medidor deve obedecer aos princípios da publicação G 13 da OIML, Planejamento de laboratórios de metrologia e ensaios [7], e deve estar livre de influências causadas por perturbações (ex. temperatura ambiente e vibração). 13 6.2 Ensaio de pressão estática (R 49-1, 6.2.5) 6.2.1 Objeto do ensaio Verificar se hidrômetro é capaz de suportar a pressão hidráulica específica do ensaio, durante um tempo específico sem apresentar vazamento ou dano. 6.2.2 Preparação 1) Instalar os medidores individualmente ou em grupos na bancada de ensaio. 2) Retirar o ar da tubulação da bancada de ensaio e dos hidrômetros. 3) Certificar-se de que a bancada de ensaio está livre de vazamentos. 4) Certificar-se de que a pressão de abastecimento está livre de pulsações. 6.2.3 Procedimento de ensaio 6.2.3.1 Hidrômetros em linha: 1) Aumentar a pressão hidráulica para 1,6 vezes a pressão máxima admissível (PMA) do medidor e mantê-la por 15 minutos. 2) Examinar os medidores para verificar se houve danos físicos, vazamentos externos e vazamentos no dispositivo indicador. 3) Aumentar a pressão hidráulica para o dobro da PMA e mantê-la neste nível por 1 minuto. 4) Examinar os medidores para verificar se houve danos físicos, vazamentos externos e vazamentos no dispositivo indicador. 5) Completar o relatório de ensaio 5.1 da R 49-3. Requisitos adicionais: a) Aumentar e reduzir a pressão gradualmente sem surtos de pressão. b) Aplicar apenas as temperaturas de referência neste ensaio. 6.2.3.2 Hidrômetros concêntricos Os procedimentos de ensaio do item 6.2.3.1 também se aplicam ao ensaio de pressão dos hidrômetros concêntricos; entretanto, as vedações localizadas na interface medidor concêntrico/corpo de conexão (vide exemplo no Anexo E, Figura E.1), também devem ser submetidas a ensaio para assegurar a inexistência de vazamentos internos imperceptíveis entre as passagens de entrada e saída do medidor. Quando o ensaio de pressão for realizado, o medidor e o corpo de conexão devem ser submetidos ao ensaio simultaneamente. Os requisitos para ensaio de medidores concêntricos podem variar de acordo com o projeto e, portanto, o Anexo E informativo, Figuras E.2 e E.3 apresenta um exemplo de método de ensaio. 6.2.4 Critérios de aceitação Não deve haver vazamento proveniente do medidor ou vazamento para dentro do dispositivo indicador, ou ainda danos físicos resultantes de quaisquer ensaios de pressão descritos nos itens 6.2.3.1 e 6.2.3.2. 14 6.3 Determinação dos erros intrínsecos (de indicação) (R 49-1, 6.2.4) e efeitos da posição de funcionamento do medidor (R 49-1, 6.2.4.3) 6.3.1 Objeto do ensaio Determinar os erros intrínsecos (de indicação) do hidrômetro e os efeitos da sua posição de funcionamento nestes erros. 6.3.2 Preparação 6.3.2.1 Descrição da bancada de ensaio O método aqui descrito para determinar os erros (de indicação) do medidor é o da "coleta" no qual a quantidade de água escoada pelo hidrômetro é coletada em um ou mais recipientes e determinada volumetricamente ou através de pesagem. Podem-se utilizar outros métodos, desde que os requisitos do item 6.3.2.2.6.1 sejam atendidos. A verificação dos erros (de indicação) consiste na comparação entre as indicações de volume fornecidas pelo medidor sob condições de referência e por um dispositivo de referência calibrado. Para os objetivos aqui descritos, o medidor deve ser ensaiado sem seus dispositivos complementares temporários (se houver). A bancada de ensaio consiste, tipicamente, em: a. b. c. d. e. f. g. abastecimento de água (tanque não-pressurizado, tanque pressurizado, bomba, etc.); tubulação; dispositivo de referência calibrado (tanque volumétrico calibrado, sistema de pesagem, medidor de referência, etc.); meios de medição do tempo do ensaio; dispositivos para automação dos ensaios (se necessário); meios para medição da temperatura da água; meios para medição da pressão da água. 6.3.2.2 Tubulação 6.3.2.2.1 Descrição A tubulação deve incluir: a. b. c. d. uma seção de ensaio onde o(s) medidor(es) será(serão) instalado(s); meios para estabelecer a vazão desejada; um ou dois dispositivos de isolamento; meios para determinar a vazão; e, se necessário: e. f. g. h. i. meios para verificar se a tubulação está cheia até o nível de referência antes e depois do cada ensaio. um ou mais locais de purga de ar; uma válvula de retenção; um separador de ar ; um filtro. Durante o ensaio não são permitidos vazamentos, entradas e drenagem do escoamento entre o(s) medidor(es) e o dispositivo de referência ou provenientes do dispositivo de referência. A tubulação deve apresentar uma pressão positiva de no mínimo 0,03 MPa (0,3 bar) imediatamente a jusante do medidor em todas as vazões (inclusive vazão zero). 15 6.3.2.2.2 Seção do ensaio Além do(s) medidor(es) a seção do ensaio inclui: a) uma ou mais tomadas para a medição de pressão, sendo uma a montante e próxima do (primeiro) medidor; b) meios para a medição da temperatura da água próximo à entrada do (primeiro) medidor. Os componentes do tubo ou os dispositivos instalados na seção de medição ou próximos dela não devem causar cavitação ou perturbações no escoamento capazes de alterar o desempenho dos medidores ou provocar erros (de indicação). 6.3.2.2.3 Precauções a serem tomadas durante os ensaios 1) Verificar se a bancada de ensaio funciona de modo que o volume efetivo de água que escoa através do medidor seja igual àquela medida pelo dispositivo de referência 2) Verificar se o tubo ("pescoço de ganso" no tubo de saída) está cheio até o mesmo nível de referência no início e no final do ensaio. 3) Purgar todo o ar da tubulação de interconexão e do(s) medidor(es). O fabricante pode recomendar um procedimento que assegure a retirada de todo o ar do medidor. 4) Tomar todas as precauções necessárias para evitar os efeitos de vibração e choque. 6.3.2.2.4 Providências especiais para a instalação de medidores 6.3.2.2.4.1 Prevenção de medições erradas As informações abaixo sobre as causas mais freqüentes de medições erradas e as precauções necessárias para a instalação de hidrômetros na bancada de ensaio são fornecidas pelas recomendações D 4 [3] da OIML, cujo objetivo é obter uma instalação de ensaio onde: a. as características do escoamento hidrodinâmico não causem diferença perceptível no funcionamento do medidor quando comparadas às características do escoamento hidrodinâmico sem perturbação; b. o erro total do método empregado não exceda o valor estipulado (vide 6.3.2.2.6.1). 6.3.2.2.4.2 Necessidade de trechos retos de tubulação ou retificador de escoamento A precisão dos hidrômetros não-volumétricos pode ser afetada por perturbações a montante causadas pela presença de cotovelos, conexões tipo T, válvulas ou bombas. Para neutralizar esses efeitos: • O medidor deve ser instalado de acordo com as instruções do fabricante; • A tubulação de conexão deve ter um diâmetro interno equivalente ao diâmetro da conexão do medidor; • Se necessário, deve-se instalar um retificador de escoamento a montante do trecho reto de tubulação. 6.3.2.2.4.3 Causas comuns de perturbações de escoamento O escoamento pode estar sujeito a dois tipos de perturbação: distorção do perfil da velocidade e escoamento rotacional, sendo que ambos podem afetar os erros de indicação de hidrômetros. 16 A distorção do perfil da velocidade é tipicamente causada por uma obstrução com bloqueio parcial do tubo, como a presença de uma válvula parcialmente fechada ou uma junta de flanges mal alinhada. Essa distorção pode ser facilmente eliminada com o emprego cuidadoso de procedimentos de instalação. O escoamento rotacional pode ser causado por dois ou mais cotovelos em planos diferentes ou por um único cotovelo combinado com uma conexão de redução, ou ainda por uma válvula parcialmente fechada. Este efeito pode ser controlado através da instalação de um trecho reto de tubulação a montante do hidrômetro ou de um dispositivo retificador e estabilizador de escoamento, ou através da combinação dos dois equipamentos. Entretanto, quando possível, esses tipos de configuração de tubulação devem ser evitados. 6.3.2.2.4.4 Hidrômetros volumétricos Os hidrômetros volumétricos (ou seja, com câmaras de medição com paredes móveis) como medidores de pistões oscilantes e medidores de discos nutantes, são considerados insensíveis às condições de instalação a montante; portanto, não há necessidade de recomendações especiais. 6.3.2.2.4.5 Medidores de indução eletromagnética Os medidores que empregam o princípio de indução eletromagnética podem ser afetados pela condutividade da água de ensaio. A condutividade da água utilizada para o ensaio deste tipo de medidor deve estar dentro da faixa operacional especificada pelo fabricante. 6.3.2.2.4.6 Outros princípios de medição Outros tipos de medidores podem requerer o condicionamento do escoamento quando da medição de erros de indicação e, nesses casos, deve-se seguir os procedimentos de instalação recomendados pelo fabricante (vide item 6.8). Esses requisitos de instalação devem ser registrados no certificado de aprovação de modelo do hidrômetro. Os hidrômetros concêntricos que comprovarem não ser afetados pela configuração dos corpos de conexão (vide 6.3.2.2.4.4) podem ser submetidos a ensaio e usados com quaisquer combinações adequadas dessas peças. 6.3.2.2.5 Erros no início e no término do ensaio Devem-se tomar precauções adequadas para reduzir as incertezas resultantes da operação dos componentes da bancada durante o ensaio. Os detalhes sobre essas precauções são fornecidos nos itens 6.3.2.2.5.1 e 6.3.2.2.5.2 para dois casos encontrados no método de "coleta". 6.3.2.2.5.1 Ensaios com leituras obtidas com o medidor parado Este método é geralmente conhecido como método de partida e parada estacionária. O escoamento é estabelecido através da abertura de uma válvula situada de preferência a jusante do medidor, e é interrompido pelo fechamento dessa mesma válvula. Lê-se o medidor quando o registro está estacionário. O tempo é medido entre o início do movimento de abertura e o término do movimento de fechamento da válvula. 17 Enquanto o escoamento se inicia, e durante o período de operação a uma vazão específica constante, o erro (de indicação) do medidor varia como uma função das alterações na vazão (curva do erro de medição). Enquanto o escoamento é interrompido, a combinação da inércia das peças móveis do medidor e do movimento rotacional da água no seu interior pode causar um erro significativo em certos tipos de medidores e em certas vazões de ensaio. Nesse caso, não é possível determinar uma regra empírica simples que forneça as condições para que esse erro possa ser sempre insignificante. Em caso de dúvida, recomenda-se: a. Aumentar o volume e duração do ensaio; b. Comparar os resultados com aqueles obtidos por um ou mais métodos e, em especial, pelo método descrito no item 6.3.2.2.5.2, que elimina as causas de incerteza citadas anteriormente. Em alguns tipos de hidrômetros eletrônicos com saídas de pulso utilizadas para ensaio, a reposta do medidor às alterações na vazão pode ser tal que os pulsos válidos são emitidos após o fechamento da válvula. Nesse caso, devem-se providenciar meios para contar esses pulsos adicionais. Quando a saída dos pulsos for utilizada para ensaio de medidores, deve-se verificar se o volume indicado pela contagem de pulsos corresponde ao volume exibido no dispositivo indicador. 6.3.2.2.5.2 Ensaios com leituras obtidas sob condições de escoamento estável e desvio de escoamento Este método é geralmente conhecido como método de partida e parada dinâmica. A medição é realizada quando as condições de escoamento estão estabilizadas. Uma chave desvia o escoamento para o interior de um recipiente calibrado no início da medição e o desvia para fora deste no final da medição. O medidor é lido em funcionamento. A leitura do medidor é sincronizada com o movimento da chave de escoamento. O volume coletado no recipiente é o volume efetivamente escoado. A influência na incerteza na medição do volume pode ser considerada não significativa se os tempos de deslocamento da chave de escoamento em cada sentido apresentar uma diferença inferior a 5% e se este tempo for inferior a 1/50 do tempo total do ensaio. 6.3.2.2.6 Dispositivo de referência calibrado 6.3.2.2.6.1 Incerteza global do valor do volume escoado medido Quando se conduz um ensaio, a incerteza expandida do volume escoado não deve exceder 1/5 do erro máximo admissível aplicável para a aprovação de modelo e 1/3 do erro máximo admissível aplicável para a verificação inicial. A incerteza deve ser estimada de acordo com o Guia para Expressão da Incerteza de Medição [4] com um fator de abrangência, k = 2. 18 6.3.2.2.6.2 Volume mínimo do dispositivo de referência calibrado O volume mínimo admissível depende dos requisitos determinados pelo início do ensaio e efeitos finais (erro de temporização) e do projeto do dispositivo indicador (valor de uma divisão de verificação). 6.3.2.2.6.3 Distorção cíclica do medidor Os efeitos de uma possível distorção cíclica na leitura do medidor (visual ou automática) devem ser não significativos. 6.3.2.2.7 Principais fatores que afetam a medição dos erros (de indicação) 6.3.2.2.7.1 Geral As variações na pressão, vazão e temperatura na bancada de ensaio, bem como as incertezas na precisão da medição dessas quantidades físicas são os principais fatores que afetam a medição dos erros (de indicação) dos hidrômetros. 6.3.2.2.7.2 Pressão de abastecimento A pressão de abastecimento deve ser mantida em um valor constante durante todo o ensaio na vazão escolhida. 3 Em ensaio de hidrômetros aos quais é atribuída a vazão Q3 ≤ 16 m /h, em vazões de ensaio ≤ 0,1 Q3, obtém-se a constância da pressão na entrada do medidor (ou na entrada do primeiro medidor de um grupo sob ensaio) se a bancada for abastecida por tubo proveniente de um tanque de nível constante. Isso garante um escoamento sem perturbação. Podem-se usar quaisquer outros métodos de abastecimento que demonstrem não exceder a pulsação de pressão de um tanque de nível constante. (ex. um tanque pressurizado). Nos outros ensaios, a pressão a montante do medidor não deve variar em mais de 10%. A incerteza máxima (k = 2) na medição da pressão deve atingir 5% do valor medido. A pressão na entrada do medidor não deve exceder a sua pressão máxima admissível. 6.3.2.2.7.3 Vazão A vazão deve ser mantida constante, no valor escolhido, durante o ensaio. A variação relativa na vazão durante cada ensaio (não incluindo início e parada) não deve exceder: ± 2,5% de Q1 para Q2 (não inclusa); ± 5,0 % de Q2 (inclusive) para Q4. O valor da vazão é o volume escoado durante o ensaio dividido pelo tempo. Essa condição de variação de vazão é aceitável se a variação da pressão relativa (no escoamento para o ar livre) ou a variação relativa da perda de carga (em condutos fechados) não exceder: ± 5% de Q1 para Q2 (não inclusa); ± ±10 % de Q2 (inclusive) para Q4. 6.3.2.2.7.4 Temperatura Durante o ensaio, a temperatura da água não deve variar em mais de 5ºC. 19 A incerteza máxima na medição da temperatura não deve exceder 1ºC. 6.3.2.2.7.5 Posição de funcionamento do(s) hidrômetro(s) 1) Se os medidores estivem marcados com a letra “H”, montá-los na tubulação de conexão com o eixo do escoamento no plano horizontal durante o ensaio. 2) Se os medidores estiverem marcados com a letra “V”, montá-los na tubulação de conexão com o eixo do escoamento no plano vertical durante o ensaio. 3) Se os medidores não estiverem marcados com as letras “H” ou “V”: • ao menos um medidor da amostra deve ser montado com o eixo do escoamento no plano vertical, com escoamento partindo do fundo para o topo. • ao menos um medidor da amostra deve ser montado com o eixo do escoamento no plano vertical, com escoamento partindo do topo para o fundo. • ao menos um medidor da amostra deve ser montado com o eixo do escoamento em um ângulo intermediário em relação aos planos vertical e horizontal (escolhido a critério da autoridade responsável pela aprovação). • os medidores remanescentes da amostra devem ser montados com o eixo do escoamento no plano horizontal. 4) Quando os medidores possuírem um dispositivo indicador integrado à sua carcaça, ao menos um dos medidores montados horizontalmente deve ser instalado com o dispositivo indicador posicionado na lateral e os medidores remanescentes devem ser instalados com o dispositivo indicador posicionado no topo. 5) A tolerância na posição do eixo do escoamento para todos os medidores, seja no plano horizontal, vertical ou em um ângulo intermediário, deve ser de ± 5º. 6.3.3 Hidrômetros compostos Nos medidores compostos o método de ensaio descrito no item 6.3.2.2.5.2, no qual as leituras são realizadas em uma vazão estabelecida, garante que o dispositivo de chaveamento funciona corretamente tanto em aumentos como em reduções de vazão. O método descrito no item 6.3.2.2.5.1, no qual as leituras do medidor são obtidas com o equipamento parado, não deve ser utilizado neste ensaio, pois não permite a determinação do erro (de indicação) após a regulagem da vazão de ensaio em vazões decrescentes nos hidrômetros compostos. 6.3.3.1 Vazão de chaveamento em hidrômetros compostos, Qxc A vazão de chaveamento Qx1 ocorre quando há interrupção do escoamento em hidrômetros de grande porte com vazão decrescente. A vazão de chaveamento Qx2 ocorre no início do escoamento em hidrômetros de grande porte com vazão crescente. 6.3.3.2 Método de ensaio para a determinação de vazões de chaveamento (R 491, 6.2.4.1) 1) Partindo-se de uma vazão inferior à vazão de chaveamento Qx2, a vazão é aumentada em etapas sucessivas de 5% até que a Qx2 seja atingida, conforme definido no item 6.3.3.1. O valor de Qx2 é calculado como a média dos valores da vazão indicada logo antes e logo depois da ocorrência da vazão de chaveamento. 2) Partindo-se de uma vazão superior à vazão de chaveamento Qx1, a vazão é reduzida em etapas sucessivas de 5% até que a Qx1 seja atingida, conforme definido no item 6.3.3.1. O 20 valor de Qx1 é calculado como a média dos valores da vazão indicada logo antes e logo depois da ocorrência da vazão de chaveamento. 3) Completar o relatório de ensaio R 49-3, 5.2. 6.3.4 Procedimento de ensaio 1) Determinar os erros intrínsecos (de indicação) do hidrômetro (na medição do volume escoado) no mínimo nas vazões listadas abaixo, cujo erro deve ser medido duas vezes: a. b. c. d. e. f. g. entre Q1 e 1,1 Q1 entre 0,5 (Q1 + Q2) e 0,55 (Q1 + Q2) (apenas para Q2/Q1 > 1,6) entre Q2 e 1,1 Q2 entre 0,33 (Q2 + Q3) e 0,37 (Q2 + Q3) entre 0,67 (Q2 + Q3) e 0,74 (Q2 + Q3) entre 0,9 Q3 e Q3; entre 0,9 Q4 e Q4 e para hidrômetros compostos: h. entre 0,85 Qx1 e 0,95 Qx1 i. entre 1,05 Qx2 e1,15 Qx2 2) a) Submeter o hidrômetro a ensaio sem seus dispositivos adicionais acoplados (se houver). 3) Manter todos os outros fatores de influência nas condições de referência durante o ensaio. 4) Medir os erros (de indicação) em outras vazões se o perfil da curva de erro indicar que o EMA pode ser excedido. 5) Calcular o erro relativo (de indicação) para cada vazão de acordo com o Anexo B. 6) Completar o relatório de ensaio R 49-3, 5.3. Notas: 1) Quando a curva de erro inicial estiver próxima do erro máximo admissível em um ponto que não seja Q1, Q2 ou Q3, e se for comprovado que esse erro é típico daquele modelo de medidor, a autoridade responsável pela aprovação talvez prefira selecionar uma vazão alternativa para a verificação a ser incluída no certificado de aprovação de modelo. 2) Quando um medidor com classe de temperatura T70 ou mais for submetido à aprovação do modelo, este medidor deve ser ensaiado na(s) temperatura(s) de referência fornecidas na Tabela 1, R 49-1. Deve-se aplicar o EMA adequado à temperatura de ensaio. 6.3.5 Critérios de aceitação 1) Os erros relativos (de indicação) apurados em cada uma das vazões acima não devem exceder os erros máximos admissíveis especificados nos itens 3.2.1 ou 3.2.2 da R 49-1. Se o erro observado em um ou mais medidores for superior ao erro máximo admissível em apenas uma vazão, deve-se repetir o ensaio nessa vazão. O ensaio é considerado satisfatório se dois entre três resultados situarem-se dentro da faixa de erro máximo admissível e a média aritmética dos resultados dos três ensaios naquela vazão for inferior ou igual ao erro máximo admissível. 2) Se todos os erros relativos (de indicação) do hidrômetro tiverem o mesmo sinal, pelo menos um dos erros não deve exceder a metade do erro máximo admissível. Em todos os casos este requisito deve ser aplicado eqüitativamente no tocante ao fornecedor de água e o consumidor (vide também a R 49-1, subitem 3.3.3, parágrafos 3 e 8). 21 6.4 6.4.1 Ensaio de temperatura da água (R 49-1, 3.2.7) Objeto do ensaio Medir os efeitos da temperatura da água nos erros (de indicação) do medidor. 6.4.2 Preparação Aplicar os requisitos de instalação e de operação descritos no item 6.3.2. 6.4.3 Procedimento de ensaio 1) Medir o erro (de indicação) de no mínimo um medidor à vazão Q2 mantendo-se as temperaturas de entrada a 10°C ± 5°C para classes de temperatura T30 a T180 e 30°C (+ 5°C, – 0°C) para classes de temperatura T30/70 a T30/180. Todos os outros fatores de influência devem ser mantidos nas condições de referência. 2) Medir o erro (de indicação) de no mínimo um medidor à vazão Q2 mantendo-se na entrada a sua temperatura máxima permissível (TMA) (Tabela 1, R 49-1) com uma tolerância de +0°C – 5°C e mantendo-se todos os outros fatores de influência nas condições de referência. 3) Calcular o erro relativo (de indicação) para cada temperatura da água na entrada de acordo com o Anexo B. 4) Completar o relatório de ensaio R 49-3, 5.4. 6.4.4 Critérios de aceitação O erro relativo (de indicação) do medidor não deve exceder o erro máximo admissível aplicável. 6.5 6.5.1 Ensaio de pressão da água (R 49-1, 3.2.7) Objeto do ensaio Medir os efeitos da pressão interna da água nos erros (de indicação) do medidor. 6.5.2 Preparação Devem-se aplicar os requisitos de instalação e de operação descritos no item 6.3.2. 6.5.3 Procedimento de ensaio 1) Medir o erro (de indicação) em no mínimo um medidor na vazão Q2 com a pressão de entrada mantida primeiramente em 0,03 MPa (0,3 bar) ± 5% e depois na pressão máxima admissível (PMA) (+ 0, – 10%). 2) Durante cada ensaio todos os outros fatores de influência devem ser mantidos nas condições de referência. 3) Calcular o erro relativo (de indicação) para cada pressão de água na entrada de acordo com o Anexo B. 4) Completar o relatório de ensaio R 49-3, 5.5. 6.5.4 Critérios de aceitação Os erros relativos (de indicação) do medidor não devem exceder o erro máximo admissível aplicável. 22 6.6 6.6.1 Ensaio de contrafluxo (R 49-1, 3.2.6) Objeto do ensaio Verificar se o medidor atende aos requisitos do item 3.2.6 da R 49-1 quando da ocorrência de contrafluxos. Os hidrômetros projetados para medir contrafluxos devem diminuir o volume destes de maneira precisa. Os medidores que permitem contrafluxos mas não são projetados para medi-los devem ser submetidos a eles, e os erros devem ser medidos subseqüentemente no fluxo no sentido normal de operação para garantir que o desempenho metrológico do equipamento não será degradado por contrafluxos. Os medidores projetados para impedir contrafluxos (por meio de uma válvula de retenção integrada) devem ser submetidos à sua pressão máxima admissível aplicada na conexão de saída, e os erros de medição devem ser subseqüentemente medidos no fluxo no sentido normal de operação para garantir que o desempenho metrológico do equipamento não será degradado pela ação da pressão no medidor. 6.6.2 Preparação Devem-se aplicar os requisitos de instalação e de operação descritos no item 6.3.2. 6.6.3 Procedimento de ensaio 6.6.3.1 Medidores projetados para medir o contrafluxo 1) Medir o erro (de indicação) de no mínimo um medidor nas seguintes vazões de contrafluxo: a. entre Q1 e 1,1 Q1 b. entre Q2 e 1,1 Q2 c. entre 0,9 Q3 e Q3; 2) Durante cada ensaio todos os outros fatores de influência devem ser mantidos nas condições de referência. 3) Calcular o erro relativo (de indicação) para cada vazão de acordo com o Anexo B. 4) Completar o relatório de ensaio R 49-3, 5.6.1. 6.6.3.2 Medidores não projetados para medir o contrafluxo 1) Submeter o medidor a um contrafluxo de 0,9 Q3 for 1 minuto. 2) Medir o erro (de indicação) de no mínimo um medidor nas seguintes vazões no sentido normal de operação: a. entre Q1 e 1,1 Q1 b. entre Q2 e 1,1 Q2 c. entre 0,9 Q3 e Q3; 3) Durante cada ensaio todos os outros fatores de influência devem ser mantidos nas condições de referência. 4) Calcular o erro relativo (de indicação) para cada vazão de acordo com o Anexo B. 5) Completar o relatório de ensaio R 49-3, 5.6.2. 23 6.6.3.3 Medidores que evitam o contrafluxo 1) Esses medidores devem ser submetidos à pressão máxima admissível na direção do contrafluxo por 1 minuto. 2) Medir o erro (de indicação) de no mínimo um medidor nas seguintes vazões no sentido normal de operação: a. entre Q1 e 1,1 Q1 b. entre Q2 e 1,1 Q2 c. entre 0,9 Q3 e Q3; 3) Durante cada ensaio todos os outros fatores de influência devem ser mantidos nas condições de referência. 4) Calcular o erro relativo (de indicação) para cada vazão de acordo com o Anexo B. 5) Completar o relatório de ensaio R 49-3, 5.6.3. 6.6.4 Critérios de aceitação O erro relativo (de indicação) do medidor não deve exceder o erro máximo admissível nos ensaios descritos nos itens 6.6.3.1, 6.6.3.2 e 6.6.3.3. 6.7 6.7.1 Ensaio de perda de pressão (R 49-1, 6.2.6) Objeto do ensaio Determinar a perda máxima de pressão através do hidrômetro em qualquer vazão entre Q1 e Q3. Verificar se a perda máxima de pressão é inferior a 0,063 MPa (0,63 bar). A perda de pressão é definida como a pressão perdida pelo fluido que escoa através do hidrômetro sob ensaio que inclui o medidor, os corpos de conexão associados (em hidrômetros concêntricos) e as conexões, porém exclui a tubulação que compõe a seção de ensaio. 6.7.2. Equipamentos para o ensaio de perda de pressão O equipamento necessário para realizar o ensaio da perda de pressão consiste em uma seção de medição da tubulação que contém o hidrômetro sob ensaio e os meios que para produção de uma vazão constante estabelecida através do medidor. Os mesmos recursos para manter a vazão constante empregados na medição dos erros (de indicação) descritos no item 6.3.2 são geralmente utilizados nos ensaio de perda de carga. As extensões de tubulação a montante e a jusante, com suas respectivas conexões e tomadas de pressão acrescidas do hidrômetro sob ensaio, constituem a seção de medição. Devem-se instalar tomadas de pressão de projeto e dimensões similares nos tubos de entrada e saída da seção de medição. As tomadas de pressão devem ser perfuradas em ângulos retos na parede do tubo no ponto adequado. As tomadas de pressão devem ter um diâmetro de aproximadamente 0.08 mm, com no máximo 4 mm e no mínimo de 2 mm. O diâmetro dos orifícios deve ser constante por uma distância de no mínimo dois diâmetros da tomada de pressão antes de atingirem a parte interna do tubo. Os orifícios perfurados nas paredes dos tubos não devem apresentar rebarbas nas bordas onde eclodem dentro dos tubos de entrada e saída. As bordas devem ter cantos vivos sem arredondamento ou chanfro. A instalação de uma única tomada de pressão seria adequada para a maioria dos ensaios. Para fornecer dados mais robustos podem-se instalar quatro ou mais tomadas de pressão ao redor do tubo em cada plano de medição. Essas tomadas seriam interconectadas como um “anel” por meio de conexões tipo T, formando um círculo para proporcionar uma pressão estática média real na seção transversal do tubo. Pode-se construir um círculo similar para tubos de diâmetro menor. 24 As orientações para o projeto das tomadas de pressão são fornecidas no Anexo H. O medidor deve ser instalado de acordo com as instruções do fabricante, e o diâmetro interno nominal dos tubos de conexão a montante e a jusante em contato com o hidrômetro deve ser equivalente ao diâmetro das conexões relevantes do medidor. A diferença entre o diâmetro dos tubos de conexão e o diâmetro do medidor pode resultar em uma medição incorreta. Os tubos a montante e a jusante devem ser redondos e lisos para minimizar a perda de pressão no seu interior. As dimensões mínimas para instalação das tomada de pressão estão demonstradas na Fig. 1. A tomada de pressão a montante deve estar posicionada a uma distância de no mínimo 10 diâmetros de tubo a jusante da entrada para evitar erros de medição provocados pela influência da conexão de entrada, e no mínimo a 5 diâmetros de tubo a montante do medidor para evitar erros de medição provocados pela própria entrada do medidor. A tomada de pressão de jusante deve estar a no mínimo 10 diâmetros do medidor para permitir a recuperação da pressão provocada por restrições ao escoamento dentro do medidor e a no mínimo 5 diâmetros a montante do final da seção de ensaio para evitar quaisquer efeitos provocados pelas conexões a jusante. Essas especificações fornecem extensões mínimas e máximas e são aceitáveis em todos os casos. Flow direction Sentido do escoamento Differencial pressure measuring device Dispositivo de medição da pressão diferencial Water meter Hidrômetro Measuring section Seção de medição PUP and PDN are planes of the pressuring taps PUP e PDN são planos das tomadas de pressão M is the water meter M é o hidrômetro Minimum Pipe lengths: LUP and LDN ≥ 15D LUP1 and LDN1 ≥ 10D LUP2 and LDN2 ≥ 5D Extensões Mínimas do Tubo: LUP e LDN ≥ 15D LUP1 e LDN1 ≥ 10D LUP2 e LDN2 ≥ 5D Fig. 1: Ensaio de perda de carga; Diagrama da seção de medição As distâncias mais longas podem ser aceitáveis, porém deve-se evitar a excessiva perda de carga devido às longas extensões de tubo. Cada grupo de tomadas de pressão no mesmo plano deve ser conectado a uma das laterais de um dispositivo de medição de pressão diferencial como um transmissor de pressão diferencial ou manômetro, por meio de um tubo sem vazamentos. Devem-se tomar providências para a retirada de ar do dispositivo de medição e dos tubos de conexão. O dispositivo de pressão diferencial deve ter uma incerteza que permita a determinação da perda de carga com uma incerteza expandida não superior a 5% (k = 2). 6.7.3 Procedimento de ensaio 6.7.3.1 Determinação da perda de carga instalada O medidor deve ser instalado na seção de medição na instalação de ensaio. O escoamento é estabelecido e todo o ar é removido da seção de ensaio. Deve-se assegurar contrapressão adequada na tomada de pressão a jusante à vazão máxima Q3. O ensaio deve ser realizado na 25 pressão de referência definida ou, no mínimo, a uma pressão estática de 100 kPa a jusante do medidor sob ensaio para evitar cavitação ou liberação de ar. Todo o ar deve ser removido das tomadas de pressão e dos tubos de conexão com o transmissor. O fluido deve ser estabilizado na temperatura requerida. Durante o monitoramento da pressão diferencial, a vazão deve variar entre Q1 e Q3. A vazão que apresenta a maior perda de carga, Qt, deve ser observada junto com a perda de carga medida e a temperatura do fluido. Normalmente, Qt será igual à Q3. 6.7.3.2 Determinação da perda de carga atribuível à seção de ensaio Como há alguma perda de carga devido ao atrito na seção do tubo sob ensaio entre as tomadas de pressão, essa perda deve ser determinada e subtraída da perda de carga medida através do medidor. Se houver dados sobre o diâmetro, rugosidade e comprimento do tubo entre as tomadas de pressão, a perda de carga pode ser calculada a partir das suas respectivas fórmulas padrão. Entretanto, talvez seja mais eficaz medir a perda de carga através dos tubos. A seção sob ensaio pode ser novamente arranjada conforme a Fig. 2. Isso é feito através da junção das faces do tubo a montante e a jusante na ausência do medidor (evitando cuidadosamente a protrusão das juntas no interior do tubo ou o mau alinhamento das duas faces), e medição da perda de carga da seção de medição do tubo na vazão especificada. Nota: A ausência do hidrômetro irá encurtar a seção de medição. Se juntas telescópicas não forem instaladas na bancada de ensaio, o espaço pode ser preenchido pela inserção de um tubo temporário com o mesmo comprimento que o hidrômetro, ou pela inserção do próprio hidrômetro na extremidade a jusante da seção de medição. Repetir o ensaio de perda de carga na vazão Qt previamente determinada. Medir a perda de carga nas extensões do tubo na vazão previamente determinada dentro da faixa. Flow direction Sentido do escoamento Temporary Pipe of the water meter Tubo temporário do hidrômetro Measuring section Seção de medição Fig. 2: Ensaio de perda de carga; Perda de carga no tubo 6.7.4 Cálculo do ∆P real do hidrômetro Calcular a perda de carga (∆Pt) do hidrômetro na vazão Qt por meio da subtração ∆Pt = ∆Pm+p – ∆Pp onde ∆Pm+p é a perda de carga medida na vazão Qt com o medidor instalado. ∆Pp é a perda de carga medida sem o medidor na vazão Qt. Se a vazão medida durante o ensaio ou durante a determinação da perda de carga no tubo não for igual à vazão de ensaio selecionada, a perda de carga medida pode ser corrigida para a vazão esperada Qt considerando a proporcionalidade do ∆P com o quadrado da vazão conforme segue: Perda de carga em Qt = (Q1)2 x (perda de carga medida) (vazão medida)2 26 Observar que a perda de carga no tubo e a perda de carga no medidor + tubo devem ser corrigidas para a mesma vazão antes que a perda de carga no medidor ∆P seja calculada. Completar o relatório de ensaio R 49-3, 5.7. Observar a temperatura da água, ∆P, e Qt. 6.7.5 Critérios de aceitabilidade A perda de carga deve ser medida com incerteza expandida máxima de 5%, com um fator de abrangência de k = 2. A perda de carga do medidor não deve exceder 0,063 MPa (0,63 bar) em qualquer vazão entre Q1 e Q3. 6.8 Ensaios de perturbação do escoamento (R 49-1, 5.3.4) 6.8.1 Objeto dos ensaios Verificar se o medidor atende aos requisitos dos itens 5.3.4 na R 49-1 para o fluxo no sentido normal de operação e, quando necessário, para contrafluxo (vide R 49-1, 3.2.6). Notas: 1) São medidos os efeitos causados no erro (de indicação) de hidrômetros, resultantes da presença de tipos especificados comuns de vazão com perturbação a montante e a jusante do medidor. 2) Os dispositivos geradores de perturbação tipos 1 e 2 são usados nos ensaios para criar campos de velocidade no sentido anti-horário (sinistrogiro), horário (dextrogiro), e rotacional (vórtice), respectivamente. A perturbação no escoamento é do tipo geralmente encontrado a o jusante de dois cotovelos de 90 diretamente conectados aos ângulos retos. O dispositivo gerador de perturbação tipo 3 cria um perfil de velocidade assimétrico geralmente encontrado a jusante de uma junta de tubo saliente ou de uma válvula de gaveta não totalmente aberta. 6.8.2 Preparação Além dos requisitos de instalação e operação descritos no item 6.3.2, devem-se aplicar as condições descritas no item 6.8.3. 6.8.3 Procedimento de ensaio 1) Utilizando os dispositivos geradores de perturbação tipos 1, 2 e 3 especificados na ISO 4064, Parte 3 [6], determinar o erro (de indicação) do medidor a uma vazão entre 0,9 Q3 e Q3, para cada uma das condições de instalação mostradas no Anexo C. 2) Durante cada ensaio todos os outros fatores de influência devem ser mantidos nas condições de referência. 3) Completar o relatório de ensaio R 49-3, 5.8. Requisitos adicionais: a. Não são permitidos retificadores de escoamento externos para medidores cujo fabricante tenha especificado trechos retos de tubulação para instalação de no mínimo 15 vezes o diâmetro nominal a montante e 5 vezes o diâmetro nominal a jusante do medidor. b. Quando o fabricante especificar um trecho reto de tubulação de no mínimo 5 vezes o diâmetro nominal a jusante do medidor, devem ser realizados apenas os ensaios 1, 3 e 5 mostrados no Anexo C. 27 c. Onde houver instalações de medidores com retificadores de escoamento externos, o fabricante deve especificar o modelo e as características técnicas do retificador, bem como sua posição de instalação relativa ao hidrômetro. d. Os dispositivos no interior do hidrômetro com funções de retificação de escoamento não devem ser considerados “retificadores” no contexto desses ensaios. e. Alguns tipos de hidrômetros que comprovadamente não foram afetados por perturbações de vazão a montante e a jusante podem ser dispensados deste ensaio pela autoridade responsável pela aprovação. 6.8.4 Critérios de aceitação O erro relativo (de indicação) do medidor não deve exceder o erro máximo admissível aplicável em quaisquer ensaios de perturbação de vazão. 6.9 Ensaio de durabilidade (R 49-1, 6.2.7) Durante os ensaios de durabilidade, as condições de utilização do medidor devem ser atendidas. Nos casos em que o hidrômetro composto é formado por medidores individuais previamente aprovados, apenas os hidrômetros compostos descontínuos (ensaio adicional) (Tabela 2) são exigidos. 6.9.1 Ensaio de vazão descontínua 6.9.1.1 Objeto do ensaio Verificar se o hidrômetro é durável quando submetido a condições de vazão cíclica. 3 Aplica-se o ensaio apenas aos medidores com Q3 ≤ 16 m /h. O ensaio consiste em submeter o medidor a um número especificado de ciclos de início e parada de vazão de curta duração, sendo que a fase de vazão de ensaio constante de cada ciclo é mantida na vazão especificada (Q3) durante todo o procedimento (vide 6.9.1.3.1). Para conveniência dos laboratórios, o ensaio pode ser dividido em períodos de no mínimo 6h. 6.9.1.2 Preparação 6.9.1.2.1 Descrição da instalação A instalação consiste em: a. abastecimento de água (não-pressurizada, tanque pressurizado; bomba; etc.). b. tubulação. 6.9.1.2.2 Tubulação Os medidores podem ser instalados em série ou em paralelo, ou podem-se combinar os dois sistemas. Além do(s) medidor(es) o sistema de tubulação consiste em: a. um dispositivo regulador de escoamento (por linha de medidores em série, se necessário); b. uma ou mais válvulas de isolamento; c. um dispositivo para medição da temperatura da água a montante dos medidores; d. dispositivos para verificação: vazão, duração e número dos ciclos; 28 e. um dispositivo de interrupção de escoamento para cada linha de medidores em série; f. dispositivos para medição da pressão na entrada e saída. Os vários dispositivos não devem causar fenômenos de cavitação ou outros tipos de desgaste similares no(s) medidor(es). 6.9.1.2.3 Precauções a serem tomadas O(s) medidor(es) e os tubos de conexão devem ser submetidos à purga de ar apropriada. A variação do escoamento durante operações repetidas de abertura e fechamento deve ser progressiva para evitar golpe de aríete. 6.9.1.2.4 Ciclos de vazão Um ciclo completo abrange as quatro fases abaixo: a. b. c. d. 6.9.1.3 um um um um período de zero à vazão de ensaio; período à vazão de ensaio constante; período da vazão de ensaio ao zero; período na vazão zero. Procedimento de ensaio 1) Antes de iniciar o ensaio de durabilidade descontínua, medir os erros (de indicação) do(s) medidor(es) conforme descrito no item 6.3 e nas mesmas vazões conforme o item 6.3.4 2) Montar os medidores individualmente ou em grupos na bancada de ensaio nas mesmas posições de funcionamento que as usadas na determinação dos erros intrínsecos (de indicação) (6.3.2.2.7.5). 3) Durante os ensaios, manter os medidores nas suas condições nominais de operação e com a pressão a jusante alta o suficiente para evitar cavitação. 4) Ajustar a vazão para a faixa de tolerâncias especificadas. 5) Operar o(s) medidor(es) nas condições mostradas na Tabela 2. 6) Após o ensaio de resistência descontínua, medir os erros finais (de indicação) dos medidores conforme descrito no item 6.3 e nas mesmas vazões conforme o item 6.3.4. 7) Calcular o erro relativo final (de indicação) para cada vazão de acordo com o Anexo B. 8) Subtrair em cada vazão o valor do erro intrínseco (de indicação) obtido antes do ensaio (passo 1) do erro (de indicação) obtido após o ensaio (passo 7). 9) Completar o relatório de ensaio R 49-3, 5.9.1. 6.9.1.3.1 Tolerância na vazão A variação relativa dos valores de vazão não deve exceder ± 10% fora dos períodos de abertura, fechamento e parada. O(s) medidor(es) sob ensaio podem ser usados para verificar a vazão. 6.9.1.3.2 Tolerância na duração do ensaio A tolerância na duração especificada de cada fase do ciclo de vazão não deve exceder ± 10%. A tolerância na duração total do ensaio não deve exceder ± 5%. 29 6.9.1.3.3 Tolerância no número de ciclos O número de ciclos não deve ser inferior ao estipulado, porém não deve exceder esse número em mais de 1%. 6.9.1.3.4 Tolerância no volume despejado O volume despejado no decorrer do ensaio deve ser igual à metade do produto da vazão de ensaio especificada multiplicada pela duração teórica total do ensaio (períodos de operação mais períodos transitórios e de parada) com uma tolerância de ± 5%. Pode-se obter essa precisão por meio de correções suficientemente freqüentes das vazões instantâneas e do período de operação. Tabela 2 - Ensaio de durabilidade (Tabela 4 em R 49-1) Temperatura Classe Vazão Permanente Q3 3 Q3 ≤ 16 m /h T30 e T50 Q3 > 16 m3/h Todas as outras classes de temperatura Q3 ≤ 16 m3/h Q3 > 16 m3/h Q3 > 16 m3/h Hidrômetros compostos (ensaio adicional ) Hidrômetros compostos (quando o medidor pequeno não foi préaprovado ) a) Q3 > 16 m3/h Vazão de ensaio Tipo de ensaio Número de interrupções Duração das pausas Q3 Temperatura da água de ensaio ± 5ºC 20ºC Descontínuo 100 000 15s Duração do ensaio em vazão de ensaio 15s Duração da partida e parada Q4 Q3 Q4 Q3 20ºC 20ºC 20ºC 50ºC Contínuo Contínuo Contínuo Descontínuo 100 000 15s 100h 800h 200h 15s Q4 Q3 Q4 Q≥ 2 x Qx2 0,9 x TMA 50ºC 0,9 x TMA 20ºC Contínuo Contínuo Contínuo Descontínuo 50 000 15s 100h 800h 200h 15s 0,15 [Q3] s com um mínimo de 1s 0,15 [Q3 ]a)s com um mínimo de 1s 3 a 6s 0,9 Qx1 20ºC Contínuo - - 200h - a) 3 [Q3] é o número igual ao valor de Q3 expresso em m /h. Notas: 1. A(s) posição(ções) dos medidores submetidos a ensaio devem estabelecidas conforme as instruções do fabricante. 2. Quando um hidrômetro composto possuir medidores previamente aprovados, exige-se apenas o ensaio Hidrômetros compostos (ensaio adicional). 6.9.1.3.5 Leituras do ensaio Durante o ensaio, as seguintes leituras da bancada devem ser registradas pelo menos uma vez a cada 24 horas, ou uma vez para cada período mais curto, caso o ensaio esteja dividido dessa maneira: a) b) c) d) e) f) g) pressão da tubulação a montante do(s) medidor(es) sob ensaio; pressão da tubulação a jusante do(s) medidor(es) sob ensaio; temperatura da tubulação a montante do(s) medidor(es) sob ensaio; vazão através do(s) medidor(es) sob ensaio; duração das quatro fases do ciclo do ensaio de vazão descontínua; número de ciclos volumes indicado pelos medidor(es) sob ensaio. 30 6.9.1.4 Critérios de aceitação Após o ensaio de resistência descontínua: 1) a variação da curva de erro não deve exceder 3% para as vazões no campo inferior de medição (Q1 ≤ Q < Q2), ou 1,5% para vazões no campo superior de medição (Q2 ≤ Q ≤ Q4). Com o objetivo de determinar estes requisitos, devem-se aplicar os valores médios dos erros (de indicação) a cada vazão; 2) as curvas de erro não devem exceder um limite de erro máximo de: • ± 6% para vazões no campo inferior de medição (Q1 ≤ Q < Q2), e • ± 2,5% para vazões no campo superior de medição (Q2 ≤ Q ≤ Q4) para medidores destinados a medir água com temperatura entre 0,1ºC e 30ºC, ou • ± 3,5% para vazões no campo superior de medição (Q2 ≤ Q ≤ Q4) para medidores destinados a medir água com temperatura acima de 30ºC. 6.9.2 Ensaio de vazão contínua 6.9.2.1 Objeto do ensaio Verificar a durabilidade (vide T.16 em [29]) do hidrômetro quando submetido a condições de vazão contínua, permanente e de sobrecarga. O ensaio consiste em submeter o medidor à vazão constante Q3 ou Q4 por um período especificado. Além disso, quando o medidor pequeno de um hidrômetro composto não tiver sido pré-aprovado, o hidrômetro composto deve ser submetido a um ensaio de vazão contínua conforme mostrado na Tabela 2. Para conveniência dos laboratórios, o ensaio pode ser dividido em períodos de no mínimo 6h. 6.9.2.2 Preparação 6.9.2.2.1 Descrição da instalação A instalação consiste em: a. abastecimento de água (tanque não-pressurizado, tanque pressurizado, bomba, etc.); b. tubulação. 6.9.2.2.2 Tubulação Além do medidor ou medidores submetidos a ensaio, a tubulação abrange: a. b. c. d. e. um dispositivo regulador de escoamento; uma ou mais válvulas de isolamento; um dispositivo de medição da temperatura da água na entrada do medidor; meios de verificação da vazão e duração do ensaio; dispositivos para medição da pressão na entrada e saída. Os vários dispositivos não devem causar fenômenos de cavitação ou outros tipos de desgaste similares no(s) medidor(es). 6.9.2.2.3 Precauções a serem tomadas O medidor e os tubos de conexão devem ser submetidos à purga de ar apropriada. 31 6.9.2.3 Procedimento de ensaio 1) Antes de iniciar o ensaio de durabilidade contínua, medir os erros (de indicação) dos medidores conforme descrito no item 6.3, nas mesmas vazões conforme o item 6.3.4. 2) Montar os medidores individualmente ou em grupos na bancada de ensaio nas mesmas posições de funcionamento que as usadas na determinação do erro intrínseco (de indicação) (6.3.2.2.7.5). 3) Realizar os ensaios abaixo: 3 a) Para medidores com Q3 ≤ 16 m /h, operar o(s) medidor(es) na vazão Q4 por um período de 100 horas; 3 b) Para medidores com Q3 > 16 m /h, operar o(s) medidor(es) na vazão Q3 por um período de 800 horas e, em seguida na vazão Q4 por um período de 200 horas; c) Para hidrômetros compostos nos quais o medidor pequeno não tenha sido préaprovado, operar o(s) medidor(res) na vazão de 0,9 Qx1 por um período de 200 horas. 4) Durante os ensaios de resistência o(s) medidor(es) devem ser mantidos em suas condições nominais de operação e a pressão na saída de cada medidor deve ser alta o suficiente para evitar cavitação. 5) Após cada ensaio de resistência contínua, medir os erros (de indicação) do(s) medidor(es) nas mesmas vazões, conforme descrito na seção 6.3. 6) Calcular o erro relativo (de indicação) para cada vazão de acordo com o Anexo B. 7) Subtrair em cada vazão o valor do erro intrínseco (de indicação) obtido antes do ensaio (passo 1) do erro (de indicação) obtido após o ensaio (passo 6). 8) Completar o relatório de ensaio R 49-3, 5.9.2. 6.9.2.3.1 Tolerância na vazão A vazão deve ser constante durante o ensaio em um nível pré-determinado. A variação relativa dos valores de vazão durante cada ensaio não deve exceder ±10% (exceto no início e parada). 6.9.2.3.2 Tolerância na duração do ensaio A duração especificada do ensaio é um valor mínimo. 6.9.2.3.3 Tolerância no volume despejado O volume indicado no final do ensaio não deve ser inferior ao determinado pelo resultado da multiplicação da vazão de ensaio especificada e a duração especificada do ensaio. Para atender essa condição, deve-se corrigir a vazão com a devida freqüência. O(s) medidor(es) sob ensaio podem ser usados para verificar a vazão. 6.9.2.3.4 Leituras do ensaio Durante o ensaio, as seguintes leituras da bancada devem ser registradas pelo menos uma vez a cada 24 horas, ou uma vez para cada período mais curto, caso o ensaio esteja dividido dessa maneira: a. pressão da água a montante do(s) medidor(es) sob ensaio; b. pressão da água a jusante do(s) medidor(es) sob ensaio; 32 c. temperatura da água a montante do(s) medidor(es) sob ensaio; d. vazão através do(s) medidor(es) sob ensaio; e. volume indicado pelos medidor(es) sob ensaio. 6.9.2.4 Critérios de aceitação Após o ensaio de resistência contínua: Para hidrômetros com classe de exatidão 1: 1) A variação da curva de erro não deve exceder 2% para as vazões no campo inferior de medição (Q1 ≤ Q < Q2) e 1,5% para vazões no campo superior de medição (Q2 ≤ Q ≤ Q4). Com o objetivo de determinar estes requisitos, devem ser aplicados os valores médios dos erros (de indicação) em cada vazão. 2) As curvas não devem exceder um limite de erro máximo de ±4% para vazões no campo inferior de medição (Q1 ≤ Q < Q2) e ±1,5% para vazões no campo superior de medição (Q2 ≤ Q ≤ Q4) para medidores da classe de temperatura T30 e ±2,5% para todas as outras classes de temperatura. Para hidrômetros com classe de exatidão 2: 1) A variação da curva de erro não deve exceder 3% para as vazões no campo inferior de medição (Q1 ≤ Q < Q2) e 1,5% para vazões no campo superior de medição (Q2 ≤ Q ≤ Q4). Com o objetivo de determinar estes requisitos, devem ser aplicados os valores médios dos erros (de indicação) em cada vazão. 2) As curvas de erro não devem exceder um limite de erro máximo de: • • • 6.9.3 ±6% para vazões no campo inferior de medição (Q1 ≤ Q < Q2), e ±2,5% para vazões no campo superior de medição (Q2 ≤ Q ≤ Q4), ±2,5% para vazões no campo superior de medição (Q2 ≤ Q ≤ Q4) para medidores destinados a medir água com temperatura entre 0,1°C e 30°C, ou ±3.5% para vazões no campo superior de medição (Q2 ≤ Q ≤ Q4) para medidores destinados a medir água com temperatura acima de 30ºC. Ensaio específico para medidores compostos Após o ensaio descrito no subitem 6.9.2.3, o medidor composto deve ser submetido a um ensaio de durabilidade simulando condições de serviço, conforme abaixo: a) Vazão de ensaio: no mínimo o dobro da vazão de chaveamento Qx2 (determinada utilizando vazão crescente); b) Tipo de ensaio: descontínuo; c) Número de interrupções: 50 000; d) Duração da interrupção: 15 s; e) Duração da operação na vazão de ensaio: 15 s; f) Duração da aceleração e desaceleração: mínimo 3s, máximo 6s. Completar o relatório de ensaio R 49-3, 5.9.3. 6.9.3.1 Critérios de aceitação Após o ensaio de durabilidade cíclica: Para hidrômetros com classe de exatidão 1: 1) A variação da curva de erro não deve exceder 2% para as vazões no campo inferior de medição (Q1 ≤ Q < Q2), e 1% para vazões no campo superior de medição (Q2 ≤ Q ≤ Q4). Com 33 o objetivo de determinar estes requisitos, devem ser aplicados os valores médios dos erros (de indicação) em cada vazão. 2) As curvas não devem exceder um limite de erro máximo de ±4% para vazões no campo inferior de medição (Q1 ≤ Q < Q2) e ±1,5% para vazões no campo superior de medição (Q2 ≤ Q ≤ Q4) para medidores da classe de temperatura T30 e ±2,5% para todas as outras classes de temperatura. Para hidrômetros com classe de exatidão 2: 1) A variação da curva de erro não deve exceder 3% para as vazões no campo inferior de medição (Q1 ≤ Q < Q2), e 1.5% para vazões no campo superior de medição (Q2 ≤ Q ≤ Q4). Com o objetivo de determinar estes requisitos, devem ser aplicados os valores médios dos erros (de indicação) em cada vazão. 2) As curvas de erro não devem exceder um limite de erro máximo de: • ±6% para vazões no campo inferior de medição (Q1 ≤ Q < Q2), e • ±2,5% para vazões no campo superior de medição (Q2 ≤ Q ≤ Q4), ±2,5% para vazões no campo superior de medição (Q2 ≤ Q ≤ Q4) para medidores destinados a medir água com temperatura entre 0,1°C e 30°C, ou ±3.5% para vazões no campo superior de medição (Q2 ≤ Q ≤ Q4) para medidores destinados a medir água com temperatura acima de 30ºC. • 6.10 Ensaio de campo magnético Todos os hidrômetros cujos componentes mecânicos podem ser influenciados por um campo magnético estático (i.e .equipados com um acoplamento magnético para transmissão do movumento da turbina ao mostrador) e todos os medidores com componentes eletrônicos devem ser ensaiados para demonstrar que são capazes de suportar a influência de tal campo magnético estático. Este ensaio deve ser realizado de acordo com as disposições do item 7.12. 6.11 Ensaio ambiental Dependendo da tecnologia e da fabricação do medidor, aplicar níveis de ensaios para satisfazer condições ambientais. Os ensaios relevantes especificados na R 49-1, Anexo A e R 49-2, itens 7.2, 7.3 e 7.4 devem ser aplicados conforme o caso. A R 49-2, item 7.1.7 especifica que esses ensaios não se aplicam a medidores de fabricação puramente mecânica. 7 Ensaios de desempenho relativos às grandezas de influência e perturbações 7.1 Requisitos gerais (R 49-1, A.1) Este item define os ensaios de desempenho destinados a verificar se os hidrômetros operam e funcionam conforme o pretendido em um meio ambiente especificado e sob condições especificadas. Cada ensaio indica, conforme o caso, as condições de referência para a determinação do erro intrínseco. Esses ensaios de desempenho são complementares aos ensaios descritos no item 6 e se aplicam a medidores completos, a peças separáveis de hidrômetros e, se necessário, a dispositivos auxiliares. Os ensaios são exigidos dependendo da classe do medidor conforme descrito no item 7.1.1 e do tipo de fabricação ou projeto conforme item 7.1.7. Quando o efeito de uma grandeza de influência estiver sendo avaliado, todas as outras grandezas de influência devem ser mantidas nas condições de referência (vide Seção 3). 34 Os ensaios de aprovação de modelo especificados neste item podem ser realizados em paralelo aos ensaios especificados no item 6, utilizando exemplos do mesmo modelo do hidrômetro ou de suas peças separáveis. 7.1.1 Classificação ambiental (R 49-1, A.2) Para cada ensaio de desempenho são indicadas as condições de ensaio típicas que correspondem às condições mecânicas, elétricas e ambientais climáticas às quais os hidrômetros estão expostos. Os hidrômetros com dispositivos eletrônicos estão divididos em três classes de acordo com essas condições ambientais: Classe B Classe C Classe I para hidrômetros fixos instalados em edifícios; para hidrômetros fixos instalados ao ar livre; para medidores móveis. O requerente da aprovação de modelo também pode indicar as condições ambientais específicas na documentação apresentada ao serviço de metrologia, baseadas no uso pretendido do medidor. Nesse caso, o serviço de metrologia irá realizar ensaios de desempenho em níveis de severidade correspondentes a essas condições ambientais. Esses níveis de severidade não devem ser inferiores aos da Classe B. (Referência R 49-1, Tabela A.1). O serviço de metrologia deve verificar se as condições de uso são atendidas em todos os casos. Nota: Os medidores aprovados em um determinado nível de severidade também são apropriados para níveis de severidade mais baixos. 7.1.2 Ambiente eletromagnético (R 49-1, A.3) Os hidrômetros com dispositivos eletrônicos estão divididos em duas classes ambientais eletromagnéticas: Classe E1 Classe E2 7.1.3 Residencial, comercial e industrial leve; Industrial. Condições de referência (R 49-1, 6.1, e A.4) As condições de referência estão listadas no item 3. 7.1.4 Volumes de ensaio para medição do erro (de indicação) de hidrômetros (R 49-1, A.6.1) Algumas grandezas de influência devem ter um efeito constante no erro de indicação de hidrômetros e não um efeito proporcional relacionado ao volume medido. Em outros ensaios o efeito da grandeza de influência aplicado a um hidrômetro está relacionado ao volume medido. Nesses casos, para poder comparar resultados obtidos em diferentes laboratórios, o volume de ensaio para medição do erro de indicação do medidor deve corresponder àquele despejado em um minuto na vazão de sobrecarga Q4. Entretanto, alguns ensaios podem requerer mais de um minuto e, nesse caso, devem ser realizados no menor tempo possível levando em conta a incerteza da medição. 7.1.5 Influência da temperatura da água (R 49-1, A.6.1-A.6.3) Os ensaios de calor seco, calor frio e úmido são relativos à medição dos efeitos da temperatura do ar ambiente no desempenho do medidor. Entretanto, a presença do transdutor de medição, cheio de água, também pode influenciar a dissipação de calor em componentes eletrônicos. 35 3 Se o medidor tiver um valor de Q3 ≤ 16 m /h, a água deve escoar através dele na vazão de referência, e o erro (de indicação) do medidor deve ser medido com as peças eletrônicas e o transdutor de medição sujeitos às condições de referência. Opcionalmente, a simulação do transdutor de medição pode ser utilizada para ensaio de todos os componentes eletrônicos. Quando se utilizar ensaios simulados, estes devem replicar os efeitos causados pela presença da água nesses dispositivos eletrônicos que são normalmente acoplados ao sensor de vazão, e as condições de referência devem ser aplicadas durante os ensaios. 7.1.6 Requisitos para ensaios ambientais Os requisitos abaixo são associados aos ensaios ambientais e as Normas IEC relevantes a serem aplicadas estão relacionadas nos itens pertinentes desta Recomendação: a. b. c. d. e. f. g. h. i. pré-condicionamento do ESE; quaisquer desvios no procedimento da Norma IEC relevante ; medições iniciais; estado do ESE durante o condicionamento; níveis de severidade, valores do fator de influência e duração da exposição; medições exigidas e/ou carga durante o condicionamento; recuperação do ESE; medições finais; critérios de aceitação para que o ESE seja aprovado no ensaio. Quando não houver uma Norma IEC para um ensaio específico, os requisitos essenciais para tal ensaio serão fornecidos nesta Recomendação. 7.1.7 Equipamento sob ensaio (ESE) (R 49-1, 6.2.12.3) Para fins de ensaio, o ESE deve ser classificado em uma das categorias de A a E, de acordo com a tecnologia descrita nos itens 7.1.7.1 a 7.1.7.4, devendo-se aplicar os seguintes requisitos: Caso A Não há requisito de ensaio de desempenho (conforme mencionado neste item). Caso B O ESE é o medidor completo ou o hidrômetro composto: o ensaio deve ser realizado com água escoando pelo sensor de volume ou de vazão, com o medidor em funcionamento conforme projetado. Caso C O ESE é o transdutor de medição (incluindo o sensor de vazão ou de volume): o ensaio deve ser realizado com água escoando pelo sensor de volume ou de vazão, com o medidor em funcionamento conforme projetado. Caso D O ESE é o calculador eletrônico (incluindo o dispositivo indicador) ou o dispositivo auxiliar: o ensaio deve ser realizado com água escoando pelo sensor de volume ou de vazão, com o medidor em funcionamento conforme projetado. Caso E O ESE é o calculador eletrônico (incluindo o dispositivo indicador) ou o dispositivo auxiliar: o ensaio pode ser realizado com sinais de medição simulados sem água no sensor de volume ou de vazão. Nota: A autoridade responsável pela aprovação pode aplicar uma categoria adequada, de A a E, para ensaios de aprovação de medidores cuja tecnologia não esteja incluída nos itens 7.1.7.1 a 7.1.7.4. 36 7.1.7.1 Medidores por deslocamento positivo e hidrômetros tipo turbina a) O medidor não está equipado com dispositivos eletrônicos: Caso A b) O transdutor de medição e o dispositivo calculador eletrônico, incluindo o dispositivo indicador, estão na mesma carcaça: Caso B c) O transdutor de medição está separado do calculador eletrônico, porém não está equipado com dispositivos eletrônicos: Caso A d) O transdutor de medição está separado do calculador eletrônico e equipado com dispositivos eletrônicos: Caso C e) O calculador eletrônico, incluindo o dispositivo indicador, está separado do transdutor de medição e a simulação dos sinais de medição não é possível: Caso D f) 7.1.7.2 O calculador eletrônico, incluindo o dispositivo indicador, está separado do transdutor de medição e a simulação dos sinais de medição é possível: Caso E Hidrômetros eletromagnéticos a) O transdutor de medição e o calculador eletrônico, incluindo o dispositivo indicador, estão na mesma carcaça: Caso B b) O sensor de vazão consistindo apenas do tubo, da bobina e de dois eletrodos do medidor não possui quaisquer dispositivos eletrônicos adicionais: Caso A c) O transdutor de medição incluindo o sensor de vazão está separado do calculador eletrônico e em uma única carcaça: Caso C d) O calculador eletrônico, incluindo o dispositivo indicador, está separado do transdutor de medição e a simulação dos sinais de medição não é possível: Caso D 7.1.7.3 Medidor de vazão para água do tipo ultrasônico, Coriolis e Fluídico a) O transdutor de medição e o dispositivo calculador eletrônico, incluindo o dispositivo indicador, estão na mesma carcaça: Caso B b) O transdutor de medição está separado do calculador eletrônico e equipado com dispositivos eletrônicos: Caso C c) O calculador eletrônico, incluindo o dispositivo indicador, está separado do transdutor de medição e a simulação dos sinais de medição não é possível: Caso D 7.1.7.4 Dispositivos auxiliares a) O dispositivo auxiliar é parte do hidrômetro, uma parte do transdutor de medição ou parte do dispositivo calculador eletrônico: Casos de A a E b) O dispositivo auxiliar está separado do medidor, porém não está equipado com dispositivos eletrônicos: Caso A c) O dispositivo auxiliar está separado do medidor e a simulação dos sinais de entrada não é possível: Caso D d) O dispositivo auxiliar está separado do medidor e a simulação dos sinais de entrada é possível: Caso E 37 7.2 7.2.1 Calor seco (sem condensação) (R 49-1, A.6.1) Objeto do ensaio Verificar se o ESE atende aos requisitos do item 3.2 na R 49-1, durante a aplicação de altas temperaturas ambiente nos níveis de severidade mencionados no item A.6.1 da R 49-1. 7.2.2 Preparação As providências para o ensaio estão descritas nas seguintes publicações: I IEC 60068-2-2 (1974-01), Alterações IEC 60068-2-2-am1 (1993-02) e IEC 60068-2-2-am2 (199405). Ensaio ambiental. Parte 2. Ensaios. Ensaio B. Calor seco. Seção 4 - Ensaio Bd: Calor seco para amostra dissipadora de calor, ou ensaio Bb para amostra não-dissipadora de calor, com alteração gradual de temperatura [8]. As orientações sobre as providências para os ensaios são fornecidas nos seguintes documentos: IEC 60068-3-1 (1974-01). Primeiro suplemento IEC 60068-3-1-1A (1978-01). Procedimentos básicos de ensaio ambiental. Parte 3: Histórico. Seção 1 - Ensaios de frio e calor seco [9]. IEC 60068-1 (1988-06). Alteração: IEC 60068-1-am1 (1992-04). Ensaio ambiental básico. Parte 1: Geral e orientação [10]. 7.2.3 Procedimento de ensaio (sumário) 1) Não há requisito de pré-condicionamento. 2) Medir o erro (de indicação) do ESE na vazão de referência e nas seguintes condições de ensaio: a) à temperatura de referência do ar de 20 ± 5°C, antes do condicionamento do ESE; b) a uma temperatura do ar de 55 ± 2°C, após o ESE ter sido estabilizado nesta temperatura por um período de 2 horas; c) à temperatura de referência do ar de 20 ± 5°C, após a recuperação do ESE. 3) Calcular o erro relativo (de indicação) para cada condição de ensaio de acordo com o Anexo B. 4) Durante a aplicação das condições de ensaio, verificar se o ESE está funcionando corretamente. 5) Completar o relatório de ensaio R 49-3, 6.1. Requisito adicional: Ao medir os erros (de indicação), devem-se observar as condições de instalação e operação descritas no item 6.3.2, e aplicar as condições de referência, salvo especificação contrária. 7.2.4 Critérios de aceitação Durante a aplicação das condições de ensaio: 1) Todas as funções do ESE devem operar conforme o projeto. 2) O erro relativo (de indicação) do ESE, nas condições de ensaio, não deve exceder o erro máximo admissível do campo superior de medição (vide R 49-1, 3.2). 38 7.3 7.3.1 Frio (R 49-1, A.6.2) Objeto do ensaio Verificar se o ESE atende aos requisitos do item 3.2 na R 49-1, durante a aplicação de baixas temperaturas ambiente nos níveis de severidade mencionados no item A.6.2 da R 49-1. 7.3.2 Preparação As providências para o ensaio são aquelas descritas nas seguintes publicações: IEC 60068-2-1 (1990-05). Alterações IEC 60068-2-1am1 (1993-02) e IEC 60068-2-1-am2 (199406). Ensaio ambiental. Parte 2.1 Ensaios. Ensaio A. Frio. Seção 3 - Ensaio Ad: Frio, para amostra dissipadora de calor, ou ensaio Bb para amostra não-dissipadora de calor, com alteração gradual de temperatura [11]. As orientações sobre as providências para os ensaios são fornecidas nos seguintes documentos: IEC 60068-3-1 (1974-01). Primeiro suplemento IEC 60068-3-1-1A (1978-01). Procedimentos básicos de ensaio ambiental. Parte 3: Histórico. Seção 1 - Ensaios de frio e calor seco [9]. I IEC 60068-1 (1988-06). Alteração: IEC 60068-1-am1 (1992-04). Ensaio ambiental básico. Parte 1: Geral e orientação [10]. 7.3.3 Procedimento de ensaio (sumário) 1) Não pré-condicionar o ESE. 2) Medir o erro (de indicação) do ESE na vazão de referência e na temperatura ambiente de referência: 3) Estabilizar a temperatura ambiente em -25°C (nível de severidade 3) ou em +5°C (nível de severidade 1) por um período de 2 horas. 4) Medir o erro (de indicação) do ESE na vazão de referência a uma temperatura ambiente de 25°C (nível de severidade 3) ou +5°C (nível de severidade 1). 5) Após a recuperação do ESE, medir o seu erro (de indicação) na vazão de referência e na temperatura ambiente de referência. 6) Calcular o erro relativo (de indicação) para cada condição de ensaio de acordo com o Anexo B. 7) Durante a aplicação das condições de ensaio, verificar se o ESE está funcionando corretamente. 8) Completar o relatório de ensaio R 49-3, 6.2. Requisitos adicionais: a) Se for necessário haver água no sensor de vazão, a temperatura da água deve ser mantida na temperatura de referência. b) Ao medir os erros (de indicação), devem-se observar as condições de instalação e operação descritas no item 6.3.2, e aplicar as condições de referência, salvo especificação contrária. 7.3.4 Critérios de aceitação Durante a aplicação das condições de ensaio estabilizadas, 39 1) Todas as funções do ESE devem operar conforme o projeto, e 2) O erro relativo (de indicação) do ESE, nas condições de ensaio, não deve exceder o erro máximo admissível do campo superior de medição (R 49-1, 3.2). 7.4 7.4.1 Calor úmido, cíclico (com condensação) (R 49-1, A.6.3) Objeto do ensaio Verificar se o ESE atende às disposições da R 49-1 (3.2) após aplicação das condições de umidade alta combinadas com alterações cíclicas de temperatura descritas no item A.6.3 da R 49-1. 7.4.2 Preparação As providências para o ensaio são aquelas descritas nas seguintes publicações: I IEC 60068-2-30 (1980-01) e Alteração IEC 60068-2-30-am1 (1985-08). Procedimentos básicos de ensaio ambiental. Parte 2: Ensaios. Ensaio Db e orientação: Calor úmido, cíclico (ciclo de 12h + 12h), variante de ensaio 1 [12]. As orientações sobre as providências para os ensaios são fornecidas nos seguintes documentos: IEC 60068-3-4 (2001-08): Ensaio ambiental. Parte 3-4: Documentação e orientação de apoio – Ensaios de calor úmido [13]. 7.4.3 Procedimento de ensaio (sumário) Os requisitos para o desempenho do equipamento de ensaio, condicionamento e recuperação do ESE, e exposição deste a alterações cíclicas de temperatura sob condições de calor úmido, estão descritos na IEC Publicação IEC 60068-2-30 [12] e IEC 60068-3-4 [13]. O programa de ensaio consiste nos passos de 1 a 7 a seguir. 1) Pré-condicionar o ESE. 2) Expor o ESE a variações cíclicas de temperatura entre a temperatura mínima de 25°C e a temperatura máxima de 55°C (classes ambientais C e I) ou 40°C (classe ambiental B). Manter a umidade relativa acima de 95% durante as alterações de temperatura e durante as fases de temperatura mínima, e a 93% nas fases de temperatura máxima. A condensação deve ocorrer no ESE durante a elevação de temperatura. 3) Deixar que o ESE se recupere. 4) Após a recuperação, verificar se o ESE está funcionamento corretamente. 5) Medir o erro (de indicação) do ESE na vazão de referência. 6) Calcular o erro relativo (de indicação) de acordo com o Anexo B. 7) Completar o relatório de ensaio R 49-3, 6.3. Requisitos adicionais: a) A alimentação de energia do ESE é desligada durante os passos de 1 a 3. b) Ao medir o erro (de indicação), devem-se observar as condições de instalação e operação descritas no item 6.3.2, e aplicar as condições de referência, salvo especificação contrária. 40 7.4.4 Critérios de aceitação Após a aplicação do fator de influência e recuperação: 1) Todas as funções do ESE devem operar conforme o projeto. 2) O erro relativo (de indicação) do ESE, nas condições de referência, não deve exceder o erro máximo admissível do campo superior de medição (R 49-1, 3.2). 7.5 Variação na tensão de alimentação (R 49-1, A.6.4) 7.5.1 Hidrômetros acionados por conversores diretos CA ou CA/CC (R 49-1, A.6.4.1) 7.5.1.1 Objeto do ensaio 7.5.1.1.1 Tensão única Verificar se os dispositivos eletrônicos que funcionam com um único valor nominal da tensão da rede (Unom) a uma freqüência nominal (fnom) atendem às disposições da R 49-1 (3.2) durante os desvios estáticos da CA (monofásico) da alimentação de energia, aplicadas de acordo com os requisitos da R 49-1 (A.6.4.1). 7.5.1.1.2 Faixa de tensão Verificar se os dispositivos eletrônicos que funcionam dentro de uma faixa nominal de tensão da rede, e que possuem um limite máximo Uu e um limite mínimo Ul, a uma freqüência nominal (fnom) atendem às disposições da R 49-1 (3.2), durante desvios estáticos de CA (monofásico) da alimentação de energia da redes secundárias, aplicadas de acordo com os requisitos da R 49-1 (A.6.4.1). 7.5.1.2 Preparação As providências para o ensaio são aquelas descritas nas seguintes publicações: IEC 61000-4-11 (1994-06), Alteração IEC 61000-4-11-am1 (2000-11) Compatibilidade Eletromagnética (EMC) – Parte 4: Técnicas de ensaio e medição – Seção 11: Ensaios de imunidade a oscilações de tensão, interrupções curtas e variações de tensão [14]. IEC/TR3 61000-2-1 (1990-05) Compatibilidade Eletromagnética (EMC) Parte 2: Meio ambiente. Seção 1: Descrição do meio ambiente – Meio ambiente eletromagnético para perturbações conduzidas de baixa freqüência e sinalização em sistemas públicos de alimentação de energia [15]. IEC 61000-2-2 (1990-05) Compatibilidade Eletromagnética (EMC) Parte 2: Meio ambiente. Seção 2: Níveis de compatibilidade para perturbações conduzidas de baixa freqüência e sinalização em sistemas públicos de alimentação de energia de baixa tensão [16]. IEC 61000-4-1 (2000-04) Compatibilidade Eletromagnética (EMC) Parte 4-1: Técnicas de ensaio e medição - Resumo da IEC série 61000-4 [17]. IEC 60654-2 (1979-01)-am1 (1992-10) Condições operacionais para medição do processo industrial e equipamentos de controle. Parte 2: Potência [18]. 7.5.1.3 Procedimento de ensaio (sumário) 1) Expor o ESE às variações de tensão de alimentação enquanto este estiver funcionando sob condições de referência. 41 2) Medir o erro (de indicação) do ESE, durante a aplicação do limite máximo de tensão da rede Unom + 10% (tensão única) ou Uu + 10% (faixa de tensão). 3) Medir o erro (de indicação) do ESE, durante a aplicação do limite mínimo de tensão da rede Unom - 15% (tensão única) ou Ul -15% (faixa de tensão). 4) Calcular o erro relativo (de indicação) para cada condição de ensaio de acordo com o Anexo B. 5) Verificar se o EST está funcionando corretamente durante a aplicação de cada variação na alimentação de energia. 6) Completar o relatório de ensaio R 49-3, 6.4.1. Requisitos adicionais: a) Durante a medição do erro (de indicação) o ESE deve ser submetido à vazão de referência (R 49-1, 6.1). b) Ao medir os erros (de indicação), devem-se observar as condições de instalação e operação descritas no item 6.3.2, e aplicar as condições de referência, salvo especificação contrária. 7.5.1.4 Critérios de aceitação Durante a aplicação do fator de influência: 1) Todas as funções do ESE devem operar conforme o projeto. 2) O erro relativo (de indicação) do ESE, nas condições de ensaio, não deve exceder o erro máximo admissível do campo superior de medição (vide R 49-1, 3.2). 7.5.2 Hidrômetros acionados por baterias primárias de CC (R 49-1, A.6.4.2) 7.5.2.1 Objeto do ensaio Verificar se a bateria acionada por dispositivos eletrônicos atende aos dispositivos da R 49-1 (3.2) durante desvios estáticos da CC, bateria primária, tensão de alimentação, aplicados de acordo com os requisitos da R 49-1 (A.6.4.2). 7.5.2.2 Preparação Não é possível fornecer referências das Normas IEC para os métodos de ensaio. 7.5.2.3 Procedimento de ensaio 1) Expor o ESE às variações de tensão de alimentação enquanto este estiver funcionando sob condições de referência. 2) Medir o erro (de indicação) do ESE durante a aplicação do limite máximo de tensão da bateria Umax. 3) Medir o erro (de indicação) do ESE durante a aplicação do limite mínimo de tensão da bateria Umin. 4) Calcular o erro relativo (de indicação) para cada condição de ensaio de acordo com o Anexo B. 5) Verificar se o ESE está funcionando corretamente durante a aplicação de cada variação na alimentação de energia. 42 6) Completar o relatório de ensaio R 49-3, 6.4.2. Requisitos adicionais: a) Durante a medição do erro (de indicação) o ESE deve ser submetido à vazão de referência. b) Ao medir os erros (de indicação), devem-se observar as condições de instalação e operação descritas na Seção 6.3.2, e aplicar as condições de referência, salvo especificação contrária. 7.5.2.4 Critérios de aceitação Durante a aplicação das variações de tensão: 1) Todas as funções do ESE devem operar conforme o projeto. 2) O erro relativo (de indicação) do ESE, nas condições de ensaio, não deve exceder o erro máximo admissível do campo superior de medição (vide R 49-1, 3.2). 7.6 7.6.1 Vibração (aleatória) (R 49-1, A.6.5) Objeto do ensaio Verificar se o ESE atende às disposições da R 49-1 (3.2), após a aplicação de vibrações aleatórias no nível de severidade 2 (vide R 49-1, A.6.5). Nota: Aplicável apenas a medidores para instalações móveis. 7.6.2 Preparação As providências para o ensaio são aquelas descritas nas seguintes publicações: IEC 60068-2-64 (1993-05), Corr 1 (1993-10). Ensaio ambiental. Parte 2: Métodos de Ensaio Ensaio Fh Vibração, banda larga aleatória (controle digital) e orientação [19]. IEC 60068-2-47 (1999-10) Ensaio ambiental. Parte 2-47: Métodos de ensaio – Montagem de componentes, equipamentos e outros artigos para ensaios de vibração, impacto e ensaios dinâmicos similares) [20]. 7.6.3 Procedimento de ensaio (sumário) 1) Montar o ESE sobre um suporte rígido conforme procedimento usual, de modo que a força gravitacional atue na mesma direção que a de seu uso normal. Entretanto, se o efeito gravitacional for insignificante, e o medidor não tiver as marcas “H” ou “V”, o ESE pode ser montado em qualquer posição. 2) Aplicar ao ESE vibrações aleatórias, na faixa de freqüência de 10 a 150 Hz, em três eixos perpendiculares entre si, um de cada vez, durante 2 minutos por eixo. 3) Permitir um período de recuperação ao ESE. 4) Examinar o ESE para verificar se está funcionando corretamente. 5) Medir o erro (de indicação) do ESE na vazão de referência. 6) Calcular o erro relativo (de indicação) de acordo com o Anexo B. 7) Completar o relatório de ensaio R 49-3, 6.5. 43 Requisitos adicionais: a) Caso o ESE possua sensor de vazão, não se deve enchê-lo de água durante a aplicação da perturbação. b) A alimentação de energia do ESE é desligada durante os passos 1, 2 e 3. c) Durante a aplicação das vibrações deve-se atender às seguintes condições: • • • Nível total de RMS: Nível de DPM (Desvio Padrão Médio) de 10 a 20 Hz: Nível de DPM (Desvio Padrão Médio) de 20 a 150 Hz: -2 7 m.s -3 1 m.s 3 dB/oitava d) Ao medir os erros (de indicação) do ESE, devem-se atender às condições de instalação e operação descritas na Seção 6.3.2, e devem-se aplicar as condições de referência salvo especificação contrária. 7.6.4 Critérios de aceitação Após a aplicação das vibrações e da recuperação: 1) Todas as funções do ESE devem operar conforme o projeto. 2) O erro relativo (de indicação) do ESE, nas condições de ensaio, não deve exceder o erro máximo admissível do campo superior de medição (vide R 49-1, 3.2). 7.7 7.7.1 Choque mecânico (R 49-1, A.6.6) Objeto do ensaio Verificar se o ESE atende às disposições do item 3.2 da R 49-1, após a aplicação do ensaio de choque mecânico (queda livre) no nível de severidade fornecido no item A.6.6 da R 49-1. 7.7.2 Preparação As providências para o ensaio são aquelas descritas nas seguintes publicações: IEC 60068-2-31 (1969-01), -am1 (1982-01) Ensaio ambiental. Parte 2: Ensaios. Ensaio Ec: Queda e tombamento, principalmente para amostras de equipamento [21]. IEC 60068-2-47 (1999-10) Ensaio ambiental. Parte 2-47: Métodos de ensaio – Montagem de componentes, equipamentos e outros artigos para ensaios de vibração, impacto e ensaios dinâmicos similares) [20]. 7.7.3 Procedimento de ensaio (sumário) 1) O ESE deve ser colocado em uma superfície nivelada rígida em sua posição normal de uso e inclinado em direção a uma borda inferior até que a borda oposta do ESE esteja 50 mm acima da superfície rígida. Entretanto, o ângulo formado pela parte inferior do ESE e a superfície de ensaio não deve exceder 30°. 2) Deixar que o ESE caia livremente sobre a superfície de ensaio; 3) Repetir os passos 1 e 2 para cada borda inferior. 4) Permitir um período de recuperação ao ESE. 5) Examinar o ESE para verificar se está funcionando corretamente. 6) Medir o erro (de indicação) do ESE na vazão de referência. 44 7) Calcular o erro relativo (de indicação) de acordo com o Anexo B. 8) Completar o relatório de ensaio R 49-3, 6.6. Requisitos adicionais: a) Caso o ESE possua sensor de vazão, não se deve enchê-lo de água durante a aplicação da perturbação. b) A alimentação de energia do ESE deve ser desligada durante os passos 1, 2 e 3. 7.7.4 Critérios de aceitação Após a aplicação da perturbação e da recuperação, 1) Todas as funções do ESE devem operar conforme o projeto. 2) O erro relativo (de indicação) do ESE, nas condições de ensaio, não deve exceder o erro máximo admissível do campo superior de medição (vide R 49-1, 3.2). 7.8 7.8.1 Redução de curta duração na alimentação (R 49-1, A.6.7) Objeto do ensaio Verificar se o ESE alimentado pelas redes atende às disposições da R 49-1 (3.2) durante a aplicação de interrupções e reduções de curta duração na tensão da rede, nos níveis de severidades estabelecidos na R 49-1 (A.6.7). 7.8.2 Preparação As providências para o ensaio são aquelas descritas nas seguintes publicações: I IEC 61000-4-11 (1994-06), Alteração IEC 61000-4-11-am1 (2000-11) Compatibilidade Eletromagnética (EMC) – Parte 4: Técnicas de ensaio e medição – Seção 11: Ensaios de imunidade a oscilações de tensão, interrupções curtas e variações de tensão [14]. IEC/TR3 61000-2-1 (1990-05) Compatibilidade Eletromagnética (EMC) Parte 2: Meio ambiente. Seção 1: Níveis de compatibilidade - Descrição do meio ambiente – Meio ambiente eletromagnético para perturbações conduzidas de baixa freqüência e sinalização em sistemas públicos de alimentação de energia [15]. IEC 61000-2-2 (1990-05) Compatibilidade Eletromagnética (EMC) Parte 2: Meio ambiente. Seção 2: Níveis de compatibilidade para perturbações conduzidas de baixa freqüência e sinalização em sistemas públicos de alimentação de energia de baixa tensão [16]. IEC 61000-4-1 (2000-04) Compatibilidade Eletromagnética (EMC) Parte 4-1: Técnicas de ensaio e medição - Resumo da IEC série 61000-4 [17]. 7.8.3 Procedimento de ensaio (sumário) 1) Medir o erro (de indicação) do ESE antes da aplicação do ensaio de redução de energia. 2) Medir o erro (de indicação) do ESE durante a aplicação de no mínimo 10 interrupções de tensão e 10 reduções de tensão. 3) Calcular o erro relativo (de indicação) para cada condição de ensaio de acordo com o Anexo B. 4) Subtrair o erro (de indicação) do medidor, medido antes da aplicação das reduções de energia, do erro medido após a aplicação das reduções de energia. 45 5) Examinar o ESE para verificar se está funcionando corretamente. 6) Completar o relatório de ensaio R 49-3, 6.7. Requisitos adicionais: a) As interrupções e reduções de tensão são aplicadas durante o período requerido para medir o erro (de indicação) do ESE. b) Interrupções de tensão: a tensão fornecida é reduzida de seu valor nominal (Unom) para zero por um período igual à metade de um ciclo de freqüência de linha. c) As interrupções de tensão são aplicadas em grupos de dez. d) Reduções de tensão: a tensão fornecida é reduzida para 50% da tensão nominal durante o período de um ciclo de freqüência de alimentação. e) As reduções de tensão são aplicadas em grupos de dez. f) Cada interrupção ou redução de tensão é iniciada, terminada e repetida no cruzamento pelo zero da tensão de alimentação. g) As interrupções e reduções de tensão da rede são repetidas no mínimo dez vezes, com um intervalo de no mínimo dez segundos entre cada grupo de interrupções e reduções. Esta seqüência é repetida durante a medição do erro (de indicação) do ESE. h) Durante a medição do erro (de indicação) o ESE deve ser submetido à vazão de referência. i) Ao medir os erros (de indicação), devem-se observar as condições de instalação e operação descritas na Seção 6.3.2, e aplicar as condições de referência, salvo especificação contrária. j) Quando o ESE for projetado para funcionar em uma faixa da tensão de alimentação, as reduções e interrupções de tensão devem ser iniciadas a partir da tensão média da faixa. 7.8.4 Critérios de aceitação 1) Após a aplicação das reduções de energia de curta duração, todas as funções do ESE devem funcionar conforme o projeto. 2) A diferença entre o erro relativo (de indicação), obtido durante a aplicação das reduções de energia de curta duração e o erro de indicação obtido na mesma vazão antes do ensaio, sob condições de referência, não deve exceder a metade do erro máximo admissível no campo superior de medição. (vide R 49-1, 3.2). 7.9 7.9.1 Descargas elétricas (R 49-1, A.6.8) Objeto do ensaio Verificar se o ESE (inclusive seus cabos externos) atende às disposições do item 3.2 na R 49-1 durante a aplicação de picos de tensão sobrepostos na tensão das redes, nos níveis de severidades estabelecidos na R 49-1 (A.6.8). 7.9.2 Preparação As providências para o ensaio são aquelas descritas nas seguintes publicações: 46 IEC 61000-4-4 (1995-01) Alteração IEC 61000-4-4-am1 (2000-11). Compatibilidade Eletromagnética (EMC). Parte 4: Técnicas de ensaio e medição – Seção 4: Ensaios de imunidade a transientes elétricos súbitos/descargas elétricas. Publicação Básica EMC [22]. IEC/TR3 61000-2-1 (1990-05) Compatibilidade Eletromagnética (EMC) Parte 2: Meio ambiente. Seção 1: Descrição do meio ambiente – Meio ambiente eletromagnético para perturbações conduzidas de baixa freqüência e sinalização em sistemas públicos de alimentação de energia [15]. IEC 61000-2-2 (1990-05) Compatibilidade Eletromagnética (EMC) Parte 2: Meio ambiente. Seção 2: Níveis de compatibilidade para perturbações conduzidas de baixa freqüência e sinalização em sistemas públicos de alimentação de energia de baixa tensão [16]. IEC 6100-4-1 (2000-04) Compatibilidade Eletromagnética (EMC) Parte 4-1: Técnicas de ensaio e medição - Resumo da IEC série 61000-4 [17]. 7.9.3 Procedimento de ensaio (sumário) 1) Medir o erro (de indicação) do ESE antes de aplicar as descargas elétricas. 2) Medir o erro (de indicação) do ESE durante a aplicação de picos de descargas elétricas de tensão de transição, em forma de onda exponencial dupla. 3) Calcular o erro relativo (de indicação) para cada condição de ensaio de acordo com o Anexo B. 4) Subtrair o erro (de indicação) do medidor, medido antes da aplicação das descargas elétricas, do erro medido durante a aplicação das descargas elétricas. 5) Examinar o ESE para verificar se está funcionando corretamente. 6) Completar o relatório de ensaio R 49-3, 6.8. Requisitos adicionais: a) Cada pico deve ter uma amplitude (positiva ou negativa) de 1000 V para instrumentos classe E1, ou 2000 V para instrumentos classe E2 (vide 7.1.2), com fase aleatória, tempo de elevação de 5 ns e duração da metade da amplitude de 50 ns. b) O comprimento da descarga elétrica deve ser de 15 ms e o período de descarga elétrica (intervalo de tempo de repetição) deve ser de 300 ms. c) Todas as descargas elétricas não devem ser aplicadas de forma assíncrona no modo comum (tensão assimétrica) durante a medição do erro (de indicação) do ESE. d) Durante a medição do erro (de indicação) o ESE deve ser submetido à vazão de referência. e) Ao medir o erro (de indicação) do ESE, devem-se atender às condições de instalação e operação descritas na Seção 6.3.2, e devem-se aplicar as condições de referência salvo especificação contrária. 7.9.4 Critérios de aceitação 1) Após a aplicação da perturbação, todas as funções do ESE devem operar conforme o projeto. 2) A diferença entre o erro relativo de indicação, obtido durante a aplicação das descargas elétricas e o erro obtido na mesma vazão antes do ensaio, sob condições de referência, não deve exceder a metade do erro máximo admissível no campo superior de medição. (vide R 49-1, 3.2). 47 7.10 7.10.1 Descarga eletrostática (R 49-1, A.6.9) Objeto do ensaio Verificar se o ESE atende às disposições da R 49-1 (3.2) durante a aplicação de descargas eletrostáticas diretas ou indiretas nos níveis de severidade estabelecidos na R 49-1 (A.6.9). 7.10.2 Preparação As providências para o ensaio são aquelas descritas nas seguintes publicações: IEC 61000-4-2(2001-04) Edição Consolidada. Compatibilidade eletromagnética (EMC) - Parte 42: Técnicas de ensaio e medição - Ensaios de imunidade a descarga eletrostática) [23] IEC/TR3 61000-2-1 (1990-05) Compatibilidade Eletromagnética (EMC) Parte 2: Meio ambiente. Seção 1: Descrição do meio ambiente – Ambiente eletromagnético para perturbações conduzidas de baixa freqüência e sinalização em sistemas públicos de abastecimento de energia [15]. IEC 61000-2-2 (1990-05) Compatibilidade Eletromagnética (EMC) Parte 2: Meio ambiente. Seção 2: Níveis de compatibilidade para perturbações conduzidas de baixa freqüência e sinalização em sistemas públicos de abastecimento de energia de baixa tensão [16]. IEC 61000-4-1 (2000-04) Compatibilidade Eletromagnética (EMC) Parte 4-1: Técnicas de ensaio e medição – Resumo da série IEC 61000-4 [17]. 7.10.3 Procedimento de ensaio (sumário) 1) Medir o erro (de indicação) do ESE antes da aplicação das descargas eletrostáticas. 2) Carregar um capacitor elétrico de 150 pF através de tensão de corrente contínua apropriada e, em seguida, descarregá-lo através do ESE conectando um terminal do chassis de apoio ao terra e o outro a um resistor de 330 ohms às superfícies do ESE normalmente acessíveis ao operador. Devem-se aplicar as seguintes condições: a) Incluir o método de penetração na pintura, se procedente; b) Para cada descarga de contato, deve-se aplicar uma tensão de 6 kV; c) Para cada descarga de ar, deve-se aplicar uma tensão de 8 kV; d) Para descargas diretas, deve-se utilizar o método de descarga do ar quando o fabricante informar que um revestimento protetor deve ser isolado; e) Em cada ponto do ensaio devem-se aplicar no mínimo dez descargas diretas, a intervalos de no mínimo dez segundos durante a mesma medição ou medição simulada; f) Para as descargas indiretas, devem-se aplicar um total de dez descargas no plano de acoplamento horizontal, e um total de dez descargas para cada uma das várias posições do plano de acoplamento vertical. 3) Medir o erro (de indicação) do ESE durante a aplicação das descargas eletrostáticas. 4) Calcular o erro relativo (de indicação) para cada condição de ensaio de acordo com o Anexo B. 5) Determinar se a falha significativa foi excedida subtraindo o erro (de indicação) do medidor, medido antes da aplicação das descargas eletrostáticas, do erro medido após a aplicação das descargas eletrostáticas. 48 6) Examinar o ESE para verificar se está funcionando corretamente. 7) Completar o relatório de ensaio R 49-3, 6.9. Requisitos adicionais: a) Ao medir o erro (de indicação), o ESE deve ser submetido à vazão de referência; b) Ao medir os erros (de indicação), devem-se atender às condições de instalação e operação descritas na Seção 6.3.2, e aplicar as condições de referência, salvo especificação contrária. c) Nos casos em que projeto específico de medidor comprovou ser imune à descarga eletrostática nas condições nominais de operação para vazão, a autoridade metrológica deve ter liberdade de escolher uma vazão zero durante o ensaio de descarga eletrostática. 7.10.4 Critérios de aceitação Após a aplicação da perturbação, 1) Todas as funções do ESE devem operar conforme o projeto. 2) A diferença entre o erro relativo (de indicação), obtido durante a aplicação das descargas eletrostáticas e o erro de indicação obtido antes do ensaio, na mesma vazão, sob condições de referência, não deve exceder a metade do erro máximo admissível no campo superior de medição. (vide R 49-1, 3.2). 3) Para ensaios na vazão zero, a totalização do hidrômetro não deve sofrer alteração maior do que o valor do intervalo da escala de verificação. 7.11 Susceptibilidade eletromagnética (R 49-1, A.6.10) 7.11.1 Objeto do ensaio Verificar se o ESE atende às disposições do item 3.2 na R 49-1, durante a aplicação de campos irradiados eletromagnéticos nos níveis de severidade estabelecidos na R 49-1 (A.6.10). 7.11.2 Preparação As providências para o ensaio são aquelas descritas nas publicações a seguir. Entretanto, o procedimento de ensaio descrito no item 7.11.3 é um procedimento modificado aplicável a instrumentos integradores que totalizam o measurando: IEC 61000-4-3 (2002-09) Ed. 2.1 Edição Consolidada. Compatibilidade eletromagnética (EMC) Parte 4-3: Técnicas de ensaio e medição - Ensaios de imunidade contra campo irradiado, de rádio-freqüência, e campo eletromagnético [24]. IEC/TR3 61000-2-1 (1990-05) Compatibilidade Eletromagnética (EMC) Parte 2: Meio ambiente. Seção 1: Descrição do meio ambiente – Meio ambiente eletromagnético para perturbações conduzidas de baixa freqüência e sinalização em sistemas públicos de alimentação de energia [15]. IEC 61000-2-2 (1990-05) Compatibilidade Eletromagnética (EMC) Parte 2: Meio ambiente. Seção 2: Níveis de compatibilidade para perturbações conduzidas de baixa freqüência e sinalização em sistemas públicos de alimentação de energia de baixa tensão [16]. IEC 61000-4-1 (2000-04) Compatibilidade Eletromagnética (EMC) Parte 4-1: Técnicas de ensaio e medição - Resumo da IEC série 61000-4 [17]. 49 7.11.3 Procedimento de ensaio (sumário) 1) Medir o erro intrínseco (de indicação) do ESE nas condições de referência antes da aplicação do campo eletromagnético. 2) Aplicar o campo eletromagnético de acordo com os requisitos dos itens a) até e) abaixo. 3) Iniciar uma nova medição do erro (de indicação) do ESE. 4) Escalonar a freqüência portadora até que se atinja a próxima freqüência portadora (vide Tabela 3) de acordo com os requisitos do item e) abaixo. 5) Parar a medição do erro (de indicação) do ESE. 6) Calcular o erro relativo (de indicação) do ESE de acordo com o Anexo B. 7) Calcular a falha significativa como a diferença entre o erro intrínseco (de indicação) a partir do passo 1 e o erro (de indicação) a partir do passo 6. 8) Mudar a polarização da antena. 9) Repetir os passos 2 a 8. 10) Examinar o ESE para verificar se está funcionando corretamente. 11) Completar o relatório de ensaio R 49-3, 6.10. Requisitos adicionais: a) O ESE e seus cabos externos de no mínimo 1,2 m de comprimento devem ser submetidos aos campos irradiados eletromagnéticos a uma força de 3 V/m para instrumentos classe E1, ou10 V/m para instrumentos classe E2 (vide 7.1.2); b) A antena de transmissão de preferência é a bicônica para a faixa de freqüência de 26 MHz a 200 MHz e a antena log-periodic para a faixa de freqüência de 200 MHz a 1000 MHz. c) O ensaio é realizado com 20 varreduras parciais com antena vertical e 20 varreduras parciais com antena horizontal. As freqüências de início e parada para cada varredura estão relacionadas na Tabela 3; d) A determinação de cada erro intrínseco (de indicação) começa na freqüência de início e termina quando se atinge a próxima freqüência mais alta da Tabela 3. e) Durante cada varredura, a freqüência deve ser alterada em estágios de 1% da freqüência real, até que se atinja a próxima freqüência da Tabela 3. O tempo de permanência em cada estágio de 1% deve ser idêntico. O tempo de permanência dependerá do equipamento de ensaio utilizado, e a resolução dos valores de referência dependerá das medições do measurando. Entretanto, o tempo de permanência deve ser igual para todas as freqüências portadoras da varredura e deve ser suficiente para o ESE a ser utilizado, e capaz de responder a cada uma das freqüências; f) As medições do erro (de indicação) devem ser realizadas com todas as varreduras relacionadas na Tabela 3; g) Ao medir o erro (de indicação), o ESE deve ser submetido à vazão de referência; h) Ao medir os erros (de indicação), devem-se atender às condições de instalação e operação descritas na Seção 6.3.2, e aplicar as condições de referência, salvo especificação contrária. 50 i) Caso o projeto específico de medidor tenha comprovado ser imune aos campos eletromagnéticos irradiados descritos no item 7.11.1, nas condições nominais de operação para vazão, a autoridade responsável pela aprovação deve ter liberdade de escolher uma vazão zero durante o ensaio de susceptibilidade eletromagnética. Tabela 3: Freqüências portadoras de início e parada MHz 26 40 60 80 100 120 144 7.11.4 MHz 150 160 180 200 250 350 400 MHz 435 500 600 700 800 934 1 000 Critérios de aceitação 1) Após a aplicação da perturbação, todas as funções do ESE devem operar conforme o projeto. 2) A diferença entre o erro relativo (de indicação), medido durante a aplicação de cada banda de freqüência portadora e o erro obtido na mesma vazão antes do ensaio, sob condições de referência, não deve exceder a metade do erro máximo admissível no campo superior de medição. (vide R 49-1 3.2). 3) Durante ensaios na vazão zero, a totalização do hidrômetro não deve sofrer alteração maior do que o valor do intervalo da escala de verificação. 7.12 7.12.1 Campo magnético estático (R 49-1, 6.2.8) Condições de ensaio As condições do ensaio devem ser aplicadas conforme as especificações abaixo. Fator de influência: Tipo de magneto: Diâmetro externo: Diâmetro interno: Espessura: Material: Método de magnetização: Retentividade: Força coerciva: Intensidade do campo magnético: Inferior a 1 mm a partir da superfície: A 20 mm da superfície: 7.12.2 Influência do campo magnético estático magneto anular 70 mm ± 2 mm 32 mm ± 2 mm 15 mm ferrite anisotrópico axial (1 norte e 1 sul) 385 mT a 400 mT 100 kA/m a 140 kA/m 90 kA/m a 100 kA/m 20 kA/m Objeto do ensaio Verificar se o medidor com componentes eletrônicos e/ou com peças que possam ser afetadas pelo campo magnético estático (6.10) atende às disposições da R 49-1, item 6.2.8. 7.12.3 Preparação O hidrômetro deve tornar-se operacional de acordo com as condições nominais de operação. 7.12.4 Procedimento de ensaio (sumário) a) O magneto permanente é colocado em contato com o ESE em uma posição onde a ação do campo magnético estático pode causar erros (de indicação) que excedem o EMA e 51 alterar o funcionamento correto do ESE. A localização dessa posição é obtida por tentativa e erro e pela confirmação do tipo e construção do ESE, e/ou pela experiência prévia. Podem-se investigar diferentes posições do magneto. b) Quando a posição de ensaio é identificada, o magneto é imobilizado nesta posição e o erro (de indicação) do ESE é medido na vazão Q3. c) Ao medir o erro (de indicação) do ESE, devem-se atender às condições de instalação e operação descritas na R 49-2 6.3, e aplicar as condições de referência, salvo especificação contrária. Os medidores que não tiverem as marcas “H” ou “V” devem ser submetidos a ensaio apenas com o eixo da vazão na posição horizontal. Os medidores com duas temperaturas de referência devem ser submetidos a ensaio apenas na temperatura mínima de referência. d) A posição do magneto e sua posição de funcionamento relativa ao ESE deve ser medida e registrada em cada posição de ensaio. Completar o relatório de ensaio R 49-3, 5.10. 7.12.5 Critérios de aceitação Durante a aplicação das condições do ensaio: - todas as funções do ESE devem operar conforme o projeto;e - o erro de indicação do medidor não deve exceder o EMA do "campo superior de medição". 8 PROGRAMA DE ENSAIO PARA APROVAÇÃO DE MODELO 8.1 Número requerido de amostras 8.1.1 Todos os hidrômetros O número dos medidores completos ou de suas peças separáveis a serem submetidos a ensaio durante o exame do modelo devem obedecer à relação da Tabela 4 para cada tipo de medidor. Tabela 4 – Número mínimo de hidrômetros a serem examinados Designação do medidor 3 Q3 m /h Número mínimo de hidrômetros a serem (1) submetidos a ensaio Q3 ≤ 160 160 < Q3 ≤ 1600 160 < Q3 3 2 1 (1) 8.1.2 A autoridade responsável pela aprovação pode requerer mais medidores para submetê-los a ensaio. Hidrômetros equipados com dispositivos eletrônicos Além do número de amostras especificadas na Tabela 4, cinco exemplares idênticos do hidrômetro completo ou de suas peças separáveis devem ser submetidos à avaliação do modelo quando o hidrômetro possuir dispositivos eletrônicos sem unidades de verificação. Se o medidor for equipado com unidades de verificação, apenas uma amostra deve ser submetida a ensaio. 52 8.2 Ensaio de desempenho aplicável a todos os hidrômetros A Tabela 5 fornece um programa de ensaio de todos os hidrômetros para avaliação do modelo. Os ensaios devem ser conduzidos na seqüência mostrada na Tabela 5 (vide próxima página) com o número mínimo de amostras fornecido na tabela 4, de acordo com a designação do medidor. Tabela 5 - Programa de ensaio de desempenho para todos os hidrômetros Ensaio 1 Pressão estática 2 Erro (de indicação) 3 Temperatura da água 4 Pressão da água 5 Contrafluxo 6 Perda de carga 7 Perturbação de fluxo (1)(3) 8 Ensaio de durabilidade descontínua da vazão (2)(3) 9 Ensaio de durabilidade contínua da vazão em Q3 (3) 10 Ensaio de durabilidade contínua da vazão em Q4 (3)(4) 11 Ensaio de durabilidade descontínua da vazão em Q ≥ 2 x Qx2 (3)(5) 12 Ensaio de durabilidade contínua da vazão em 0,9 Qx2 (6) 13 Ensaio de campo magnético (1) (2) (3) (4) (5) (6) 8.3 Subitem 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9.1 6.9.2 6.9.2 6.9.3 6.9.2.3 3) c) 7.12 3 Apenas para medidores com Q3 ≤ 16 m /h 3 Apenas para medidores com Q3 > 16 m /h Os erros de indicação são medidos novamente após este ensaio Ensaio específico para medidores compostos Para hidrômetros compostos cujo medidor pequeno não foi previamente aprovado Para todos os medidores com componentes eletrônicos e medidores mecânicos equipados com acoplamento magnético para transmissão do movimento da turbina ao mostrador ou qualquer outro mecanismo que possa ser afetado pela aplicação externa de um campo magnético (6.10) Ensaios de desempenho aplicados a hidrômetros eletrônicos, hidrômetros mecânicos equipados com dispositivos eletrônicos, e suas peças separáveis Além dos ensaios relacionados na Tabela 5, os ensaios de desempenho relacionados na Tabela 6 devem ser aplicados a hidrômetros eletrônicos e hidrômetros mecânicos equipados com dispositivos eletrônicos. Os ensaios relacionados na Tabela 6 podem ser realizados em qualquer seqüência. Quando o medidor não possuir unidades de verificação, cinco amostras idênticas do hidrômetro completo, ou de suas peças separáveis devem ser submetidas à autoridade responsável pela aprovação para avaliação do modelo. Uma dessas amostras deve ser submetida a todos os ensaios aplicáveis relacionados na Tabela 6, de acordo com sua classificação ambiental. Não são permitidas quaisquer substituições das amostras remanescentes. A amostra submetida ao exame não deve falhar em nenhum dos ensaios a que for submetida. Quando o medidor possuir unidades de verificação, uma amostra do hidrômetro completo ou de suas peças separáveis deve ser submetida à autoridade responsável pela aprovação para avaliação do modelo. Essa amostra deve ser submetida a todos os ensaios aplicáveis relacionados na Tabela 6, de acordo com sua classificação ambiental. A amostra submetida ao exame não deve ser falhar em nenhum dos ensaios a que for submetida. O medidor também deve atender às disposições relativas às unidades de verificação descritas no Anexo A. 53 Tabela 6 - Ensaios de desempenho das peças eletrônicas do hidrômetro (vide também Tabela A.1 na R 49-1) (Aplicação das grandezas de influência e perturbações) Ensaio subitens Natureza da grandeza de influência (ref. D 11 [26]) Fator de influência Fator de influência Fator de influência Fator de influência Perturbação Perturbação Perturbação Nível de severidade para a classe B C I 3 3 3 1 3 3 1 2 2 1 1 1 1a & 1b 1a & 1b 2 2 1a & 1b 2 ou 3 1 2 ou 3 2 ou 3 1 2 ou 3 2 ou 3 1 2 ou 3 7.2 Calor seco (não condensado) 7.3 Frio 7.4 7.9 7.10 7.11 Calor úmido, cíclico (com condensação) Variação da tensão de alimentação (CA/CC) Vibração (aleatória) Choque mecânico Reduções de energia de curta duração Descargas elétricas Descarga eletrostática Suscetibilidade eletromagnética 8.4 Aprovação de modelo de peças separáveis de hidrômetros 7.5 7.6 7.7 7.8 Perturbação Perturbação Perturbação A compatibilidade das peças separáveis de hidrômetros deve ser avaliada pela autoridade responsável pela aprovação através da aplicação das regras abaixo: 1) O certificado de aprovação do modelo para um transdutor de medição aprovado separadamente (inclusive sensor de vazão ou volume) deve mencionar o modelo nos modelos do dispositivo calculador aprovado (inclusive dispositivo indicador) com o qual pode ser combinado. 2) O certificado de aprovação do modelo para dispositivos calculadores aprovados separadamente (inclusive dispositivo indicador) deve mencionar o modelo ou modelos do transdutor de medição aprovado (inclusive sensor de vazão ou volume) com o qual pode ser combinado. 3) O certificado de aprovação do modelo para hidrômetros compostos deve mencionar o modelo ou modelos do dispositivo calculador aprovado (inclusive dispositivo indicador) e transdutor de medição aprovado (inclusive sensor de vazão ou volume) com os quais pode ser combinado. 4) Os erros máximos admissíveis para o dispositivo calculador (inclusive dispositivo indicador) ou transdutor de medição (inclusive sensor de vazão ou volume) deve ser informado pelo fabricante quando este dispositivo for submetido à avaliação do modelo. 5) A soma aritmética dos EMAs de dispositivos calculadores aprovados (inclusive dispositivo indicador) e de transdutores de medição aprovados (inclusive sensor de vazão ou volume) não deve exceder os EMAs de hidrômetros completos (vide R 49-1, 3.2.) 6) Os transdutores de medição (inclusive sensor de vazão ou volume) de hidrômetros mecânicos, hidrômetros mecânicos equipados com dispositivos eletrônicos e hidrômetros eletrônicos, devem ser submetidos aos ensaios de desempenho aplicáveis relacionados nas Tabelas 5 e 6. 7) Os dispositivos calculadores (inclusive dispositivos indicadores) de hidrômetros mecânicos, hidrômetros mecânicos equipados com dispositivos eletrônicos e hidrômetros eletrônicos, devem ser submetidos aos ensaios de desempenho aplicáveis relacionados nas Tabelas 5 e 6. 54 8) Sempre que possível, as condições de ensaio aplicadas durante a avaliação do modelo de hidrômetros completos devem ser aplicadas às suas peças separáveis. Quando isso não for possível em certas condições de ensaio, devem-se aplicar condições simuladas de severidade e duração equivalentes. 9) Os requisitos para os ensaios de desempenho relacionados nos itens 6 e 7 devem ser atendidos quando procedentes. 10) Os resultados dos ensaios de avaliação do modelo de peças separáveis de hidrômetros devem ser informados em relatório de formato similar àquele emitido para hidrômetros completos (vide R 49-3). 8.5 Família de hidrômetros Quando uma família de hidrômetros for submetida à aprovação do modelo, os critérios do Anexo D devem ser aplicados pela autoridade metrológica para que esta decida se os medidores estão de acordo com a definição de "família" e selecione quais tamanhos de medidores serão ensaiados. 9 ENSAIOS PARA VERIFICAÇÃO INICIAL Geralmente, apenas os hidrômetros aprovados como medidores completos ou aprovados separadamente como dispositivo calculador (inclusive dispositivo indicador) e transdutor de medição (inclusive sensor de vazão ou volume), e subseqüentemente montados como medidores compostos estão qualificados para a verificação inicial. Entretanto, as autoridades metrológicas podem permitir a substituição em operação de dispositivos calculadores aprovados separadamente (inclusive dispositivo indicador) e transdutores de medição (inclusive sensor de vazão ou volume), se for comprovado durante a avaliação do modelo que tais substituições não irão resultar em erros máximos admissíveis combinados que excedam os erros máximos admissíveis para hidrômetros completos. Deve-se aplicar qualquer requisito especial para ensaio de verificação inicial detalhado no certificado de aprovação de modelo. 9.1 9.1.1 Verificação inicial de hidrômetros completos e compostos Objeto do ensaio Verificar se os erros relativos (de indicação) de hidrômetros completos ou compostos estão dentro dos erros máximos admissíveis relacionados nos itens 3.2.1 ou 3.2.2 da R 49-1. 9.1.2 Preparação Os erros (de indicação) dos hidrômetros devem ser medidos através da utilização de equipamentos e princípios descritos nos itens 6.1 e 6.3. 9.1.3 Procedimento de ensaio 1) Instalar os medidores para ensaio separadamente ou em série. 2) Aplicar os procedimentos fornecidos no item 6.3. 3) Assegurar inexistência de interação significativa entre os medidores instalados em série. 4) Assegurar que a pressão de saída de qualquer medidor não seja inferior a 0,03 MPa (0.3 bar). 55 5) Assegurar que a faixa de temperatura de operação da água esteja entre 20°C ± 10°C para medidores da classe de temperatura T 30 e T 50 e entre 50°C ± 10°C para medidores de classe de temperatura T 70 e acima. 6) Assegurar que todos os outros fatores de influência sejam mantidos dentro das condições nominais de operação do medidor. 7) A menos que haja especificação de vazões alternativas no certificado de aprovação do modelo, medir os erros (de indicação) nas seguintes vazões: a) c) c) d) entre Q1 e 1.1 Q1 entre Q2 e 1.1 Q2 entre 0,9 Q3 e Q3 nos hidrômetros compostos, entre 1,05 Qx2 e 1,15 Qx2. 8) Calcular o erro (de indicação) para cada vazão de acordo com o Anexo B. 9) Completar o relatório de ensaio R 49-3, Exemplo 1. 9.1.4 Critérios de aceitação 1) Os erros (de indicação) dos hidrômetros não devem exceder os erros máximos admissíveis especificados nos itens 3.2.1 ou 3.2.2 da R 49-1. 2) Se todos os erros (de indicação) dos hidrômetros tiverem o mesmo sinal, pelo menos um dos erros não deve exceder a metade do erro máximo admissível. Em todos os casos este requisito deve ser aplicado eqüitativamente no tocante ao fornecedor de água e ao consumidor (vide também a R 49-1, item 3.3.3, parágrafos 3 e 8). 9.2 9.2.1 Verificação inicial das peças separáveis de hidrômetros Objeto do ensaio Verificar se os erros (de indicação) do transdutor de medição (inclusive sensor de vazão ou volume) ou do dispositivo calculador (inclusive dispositivo indicador) estão dentro dos erros máximos admissíveis especificados no certificado de aprovação do modelo. Os transdutores de medição (inclusive sensores de vazão ou volume) devem ser submetidos aos ensaios de verificação inicial relacionados no item 9.1. Os dispositivos calculadores (inclusive dispositivos indicadores) devem ser submetidos aos ensaios de verificação inicial relacionados no item 9.1. 9.2.2 Preparação Os erros (de indicação) das peças separáveis aprovadas dos hidrômetros devem ser medidos através da utilização de equipamentos e princípios descritos no item 6.1 e os requisitos do ensaio de desempenho relacionados no item 6.3 devem ser atendidos, quando aplicáveis. Sempre que possível, as condições de ensaio aplicadas durante a avaliação do modelo de hidrômetros completos devem ser aplicadas às suas peças separáveis. Quando isso não for possível em certas condições de ensaio, devem-se aplicar condições simuladas de severidade e duração equivalentes. 9.2.3 Procedimento de ensaio O procedimento de ensaio descrito no item 9.1.3 deve ser seguido, exceto quando houver necessidade de ensaios simulados. Completar o relatório de ensaio da R 49-3, Exemplo 2 e/ou Exemplo 3. 56 9.2.4 Critérios de aceitação Os erros (de indicação) das partes separáveis dos hidrômetros não devem exceder os erros máximos admissíveis especificados no certificado de aprovação do modelo. 10 APRESENTAÇÃO DE RESULTADOS 10.1 Objeto dos relatórios Registrar e apresentar o trabalho realizado pelo laboratório de ensaios, inclusive os resultados dos ensaios e exames e todas as informações relevantes de maneira precisa, clara e inequívoca, no formato fornecido na R 49-3 [2]. Nota: A implementação do Formato do Relatório de Ensaio [2] é informativo com relação à inclusão desta Recomendação nas regulamentações nacionais; entretanto, sua implementação é obrigatória na estrutura do Sistema de Certificados OIML para Instrumentos de Medição [27]. 10.2 Identificação e dados de ensaio a serem incluídos nos relatórios 10.2.1 Avaliação do modelo O registro de dados de uma avaliação do modelo deve conter: a) A identificação precisa do laboratório e do medidor submetido a ensaio; b) O histórico da calibração de toda a instrumentação e dispositivos de medição utilizados nos ensaios; c) Os detalhes exatos das condições durante as quais os vários ensaios foram realizados, incluindo quaisquer condições específicas de ensaio recomendadas pelo fabricante; d) Os resultados e Recomendação; conclusões dos ensaios, conforme requerido nesta e) As limitações relativas à aplicação dos transdutores de medição e dispositivos calculadores aprovados separadamente. 10.2.2 Verificação inicial O registro de dados dos ensaios de verificação inicial em medidores individuais deve incluir, no mínimo: a) Identificação do laboratório de ensaios; • nome e endereço; b) Identificação do medidor submetido a ensaio; • nome e endereço do fabricante ou marca registrada utilizada; • classe de exatidão; • classe de temperatura • designação Q3 do medidor; • proporções Q3/Q1 e Q2/Q1; • perda máxima de carga (e vazão correspondente); • ano de fabricação e número de série do medidor submetido a ensaio; • tipo ou modelo. c) Resultados e conclusões dos ensaios. 57 Apêndice A (Obrigatório) EXAME DO MODELO E ENSAIO DAS UNIDADES DE VERIFICAÇÃO DOS DISPOSITIVOS ELETRÔNICOS Estes requisitos se aplicam apenas a hidrômetros eletrônicos e dispositivos eletrônicos acoplados a hidrômetros mecânicos equipados com unidades de verificação. Nota: Há exigência de unidades de verificação somente quando o volume de água fornecido for pago antecipadamente pelo usuário e não puder ser confirmado pelo fornecedor. As unidades de verificação não são exigidas em casos de medições nãoreiniciáveis e transferência de custódia. Para atender os dispositivos desta Recomendação, os hidrômetros equipados com unidades de verificação devem ser submetidos à inspeção de projeto e ensaios de desempenho especificados no item 6.2.12 da R 49-1. Uma amostra do hidrômetro completo, ou do dispositivo calculador (inclusive dispositivo indicador), ou do transdutor de medição (inclusive sensor de vazão ou volume), deve ser submetida a todos os exames e ensaios aplicáveis descritos neste Anexo (vide também subitem 8.3). Após cada ensaio e exame, os respectivos itens de referência 4.1.2 e 4.3.1 - 4.3.6 da R 49-1 sobre as unidades de verificação devem ser completados no item 4.1.2 do relatório R 49-3. A amostra examinada não deve falhar em nenhum dos ensaios a que for submetida. A.1 Objeto do exame 1) Verificar se os dispositivos de verificação dos hidrômetros atendem aos requisitos especificados nos item 4.3 da R 49-1. 2) Verificar se os hidrômetros equipados com unidades de verificação previnem ou detectam o contrafluxo, conforme requerido no item 4.1.2 da R 49-1. 3) Verificar se as unidades de verificação associadas ao transdutor de medição atendem aos requisitos especificados no item 4.3.2 da R 49-1. A.2 Procedimentos de exame A.2.1 Operação das unidades de verificação (R 49-1, 4.3.1) 1) Verificar se a detecção de falhas significativas pelas unidades de verificação resulta nas seguintes ações, conforme os tipos abaixo: Unidades de verificação do tipo P ou I: a) correção automática da falha; ou b) parada apenas do dispositivo defeituoso quando o medidor, sem aquele dispositivo, continuar atendendo às regulamentações; ou c) alarme visual ou sonoro; este alarme deve continuar até que a causa seja suprimida. Além disso, quando o hidrômetro transmitir dados ao equipamento periférico, a transmissão deve ser acompanhada por uma mensagem indicando a presença da falha. Este requisito não se aplica às perturbações especificadas no item A.6 da R-49-1. 58 2) Se o instrumento estiver equipado com dispositivos destinados a estimar a quantidade de água que flui através do medidor durante a ocorrência da falha, verificar se o resultado dessa estimativa não pode ser confundido com uma leitura válida. 3) Quando as unidades de verificação forem utilizadas, verificar, nos casos abaixo, se não existe alarme visual ou sonoro, salvo se esse alarme estiver transferido para uma estação remota: a) transferência de custódia; b) medições não-reiniciáveis; c) medições não pré-pagas. 4) Se os valores medidos pelo hidrômetro não forem repetidos em uma estação remota, verificar se as transmissões do alarme e dos valores medidos permanecem armazenadas. A.2.2 Unidades de verificação para o transdutor de medição (R 49-1, 4.3.2) 2.2.1 Objeto do ensaio Assegurar que as unidades de verificação confirmem os itens abaixo: a) se o transdutor de medição existe e está funcionando corretamente; b) se os dados são transmitidos corretamente do transdutor de medição para o dispositivo calculador; c) se o contrafluxo está sendo detectado e/ou evitado pelos meios eletrônicos utilizados para esta função. A.2.2.2 Procedimentos de ensaio A.2.2.2.1 Transdutor de medição (inclusive sensor de vazão e volume) com sinais de saída de pulso Quando os sinais gerados pelo transdutor de medição estão sob a forma de pulsos, e cada pulso representar um volume elementar, efetuar ensaios para determinar se as unidades de verificação de geração, transmissão e contagem de pulsos realizam as seguintes funções: a) contagem correta dos pulsos; b) detecção do contrafluxo, se pertinente; c) verificação da função correta. Estas funções de verificação do modelo P podem ser submetidas a ensaio através das operações abaixo: d) e) f) A.2.2.2.2 desconexão do sensor de vazão do dispositivo calculador; ou interrupção do sinal do sensor de vazão ao dispositivo calculador; ou interrupção da alimentação elétrica ao sensor de vazão. Transdutor de medição (inclusive sensor de vazão e volume) de medidores eletromagnéticos 1) Nos medidores eletromagnéticos, cuja amplitude do sinal gerado pelo sensor de vazão é proporcional à vazão, pode-se utilizar o procedimento abaixo para conduzir um ensaio das unidades de verificação: 59 Aplicar ao dispositivo calculador um sinal de entrada simulado, com um formato similar ao do sinal de medição do medidor, que represente a vazão entre Q1 e Q4, e verificar os seguintes aspectos: a) b) c) d) se a unidade de verificação é do tipo P ou tipo I; se unidade de verificação for do tipo I, se sua função de verificação ocorre a intervalos de cinco minutos ou menos; se a unidade de verificação checa as funções do sensor de vazão e do dispositivo calculador; se o valor digital equivalente do sinal está dentro dos limites predeterminados pelo fabricante e se está compatível com os erros máximos admissíveis. 2) Verificar se o comprimento do cabo entre o sensor de vazão e o dispositivo calculador ou dispositivo auxiliar dos hidrômetros eletromagnéticos não excede 100 m ou o valor L expresso em metros, de acordo com a fórmula abaixo, dos dois o menor: L = (k × c) / (f × C) -5 Onde: k = 2 × 10 m; c é a condutividade da água, em S/m f é a freqüência de campo durante o ciclo de medição, em Hz C é a capacitância efetiva do cabo por metro, em F/m Nota: A.2.2.2.3 Se as soluções do fabricante assegurarem resultados equivalentes, esses requisitos podem ser ignorados. Outros princípios de medição Quando um transdutor de medição (inclusive sensor de vazão ou volume) que empregue tecnologias não abordadas no item 4.3.2 da R 49-1 for submetido à aprovação do modelo, verificar se as unidades de verificação proporcionam níveis equivalentes de segurança. A.2.3 Unidades de verificação para o dispositivo calculador (R 49-1, 4.3.3) A.2.3.1 Objeto do ensaio Verificar se as unidades de verificação asseguram que as funções do dispositivo calculador funcionam corretamente e se os cálculos são válidos. A.2.3.2 Procedimentos de ensaio A.2.3.2.1 Funções do dispositivo calculador 1) Verificar se as unidades de verificação para validação das funções do dispositivo calculador são do tipo P ou tipo I. 2) Nas instalações tipo I, verificar se o dispositivo calculador efetua no mínimo uma checagem por dia ou em cada volume, equivalente a 10 minutos de vazão em Q3. 3) Verificar, através dos meios descritos abaixo, se as unidades de verificação para validação do funcionamento do dispositivo calculador asseguram que os valores de todas as instruções e dados armazenados permanentemente estão corretos: a) soma de todos os códigos de instruções e dados e comparação do resultado com um valor fixo; b) bits de paridade de linha e coluna (Verificação de Redundância Longitudinal - VRL e Verificação de Redundância Vertical - VRV); c) verificação de redundância cíclica (VRC 16); d) armazenamento duplo e independente de dados; 60 e) armazenamento de dados em “codificação segura”, protegida por checksum, bits de paridade de linha e de coluna. 4) Verificar se todos os procedimentos de transferência interna e armazenagem de dados relevantes ao resultado de medição são realizados corretamente, através de: a) b) c) d) rotina de escrita-leitura; conversão e reconversão de códigos; uso de “codificação segura”, (checksum, bits de paridade), armazenagem dupla. A.2.3.2.2 Cálculos 1) Verificar se as unidades de verificação para validação dos cálculos são do tipo P ou tipo I. 2) Nas instalações tipo I, verificar se o dispositivo calculador efetua no mínimo uma checagem por dia ou em cada volume, equivalente a 10 minutos de vazão em Q3. 3) Verificar se os valores de todos os dados relativos à medição, armazenados internamente ou transmitidos para equipamentos periféricos através de uma interface, estão corretos. Nota: As unidades de verificação podem utilizar meios como bites de paridade, checksum ou armazenagem dupla para confirmar a integridade dos dados. 4) Verificar se o sistema de cálculo tem meios de controlar a continuidade do programa de cálculo. A.2.4 Unidades de verificação para o dispositivo indicador (R 49-1, 4.3.4) A.2.4.1 Objeto do ensaio 1) Verificar se as unidades de verificação para o dispositivo indicador detectam as indicações primárias exibidas no mostrador e correspondem aos dados fornecidos pelo dispositivo calculador. 2) Verificar se as unidades de verificação para o dispositivo indicador detectam a presença deste, caso este dispositivo seja removível. 3) Verificar se as unidades de verificação para o dispositivo indicador são do tipo definido no item 4.3.4.1 ou 4.3.4.2 da R 49-1. A.2.4.2 Procedimentos de ensaio 1) Confirmar se a unidade de verificação do dispositivo indicador primário é do tipo P; Nota 1: Se o dispositivo indicador não é o dispositivo indicador primário, a unidade de verificação pode ser do tipo I. Nota 2: Os meios utilizados para a verificação podem incluir: a) medição da corrente nos filamentos para os dispositivos indicadores que utilizam filamentos incandescentes ou diodos emissores de luz (LED); b) medição da tensão de grade para os dispositivos indicadores que utilizam válvulas fluorescentes; c) verificação do sinal de saída da tensão de controle das linhas de segmento e de eletrodos comuns para os dispositivos indicadores que utilizam telas de cristal líquido multiplexadas (LDC), a fim de detectar qualquer desconexão ou curtocircuito entre os circuitos de controle; 61 Nota 3: As verificações mencionadas no item 4.1.5 da R 49-1 não são exigidas. 2) Verificar se a unidade de verificação do dispositivo indicador inclui uma unidade do tipo P ou tipo I para os circuitos eletrônicos utilizados para o dispositivo indicador (exceto os circuitos de acionamento do próprio mostrador). 3) Verificar se nas instalações tipo I o dispositivo calculador efetua no mínimo uma checagem por dia ou em cada volume, equivalente a 10 minutos de vazão em Q3. 4) Verificar se os valores de todos os dados relativos à medição, armazenados internamente ou transmitidos para equipamentos periféricos através de uma interface, estão corretos. Nota: As unidades de verificação podem utilizar tais meios como bites de paridade, checksum ou armazenagem dupla para confirmar a integridade dos dados. 5) Verificar se o dispositivo indicador tem meios de controlar a continuidade do programa de cálculo. 6) Verificar se a unidade de verificação do dispositivo indicador está funcionando através das ações abaixo: a. desconexão total ou parcial do dispositivo indicador; ou b. simulação de uma falha no mostrador, como a utilização de um botão de teste. A.2.5 Unidades de verificação para dispositivos auxiliares (R 49-1, 4.3.5) A.2.5.1 Objeto do ensaio 1) Verificar se os dispositivos auxiliares (dispositivo repetidor, dispositivo de impressão, de memorização, etc.) com indicações primárias incluem uma unidade de verificação do tipo P ou I. 2) Verificar se as unidades de verificação dos dispositivos auxiliares checam os aspectos abaixo: a. a presença do dispositivo auxiliar; b. se o dispositivo auxiliar está funcionamento corretamente; c. se os dados são transmitidos corretamente entre o medidor e o dispositivo auxiliar. A.2.5.2 Procedimento de ensaio 1) Verificar se os dispositivos auxiliares (dispositivo repetidor, dispositivo de impressão, de memorização, etc.) com indicações primárias incluem uma unidade de verificação do tipo P ou I. 2) Verificar se a unidade de verificação checa se o dispositivo auxiliar está conectado ao hidrômetro. 3) Verificar se o dispositivo de verificação checa se o dispositivo auxiliar está transmitindo os dados corretamente. A.2.6 Unidades de verificação para os instrumentos de medição associados (R 49-1, 4.3.6) A.2.6.1 Objeto do ensaio 1) Verificar as unidades de verificação dos instrumentos de medição associados que não seja o sensor de vazão. 62 Nota: Além das medições primárias de volume, os hidrômetros podem ter dispositivos integrados para medição e visualização de outros parâmetros, como vazão, pressão e temperatura da água. 2) Confirmar a presença de uma unidade de verificação do tipo P ou tipo I onde existam funções de medição. 3) Confirmar se a unidade de verificação assegura que o sinal de cada instrumento associado está dentro de uma faixa de medição predeterminada. A.2.6.2 Procedimento de ensaio 1) Identificar o número e tipos de transdutores de medição associados presentes no medidor. 2) Confirmar a existência de unidade de verificação do tipo P ou tipo I em cada tipo de transdutor presente. 3) Verificar se o valor do sinal de cada transdutor está compatível com o parâmetro medido (vazão, pressão e temperatura da água). 4) Quando as vazões são utilizadas para controle de tarifas, verificar se para cada vazão especificada no item 6.2.4.1 da R 49-1 a diferença entre a vazão efetiva e a vazão indicada não excede o EMA conforme os itens 3.2.1 ou 3.2.2 da R 49-1. 5) Verificar, em todos os outros tipos de instrumento de medição associado, se a diferença entre o valor efetivo do parâmetro medido e o valor indicado pelo instrumento de medição, nos pontos extremos e centrais de sua faixa de medição, não excede o erro máximo recomendado pelo fabricante. 63 Apêndice B (Obrigatório) CÁLCULO DO ERRO RELATIVO (DE INDICAÇÃO) DE HIDRÔMETROS B.1 Informação Geral Este Anexo define as fórmulas a serem aplicadas durante a aprovação do modelo e ensaios de verificação durante o cálculo do erro (de indicação) de: a. hidrômetros completos; b. dispositivos calculadores separáveis (inclusive dispositivos indicadores); c. transdutores de medição separáveis (incluindo sensores de vazão ou volume) B.2 Cálculo do erro (de indicação) Quando um transdutor de medição (inclusive sensor de vazão ou volume) ou um calculador (inclusive dispositivo indicador) de um hidrômetro for submetido à aprovação de modelo separável, as medições do erro (de indicação) são realizadas apenas nessas peças separáveis. O sinal de saída (pulso, corrente, tensão ou codificado) do transdutor de medição (inclusive sensor de vazão ou volume) é medido por instrumento apropriado. As características dos sinais de entrada simulados (pulso, corrente, tensão ou codificado) do calculador (inclusive dispositivo indicador) devem replicar as características do transdutor de medição (inclusive sensor de vazão ou volume). O erro (de indicação) do equipamento sob ensaio é calculado de acordo com o que é considerado o valor verdadeiro do volume escoado adicionado durante um ensaio, comparado ao volume equivalente do sinal de entrada simulado para o calculador (inclusive dispositivo indicador), ou o sinal de saída real do transdutor de medição (inclusive sensor de vazão ou volume), medido durante o mesmo período de ensaio. Salvo se dispensado pela autoridade metrológica, o transdutor de medição (inclusive sensor de vazão ou volume) e o calculador compatível (incluindo dispositivo indicador) que tenham aprovação de modelos separadas devem ser submetidos a ensaio conjunto, como um hidrômetro composto durante as verificações iniciais ou subseqüentes (vide item 9). Portanto, o cálculo do erro (de indicação) é o mesmo que para o hidrômetro completo. B.3 B.3.1 Cálculo do erro relativo (de indicação) Hidrômetro completo Em(i)(I=1,2,..n) = 100 × (Vi – Va) / Va(%) Onde: Em(i)(I=1,2,..n) é o erro relativo (de indicação) do hidrômetro completo na vazão i (= 1, 2,..n) (%); Va é o volume real (ou simulado) escoado durante o período de 3 ensaio Dt (m ); Vi é o volume adicionado ao (ou subtraído do) dispositivo 3 indicador durante o período de ensaio Dt (m ). 64 B.3.2 Hidrômetro composto O hidrômetro composto deve ser tratado como um hidrômetro completo (B.3.1) para fins de cálculo de erro (de indicação). B.3.3 Calculador (inclusive dispositivo indicador) B.3.3.1 Cálculo do erro relativo (de indicação) de um calculador (inclusive dispositivo indicador) submetido a ensaio com um sinal de entrada de pulso simulado Ec(i)(I=1, 2, n) = 100 × (Vi – Va) / Va(%) Onde: B.3.3.2 Ec(i)(I=1, 2, n) é o erro relativo (de indicação) do calculador dispositivo indicador) na vazão (i = 1, 2, n). (inclusive Va = (Cp x Tp) é o volume de água equivalente ao número total de pulsos de volume injetados no dispositivo indicador durante o período 3 de ensaio Dt (m ); Cp é a constante que iguala o volume nominal de água a cada 3 pulso (m /pulso); Tp é o número total de pulsos de volume injetados durante o período de ensaio Dt (pulsos); Vi é o volume registrado pelo dispositivo indicador, adicionado 3 durante o período de ensaio Dt (m ). Cálculo do erro relativo (de indicação) de um calculador (inclusive dispositivo indicador) submetido a ensaio com um sinal simulado de entrada de corrente Ec(i)(I=1, 2, n) = 100 × (Vi – Va)/Va(%) Onde: Ec(i)(I=1, 2, n) é o erro relativo (de indicação) do calculador ( inclusive dispositivo indicador) na vazão (i = 1, 2, n), (%); Va = (Ci x it x Dt) é o volume de água equivalente à corrente de sinal médio injetada no dispositivo calculador durante o 3 período de ensaio Dt, (m ); Ci é a constante que relaciona o sinal de corrente à 3 vazão, (m /h.mA); Dt é o tempo de duração do ensaio, (h); it é o sinal médio de entrada da corrente emitido durante o período de ensaio Dt (mA) Vi é o volume registrado pelo dispositivo indicador, 3 adicionado durante o período de ensaio Dt (m ). 65 B.3.3.3 Cálculo do erro relativo (de indicação) de um calculador (inclusive dispositivo indicador) submetido a ensaio com um sinal de entrada de tensão simulado Ec(i)(I=1, 2, n) = 100 × (Vi – Va)/Va (%) Onde: B.3.3.4 Ec(i) (i = 1, 2, n) é o erro relativo (de indicação) do calculador (inclusive dispositivo indicador) na vazão i (= 1, 2, n), (%); Va = (Cv × Uc × Dt) é o volume de água equivalente à tensão de sinal médio injetada no dispositivo calculador durante o 3 período de ensaio Dt, (m ); Cv é a constante que relaciona o sinal de entrada da 3 tensão à vazão, (m /h.V); Dt é o tempo de duração do ensaio, (h); Uc é o valor médio do sinal de entrada de tensão durante o período de ensaio Dt (V); Vi é o volume registrado pelo dispositivo indicador, 3 adicionado durante o período de ensaio Dt (m ). Cálculo do erro relativo (de indicação) de um calculador (inclusive dispositivo indicador) submetido a ensaio com um sinal de entrada codificado simulado Ec(i)(I=1, 2, n) = 100 × (Vi – Va)/Va (%) Onde: Ec(i) (I = 1, 2, n) é o erro relativo (de indicação) do calculador (inclusive dispositivo indicador) na vazão i (= 1, 2, n), (%); Va é o volume de água equivalente ao valor numérico do sinal de entrada codificado, injetado no dispositivo indicador durante o 3 período de ensaio Dt, (m ); Vi é o volume registrado pelo dispositivo indicador, adicionado 3 durante o período de ensaio Dt, (m ). B.3.4 Transdutor de medição (incluindo sensor de vazão ou volume) B.3.4.1 Cálculo do erro relativo (de indicação) de um transdutor de medição (inclusive sensor de vazão ou volume) com um sinal de saída de pulso Et(i)(I=1, 2, n) = 100 × (Vi – Va)/Va (%) Onde: Et(i)(I=1, 2, n) é o erro relativo (de indicação) de um transdutor de medição (inclusive sensor de volume ou vazão) na vazão i (= 1, 2, n), (%); 66 B.3.4.2 Va = (Cp x Tp) é o volume da água equivalente ao número total de pulsos de volume emitidos pelo transdutor de medição durante o 3 período de ensaio Dt, (m ); Cp é a constante que iguala o volume nominal de água a cada 3 pulso de saída (m /pulso); Tp é o número total de pulsos de volume emitidos durante o período de ensaio Dt, (pulsos); Va é o volume escoado de água coletada durante o período de 3 ensaio Dt, (m ). Cálculo do erro relativo (de indicação) de um transdutor de medição (inclusive sensor de vazão ou volume) com um sinal de saída de corrente Et(i)(I=1, 2, n) = 100 × (Vi – Va)/Va(%) Onde: B.3.4.3 Et(i)(I=1, 2, n) é o erro relativo (de indicação) de um transdutor de medição (inclusive sensor de volume ou vazão) na vazão i (= 1, 2, n), (%); Vi = (Ci x it x Dt) é o volume de água equivalente ao sinal médio da corrente de saída emitida pelo transdutor de medição (inclusive sensor de vazão ou volume) durante o 3 período de ensaio Dt, (m ); Ci é a constante que relaciona o sinal de saída da 3 corrente à vazão, (m /h.mA); Dt é o tempo de duração do ensaio, (h); it é o sinal médio de saída da corrente emitido durante o período de ensaio Dt, (mA); Va é o volume efetivo de água coletada durante o 3 período de ensaio Dt, (m ) Cálculo do erro relativo (de indicação) de um transdutor de medição (inclusive sensor de vazão ou volume) com um sinal de saída de tensão Et(i)(I=1, 2, n) = 100 × (Vi – Va)/Va (%) Onde: Et(i)(I=1, 2, n) é o erro relativo (de indicação) de um transdutor de medição (inclusive sensor de volume ou vazão) na vazão i ( = 1, 2, n), (%); Vi = (Cv × Dt × Ut) é o volume de água equivalente à tensão de sinal médio emitida pelo transdutor de medição (inclusive sensor de vazão ou volume) e sua duração, medidos 3 durante o período de ensaio Dt, (m ); Cv é a constante que relaciona o sinal de saída da 3 tensão à vazão, (m /h.V); 67 B.3.4.4 Dt é o tempo de duração do ensaio, (h); Ut é o sinal médio de saída da tensão emitido durante o período de ensaio Dt, (V); Va é o volume efetivo de água coletada durante o 3 período de ensaio Dt, (m ) Cálculo do erro relativo (de indicação) de um transdutor de medição (inclusive sensor de vazão ou volume) com um sinal de saída codificado Et(i)(I=1, 2, n) = Onde: Et(i)(I=1, 2, n) 100 × (Vi – Va)/Va (%) é o erro relativo (de indicação) do transdutor de medição (inclusive sensor de volume ou vazão) na vazão i (= 1, 2, n), (%); Vi é o volume de água equivalente ao valor numérico do sinal de saída codificado emitido pelo transdutor de medição (inclusive sensor de vazão ou volume) durante o período de ensaio Dt, 3 (m ); Va é o volume efetivo de água coletada durante o período de 3 ensaio Dt, (m ) 68 Apêndice C (Obrigatório) REQUISITOS DE INSTALAÇÃO PARA ENSAIOS DE PERTURBAÇÃO DE ESCOAMENTO ENSAIO 1 − SEM RETIFICADOR E ESTABILIZADOR DE ESCOAMENTO ENSAIO 1A − COM RETIFICADOR E ESTABILIZADOR DE ESCOAMENTO ENSAIO 2 − SEM RETIFICADOR E ESTABILIZADOR DE ESCOAMENTO ENSAIO 2A − COM RETIFICADOR E ESTABILIZADOR DE ESCOAMENTO ENSAIO 3 − SEM RETIFICADOR E ESTABILIZADOR DE ESCOAMENTO ENSAIO 3A − COM RETIFICADOR E ESTABILIZADOR DE ESCOAMENTO ENSAIO 4 − SEM RETIFICADOR E ESTABILIZADOR DE ESCOAMENTO ENSAIO 4A − COM RETIFICADOR E ESTABILIZADOR DE ESCOAMENTO ENSAIO 5 − SEM RETIFICADOR E ESTABILIZADOR DE ESCOAMENTO ENSAIO 5A − COM RETIFICADOR E ESTABILIZADOR DE ESCOAMENTO ENSAIO 6 − SEM RETIFICADOR E ESTABILIZADOR DE ESCOAMENTO ENSAIO 6A − COM RETIFICADOR E ESTABILIZADOR DE ESCOAMENTO Legenda:- Esquema da perturbação de escoamento 1 – Dispositivo gerador de perturbação Tipo 1 – Sinistrogiro gerador de vórtice 4 – Retificador de escoamento (condicionador) 2 – Dispositivo gerador de perturbação Tipo 2 – Dextrogiro gerador de vórtice 5 – Medidor 3 – Dispositivo gerador de perturbação Tipo 3 – Assimetria 6 – Trecho Reto de Tubulação – (Mínimo especificado pelo fabricante) DN – Diâmetro Nominal 69 Apêndice D (Obrigatório) AVALIAÇÃO DO MODELO DE UMA FAMÍLIA DE HIDRÔMETROS D.1 Famílias de hidrômetros Este Anexo descreve os critérios aplicados pela autoridade metrológica para decidir se um grupo de hidrômetros pode ser considerado uma mesma família para fins de aprovação do modelo, quando apenas tamanhos selecionados de medidores são submetidos a ensaio. D.2 Definição Família de medidores é um grupo de hidrômetros de diferentes tamanhos e/ou diferentes vazões no qual todos possuem as seguintes características: • • • • • • • • • • D.3 mesmo fabricante; similaridade geométricas das partes molhadas; mesmo princípio de medição; mesmas proporções Q3/Q1 e Q2/Q1; mesma classe de exatidão; mesma classe de temperatura; mesmo dispositivo eletrônico para cada tamanho de medidor; padrão similar de projeto e montagem de componentes; mesmos materiais para os componentes críticos ao desempenho do medidor; mesmos requisitos de instalação referentes ao tamanho do medidor, como 10 D (diâmetro de um tubo) de tubo reto a montante do medidor e 5 D de tubo reto a jusante do medidor. Seleção do Medidor Na seleção dos tamanhos de uma família de hidrômetros que devem ser submetidos a ensaio, devem-se observar as regras abaixo: • A autoridade metrológica deve informar as razões para inclusão e exclusão de determinados tamanhos de medidores dos ensaios; • O menor medidor de qualquer família de hidrômetros deve ser sempre submetido a ensaio; • Medidores que possuem os parâmetros operacionais mais extremos dentro de uma família devem ser selecionados para ensaio, por ex. a faixa mais alta de vazão operacional, maior velocidade periférica da turbina/rotor, etc.; • Se possível, o maior medidor em qualquer família de hidrômetros deve ser sempre submetido a ensaio. Entretanto, se o maior medidor não for submetido a ensaio, qualquer medidor com Q3 > 2 × Q3 do maior medidor ensaiado não deve ser aprovado como parte da família; • Devem-se aplicar ensaios de durabilidade a medidores quando se espera um maior desgaste; • Deve-se selecionar o medidor de menor tamanho entre aqueles que não possuem peças móveis no transdutor de medição para submetê-lo a ensaio de durabilidade; 70 • Todos os ensaios de desempenho relativos a grandezas de influência e perturbações devem ser realizados em um só tamanho de medidor de uma mesma família; • Os membros da família sublinhados na Figura D.1 podem ser considerados como exemplos para ensaio (Nota: cada fileira representa uma família, sendo que o medidor 1 é o menor). 1 1 1 1 1 1 2 2 2 3 2 2 3 3 3 4 4 4 5 5 6 Figura D.1 71 ANEXO E (Informativo) EXEMPLOS DE MÉTODOS E COMPONENTES UTILIZADOS PARA ENSAIO DE HIDRÔMETROS CONCÊNTRICOS Concentric water meter Hidrômetro concêntrico Concentric water meter manifold (part view Water flow out Corpo de conexão do concêntrico (visão parcial) Fluxo de saída Water flow in Fluxo de entrada hidrômetro Figura E 1 – Exemplo de corpo de conexão de um hidrômetro concêntrico Pode-se utilizar um corpo de conexão especial de ensaio de pressão, como o mostrado no exemplo da Figura E.2, para o ensaio do medidor.Para garantir que as vedações funcionem na “pior das situações” durante o ensaio, as dimensões da face da vedação do corpo de conexão do ensaio de pressão devem estar nos limites apropriados das tolerâncias de fabricação, de acordo com as dimensões de projeto especificadas pelo fabricante. Antes da apresentação para aprovação de modelo, pode-se requerer ao fabricante a vedação do medidor em um ponto acima da vedação interna da interligação medidor/corpo de conexão, de maneira adequada ao seu projeto. Quando o medidor concêntrico for acoplado ao corpo de conexão de ensaio de pressão e pressurizado, é necessário que se possa ver a origem de quaisquer vazamentos provenientes da saída do corpo de conexão de ensaio, e que se possa distinguir entre estes vazamentos e aquele proveniente de um dispositivo de vedação acoplado de maneira incorreta. A Figura E.3 mostra um exemplo de projeto de tampão apropriado a muitos medidores, embora quaisquer outros meios adequados possam ser utilizados. Position of inner seal Posição da vedação interna Pressure Pressão Path of leakage water passing seal Trajetória do vazamento que passa através da vedação Figura E2 – Exemplo de corpo de conexão para ensaio de pressão de vedações de medidores concêntricos 72 Meter outer seal Vedação externa do medidor Pressure Pressão Meter Section through meter and manifold showing plug in position Medidor Corte através do medidor e corpo de conexão mostrando o tampão em posição Meter inner seal Vedação interna do medidor Manifold Corpo de conexão Plug. See enlarged detail below Tampão. Vide detalhes aumentados abaixo Detail of plug Detalhe do tampão “O”-ring grooves Ranhuras do O-ring “Witness” leakage hole Orifício de testemunha para identificação de vazamento Tapping for withdrawal bolt Rosqueamento para extração de parafuso 4-6 gashes, equi-spaced 4-6 aberturas, eqüidistantes Figura E3 – Exemplo de tampão para ensaio de pressão de vedações de medidores concêntricos 73 ANEXO F (Informativo) DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE DA ÁGUA A densidade da água no medidor sob ensaio é calculada a partir das formulações IAPWS abaixo: Equação 1 – Densidade da água destilada livre de ar a 101,325 kPa Onde: é a densidade da água destilada livre de ar à temperatura t 3 em kg/m ; é a temperatura normalizada, θ = t/100; é a temperatura em graus Celsius na escala de temperatura ITS-90; e são os coeficientes da equação fornecidos abaixo. Pdw(t) θ t ai i 0 1 2 ai 999,84382 1,4639386 -0,00155050 i 3 4 5 ai -0,00309777 1,4572099 0,0648931 Equação 2 – Fator de correção da pressão Onde: é a compressibilidade isotérmica da água à pressão ambiente (1/Pa); é a temperatura normalizada, θ = t/100; é a temperatura em graus Celsius (ITS-90); são os coeficientes da equação fornecidos abaixo. B θ t ai i 0 1 2 ai 10 5,08821.101,2639418 0,2660269 i 3 4 5 ai 0,3734838 2,0205242 Equação 3 – Densidade da água no medidor de vazão ρw(t) = ρdw x (1 + B.P) x r Onde: ρ r é a pressão relativa no medidor de vazão (Pa); é a proporção da densidade da água entre a instalação sob ensaio e a água pura, medida nas mesmas condições (normalmente temperatura e pressão ambientes). 74 Notas: Para os fins de calibração do hidrômetro, recomenda-se as equações sugeridas pela (1) IAPWS já que se aplicam a temperaturas até 80°C. Esta escolha permite a calibração de medidores para água quente e calibrações sob pressão. A densidade (2) (3) da água destilada sugerida por Wagenbreth & Blanke , Patterson e Morris ou (4) Tanaka foi publicada na Metrologia como sendo apropriada para utilização em metrologia legal, geralmente na determinação de volume através da pesagem sob condições atmosféricas. Não é recomendada para calibração de hidrômetros já que se aplica somente a temperaturas até 40°C e não tem fórmulas associadas de correção de pressão. A Tabela F.1 abaixo fornece uma lista de densidades calculadas a partir da formulação de água destilada livre de ar da IAPWS que se aplicam a temperaturas entre 0°C e 80°C e pressão de 101,325 kPa. Tabela F.1 Densidade da água destilada livre de ar (a partir da equação 1) Densidade da Temperatura ºC 0 Água 999,84 Densidade da Temperatura ºC 20 1 999,90 2 3 Água 998,21 Densidade da Temperatura ºC 40 992,22 Densidade da Temperatura ºC 60 983,20 21 998,00 41 991,83 61 982,68 999,94 22 999,97 23 997,77 42 991,44 62 982,16 997,54 43 991,04 63 981,63 4 999,98 24 997,30 44 990,63 64 981,09 5 6 999,97 25 997,05 45 990,21 65 980,55 999,94 26 996,79 46 989,79 66 980,00 7 999,90 27 996,52 47 989,36 67 979,45 8 999,85 28 996,24 48 988,93 68 978,90 9 999,78 29 995,95 49 988,48 69 978,33 10 999,70 30 995,65 50 988,04 70 977,76 11 999,61 31 995,34 51 987,58 71 977,16 12 999,50 32 995,03 52 987,12 72 976,61 13 999,38 33 994,71 53 986,65 73 976,03 14 999,25 34 994,37 54 986,17 74 975,44 15 999,10 35 994,03 55 985,69 75 974,84 16 998,85 36 993,69 56 985,21 76 974,24 17 998,78 37 993,33 57 984,71 77 973,64 18 998,60 38 992,97 58 984,21 78 973,03 19 998,41 39 992,60 59 983,71 79 972,41 20 998,21 40 992,22 60 983,20 80 971,79 3 Kg/m 3 Kg/m Valores calculados com base na: - Água 3 Kg/m Água Kg/m3 Associação Internacional para as Propriedades da água e do vapor (IAPWS) para as propriedades termodinâmicas da água comum para uso geral e científico. 1995 _________________________________ 1 (2) (3) (4) Associação Internacional para as Propriedades da água e do vapor (IAPWS) para as propriedades termodinâmicas da água comum para uso geral e científico. 1995 Wagenbreth e Blanke. PTB Mitteilungen 3/1990 195-196 Patterson e Morris. Metrologia, 1994, Vol 31, 272-288 Tanaka, Girand, Avis, Peuto, e Binal. Metrologia, 2001, Vol 38, 301-309 75 ANEXO G (Informativo) INCERTEZAS MÁXIMAS NA MEDIÇÃO DOS FATORES DE INFLUÊNCIA E PERTURBAÇÕES G.1 Introdução Os itens a seguir listam as incertezas máximas que podem ser aplicadas aos vários ensaios de desempenho. Deve-se partir do pressuposto de que essas incertezas incluem um fator de abrangência de k = 2. Quando uma grandeza de influência é especificada como valor nominal com tolerâncias, ex. 55 ± 2°C, o valor nominal da grandeza de influência (55°C no exemplo) é o valor pretendido para o ensaio. Entretanto, para observar a tolerância especificada para a grandeza de influência, a incerteza do instrumento de medição utilizado para medir aquela grandeza deve ser subtraído do valor absoluto da tolerância para obter os limite de tolerância reais a serem aplicados durante o ensaio. Exemplo: Se a temperatura do ar tem que ser fixada em 55 ± 2°C e a incerteza do instrumento de medição de temperatura é 0,4°C, então a temperatura real durante o ensaio não deve exceder 55 ± 1,6°C. Quando a grandeza de influência é fornecida como uma faixa, ex. a temperatura do ar ambiente é de 15°C a 25°C, isso implica que a influência deste efeito não é significativa. Entretanto, a temperatura do ar deve ser um valor constante dentro daquela faixa, nesse caso à temperatura normal ambiente. G.2 Entradas de sinais simulados no dispositivo calculador Resistência: Corrente: Tensão Freqüência do pulso G.3 0,2% da resistência aplicada 0,01% da corrente aplicada 0,01% da tensão aplicada 0,01% da freqüência aplicada Ensaios de Calor Seco, Calor Úmido (cíclico) e Frio Pressão da água: 5% Temperatura do ar ambiente: 0,5 kPa Temperatura da água: 0,4°C Temperatura do ar ambiente: 0,4°C Umidade: 0,6% Tempo (t): (Duração da aplicação da grandeza de influência): 0 < t < 2 h: t > 2 h: G.4 1s 10s Variação de tensão de alimentação Tensão (redes CA): Tensão (redes CA/CC.): Tensão (baterias): Freqüência das redes: Distorção harmônica: ≤ 0,2% da tensão aplicada ≤ 0,2% da tensão aplicada ≤ 0,2% da tensão aplicada ≤ 0,2% da freqüência aplicada 0,2% da corrente aplicada 76 G.5 Variação da freqüência das redes Tensão da rede: Freqüência das redes: Distorção harmônica: G.6 Redução de curta duração da energia Tensão aplicada: Freqüência das redes: Distorção harmônica: G.7 ≤ 1 ms ≤ 1 ns ≤ 0,2% da tensão aplicada ≤ 0,2% da freqüência aplicada ≤ __ da tensão de pico. Vide nota ≤ __ da descarga aplicada. Vide nota Interferência eletromagnética Tensão: Freqüência: Velocidade da varredura: Resistência do campo: Distorção harmônica: G.10 ≤ 0,2% da tensão aplicada ≤ 0,2% da freqüência aplicada ≤ 0,2% da tensão de pico Descarga eletrostática Tensão da rede: Freqüência das redes: Tensão aplicada: Carga elétrica: G.9 ≤ 0.2% da tensão nominal da rede ≤ 0,2% da freqüência aplicada 0,2% da corrente aplicada Descargas elétricas Tensão da rede: Freqüência das redes: Transientes de tensão: Tempo (t): 15 ms < t < 300ms: 5 ns < t < 50ns: G.8 ≤ 0,2% da tensão aplicada ≤ 0,2% da freqüência aplicada 0,2% da corrente aplicada ≤ 0,2% da tensão aplicada ≤ 0,2% da freqüência aplicada -4 ≤ 2.5 x 10 oitava/s ≤ 0,2% da resistência do campo aplicada 0,2% da corrente aplicada Vibração mecânica - Vide nota Freqüência: Distorção harmônica: Aceleração: Deslocamento linear: Tempo (t): ≤ __ Hz ≤ __ 2 ≤ __m/s ≤ __ mm ≤ __ s Nota: Esses valores de incerteza não estavam disponíveis á época da publicação. 77 ANEXO H (Informativo) ENSAIO DE PERDA DE CARGA DETALHES DAS TOMADAS DE PRESSÃO ANULAR, ORIFÍCIOS E ABERTURAS H.1 Generalidades A perda de carga de um hidrômetro pode ser determinada a partir de medições da sua pressão estática diferencial a uma vazão estipulada. É obtida por meio do método descrito no item 6.7. H.2 Projeto das tomadas de pressão da seção de medição Devem-se instalar tomadas de pressão de projeto e dimensões similares nos tubos de entrada e saída da seção de medição. As tomadas de pressão podem consistir em orifícios perfurados parede do tubo ou aberturas anulares, em ambos os casos perpendiculares ao eixo do tubo. Deve haver no mínimo quatro orifícios para tomadas de pressão, com igual espaçamento em um plano geométrico ao redor da circunferência do tubo. Os projetos recomendados para tomadas de pressão são fornecidos nas Figuras H.1, H.2 e H.3. Podem-se utilizar outros meios como anéis ou câmaras de equilíbrio. H.3 Detalhes das tomadas de pressão, orifícios e aberturas Os orifícios perfurados na parede do tubo devem ser perpendiculares ao seu eixo e o diâmetro não deve exceder 0,08 D, e de preferência devem ser maiores que 2 mm e menores que 4 mm. O diâmetro dos orifícios deve permanecer constante para uma distância não inferior a dois diâmetros antes de serem perfurados. Os orifícios perfurados nas paredes dos tubos não devem apresentar rebarbas nas bordas onde eclodem dentro dos tubos de entrada e saída. As bordas devem ter cantos vivos sem arredondamento ou chanfro. As fendas devem ser perpendiculares ao eixo do tubo e suas dimensões devem ser as seguintes: Largura i igual a 0,08 D, porém não inferior a 2 mm ou superior a 4 mm; Profundidade k acima de 2i. Legenda 1 Câmara anular Figura H.1 - Exemplo de orifício perfurado de tomada de pressão com câmara anular, apropriado para seções de ensaio de pequeno/médio diâmetro 78 Legenda 1 Câmara do anel Figura H.2 - Exemplo de abertura de tomada de pressão com câmara anular, apropriada para seções de ensaio de pequeno/médio diâmetro 79 Legenda A Seção transversal de tubo e tomadas de pressão B Detalhe da tomada de pressão e guia 1 Para o manômetro 4 5 6 2 conexão tipo T 3 Mangueira flexível ou tubo de cobre 7 8 Tomada de pressão (vide detalhe) Eixo horizontal Anel piezométrico para pressão estática média Válvula de bloqueio Eixo vertical Figura H.3 - Exemplo de orifício perfurado para tomada de pressão com interconexão em anel para pressão estática média, apropriado para seções de ensaio de médio/grande diâmetro 80 BIBLIOGRAFIA [1] Recomendação Internacional OIMLR 49 -1 (2006): Hidrômetros para a medição de água potável fria e quente. Parte 1: Requisitos metrológicos e técnicos. OIML, Paris [2] Recomendação Internacional OIMLR 4-3 (2006): Hidrômetros para a medição de água potável fria e quente. Parte 3: Formato do Relatório de Ensaio OIML, Paris [3] Documento Internacional OIML D 4*. Condições de instalação e armazenagem de medidores de água fria. OIML, Paris [4] Guia para Expressão da Incerteza de Medição. BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, IUPAP e OIML, e publicado pela ISO, International Organization for Standardization, Genebra, 1995 [5] Documento Internacional OIML D 7 (1984):Avaliação de padrões de escoamento e instalações utilizadas nos ensaios de hidrômetros. OIML, Paris [6] ISO 4064-3, Medição da vazão de água em condutos fechados em carga – Hidrômetros para água potável fria e quente – Parte 3: Métodos de ensaio e equipamentos.International Organization for Standardization, Genebra. [7] Publicação Internacional OIML G 13 (1989) Planejamento da metrologia e laboratórios de ensaios. OIML, Paris [8] IEC 60068-2-2 (1974-01), Alterações IEC 60068-2-1-am1 (1993-02) e IEC 60068-2-2-am2 (1994-05). Ensaio ambiental – Parte 2. Ensaios. Ensaio B: Calor seco. Seção 4 - Ensaio Bd: Calor seco para amostra dissipadora de calor, ou Ensaio Bb para amostra não-dissipadora de calor, com alteração gradual de temperatura. International Electrotechnical Commission, Genebra [9] IEC 60068-3-1 (1974-01). Primeiro Suplemento: IEC 60068-3-1-1A (1978-01). Procedimentos básicos de ensaio ambiental. Parte 3: Histórico. Seção 1: Ensaios de calor frio e seco. International Electrotechnical Commission, Genebra [10] IEC 60068-1 (1988-06). Alteração IEC 60068-1-am1 (1992--04). Ensaio ambiental - Parte 1: Geral e orientação. International Electrotechnical Commission, Genebra [11] IEC 60068-2-1 (1990-05). Alterações IEC 60068-2-1-am1 (1993-02) e IEC 60068-2-1-am2 (1994-06). Ensaio ambiental – Parte 2.1 Ensaios. Ensaios A. Frio. Seção 3 - Ensaio Ad: Frio, para amostra dissipadora de calor, ou ensaio Ab para amostra não-dissipadora de calor, com alteração gradual de temperatura. International Electrotechnical Commission, Genebra [12] IEC 60068-2-30 (1980-01). Alteração IEC 60068-2-30-am1 (1985-08). Procedimentos de ensaio ambiental básico – Parte 2: Ensaios. Ensaio Db e orientação: Calor úmido, cíclico (ciclo de 12h + 12h). International Electrotechnical Commission, Genebra [13] IEC 60068-3-4 (2001-08). Ensaio ambiental – Parte 3-4: Documentação de apoio e orientação – ensaios de calor úmido. International Electrotechnical Commission, Genebra [14] IEC 61000-4-11 (1994-06). Alteração IEC 61000-4-11 (2000-11) Compatibilidade Eletromagnética (EMC) - Parte 4: Técnicas de ensaio e medição – Seção 11: Ensaios de imunidade a oscilações de tensão, interrupções curtas e variações de tensão. International Electrotechnical Commission, Genebra [15] IEC/TR3 61000-2-1 (1990-05) Compatibilidade Eletromagnética (EMC) Parte 2: Meio ambiente. Seção 1: Descrição do meio ambiente – Meio ambiente eletromagnético para perturbações conduzidas de baixa freqüência e sinalização em sistemas públicos de alimentação de energia. International Organization for Standardization, Genebra 81 [16] IEC 61000-2-2 (1990-05) Compatibilidade Eletromagnética (EMC) Parte 2: Meio ambiente. Seção 2: Níveis de compatibilidade para perturbações conduzidas de baixa freqüência e sinalização em sistemas públicos de alimentação de energia. International Organization for Standardization, Genebra [17] IEC 61000-4-1 (2000-04) Compatibilidade Eletromagnética (EMC) Parte 4-1: Técnicas de ensaio e medição - Resumo da IEC série 61000-4. International Organization for Standardization, Genebra. [18] IEC 60654-2 (1979-01) -am1 (1992-10) Condições operacionais para medição do processo industrial e equipamentos de controle. Parte 2: Energia. International Organization for Standardization, Genebra. [19] IEC 60068-2-64 (1993-05). Corr. 1 (1993-10) Ensaio ambiental– Parte 2: Métodos de ensaio – Ensaio Fh: Vibração, banda larga aleatória (controle digital) e orientação. International Electrotechnical Commission, Genebra [20] IEC 60068-2-47 (1999-10). Ensaio ambiental – Parte 2-47: Métodos de ensaio – Montagem de componentes, equipamentos e outros artigos para ensaios de vibração, impacto, e dinâmicos similares. International Electrotechnical Commission, Genebra [21] IEC 60068-2-31 (1969-01), -am1 (1982-01). Ensaio ambiental – Parte 2: Ensaios. Ensaio Ec: Queda e tombamento, principalmente para amostras de equipamento International Electrotechnical Commission, Genebra [22] IEC 61000-4-4 (1995-01) Alteração IEC 61000-4-4-am1 (2000-11). Compatibilidade Eletromagnética (EMC) Parte 4: Técnicas de ensaio e medição – Seção 4: Ensaios de imunidade a transientes elétricos súbitos/descargas elétricas. Publicação Básica da EMC. International Electrotechnical Commission, Genebra [23] IEC 61000-4-2(2001-04) Ed. 1.2 Edição Consolidada. Compatibilidade eletromagnética (EMC) - Parte 4-2: Técnicas de ensaio e medição - Ensaios de imunidade a descarga eletrostática. International Electrotechnical Commission, Genebra [24] IEC 61000-4-3(2002-09) Ed. 2.1 Edição Consolidada. Compatibilidade Eletromagnética (EMC). Parte 4-3: Técnicas de ensaio e medição - Ensaio de imunidade contra campo irradiado, de rádio-freqüência, e campo eletromagnético. International Electrotechnical Commission. Genebra [25] Documento Internacional OIML D 11*. Requisitos Gerais para Instrumentos de Medição Eletrônica. OIML, Paris [26] Documento Internacional OIML D 11 (1994): Requisitos Gerais para Instrumentos de Medição Eletrônica. OIML, Paris [27] Documento Internacional OIML B 3 (2003): Sistema de Certificados OIML para Instrumentos de Medição. OIML, Paris [28] Associação Internacional para as Propriedades da água e do vapor (IAPWS) para as propriedades termodinâmicas da água comum para uso geral e científico (1995). * Nota: Quando um documento fizer referência a uma data, a referência aplica-se àquela versão. Se não houver informação da data do exemplar ou da versão, deve-se utilizar a versão corrente da norma. 82