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CLA-VAL e-FlowMeter Débitmètre à effet Vortex

CLA-VAL Europe www.cla-val.ch [email protected] 1 - LIN041UF B 12/15

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Manuel d’utilisation




Table des matières

1 Informations diverses ....................................................................................................... 3

1.1 Précautions avant intervention .................................................................................................. 3

1.2 Etalonnage par défaut............................................................................................................... 3

1.3 Modifications ............................................................................................................................. 3

1.4 Protection de l’environnement .................................................................................................. 3

1.5 Typographie .............................................................................................................................. 3

2 Fonctionnement du e-FlowMeter ..................................................................................... 4

3 Installation du e-FlowMeter .............................................................................................. 6

3.1 Recommendation de montage .................................................................................................. 6

3.2 Instructions de montage ............................................................................................................ 7

3.3 Montage et démontage ............................................................................................................. 7

3.3.1 Matériel nécessaire à l’installation ..................................................................................................... 7

3.3.2 Montage ............................................................................................................................................. 8

3.3.3 Démontage ...................................................................................................................................... 10

3.3.4 Raccordement du e-FlowMeter ....................................................................................................... 12

4 Spécification .................................................................................................................... 14

4.1 Calibration ............................................................................................................................... 14

4.2 Données techniques du e-FlowMeter ..................................................................................... 14

4.3 Paramètres de débit calibré d’usine ........................................................................................ 15

4.4 Dimensions ............................................................................................................................. 15

5 Maintenance et réparation .............................................................................................. 16

5.1 Maintenance ........................................................................................................................... 16

5.2 Nettoyage de débris sur le cylindre de mesure ....................................................................... 16

5.3 Capteur piézoélectrique endommagé ..................................................................................... 16

6 Software et firmware ....................................................................................................... 17

6.1 Installation du driver USB ....................................................................................................... 17

6.2 Mise à jour Software / Firmware ............................................................................................. 17

6.3 Mise à jour du Firmware (logiciel interne) ............................................................................... 18

6.4 Utilisation du Software ............................................................................................................ 20

6.5 Configuration des sorties 4-20 mA, pulse et pulse digital ....................................................... 21

6.6 Calibration ............................................................................................................................... 22




1 INFORMATIONS DIVERSES

1.1 PRÉCAUTIONS AVANT INTERVENTION

: Avant toute intervention sur site, connectez-vous auprès de notre adresse Internet afin de mettre à jour votre e-FlowMeter avec le téléchargement du Software et Firmware (chapitre 6.2).

1.2 ETALONNAGE PAR DÉFAUT

: Le e-FlowMeter est étalonné d’usine selon le diamètre et le type de vanne demandé, voir chapitre 4.3 « Paramètres de débit calibré d’usine ». Il est tout fois possible de modifier certains paramètres tels que la valeur du signal 4-20 mA, poids du pulse et longueur du pulse en utilisant le Software approprié en le téléchargeant sur le site internet www.cla-val.ch

1.3 MODIFICATIONS

CLA-VAL Europe poursuit une politique de développement continu. Nous nous réservons le droit de modifier ou d’améliorer sans préavis tout produit figurant dans ce manuel. CLA-VAL Europe décline également toute responsabilité à l’égard de toute erreur éventuelle contenue dans ce document.

1.4 PROTECTION DE L’ENVIRONNEMENT

Protégez l’environnement ! Amenez, dès la fin de vie de l’appareil ainsi que l’ensemble de ces accessoires à un point de recyclage local.

1.5 TYPOGRAPHIE

Afin de faciliter la compréhension des techniques décrites, nous avons adopté les conventions typographiques et symboles suivants :

a. "Gras" : Menu, commande, onglet, bouton.

b. GRAS ITALIQUE : Information importante.

c. (1) : Repère indiqué sur image.

d. www.cla-val.ch : Adresse Internet.

e. : Astuces d’utilisation.

f. : Mise en garde !




2 FONCTIONNEMENT DU E-FLOWMETER

Le débitmètre à effet vortex CLA-VAL e-FlowMeter est un débitmètre à insertion conçu pour être monté en usine ou sur site dans une vanne CLA-VAL. Il donne une mesure de débit précise évitant l’installation d’un débitmètre distinct. Conçu pour être monté à l’entrée de la vanne CLA-VAL, le e-FlowMeter peut être installé directement après des coudes, vannes ou cônes. Le e-FlowMeter emploie un mécanisme pivotant innovant, permettant son installation dans un taraudage de 1/2" (15 mm minimum).

Le e-FlowMeter mesure et transmet une information de débit sous forme de signal 4-20 mA, pulse ou pulse digital. Il peut être directement relié à un système SCADA, à divers loggers du marché ou encore à divers produits de la gamme e-Line de CLA-VAL.

e-FlowMeter

Pour l’installation, voir chapitre 3 « Montage du e-FlowMeter ».

Raccord à genouillère

Tête de sonde

Câble d’alimentation et signal de sortie

Capteur piézoélectrique

Vanne CLA-VAL

e-FlowMeter




Allées de tourbillons de Karman

Le e-FlowMeter est un débitmètre à effet vortex à insertion (ou débitmètre vortex à insertion), basé sur le phénomène de génération d’une succession de tourbillons alternés appelée «allée de tourbillons de Karman».

Lorsque le fluide rencontre un obstacle, placé dans l’axe d’écoulement du fluide, il se divise et engendre de petits tourbillons ou vortex alternés de part et d’autre à l’aval de l’obstacle. La fréquence de détachement des tourbillons, ou génération des tourbillons, est directement proportionnelle à la vitesse du fluide. Les tourbillons détachés engendrent des zones de pression variable qui sont détectées, sous forme de petits coups de pression, au moyen d’un capteur de mesure placé à l’aval de l’obstacle.

Mesure de la fréquence

La fréquence des coups de pression, ou de génération de tourbillons, est comptée au moyen d’un cristal piézoélectrique encapsulé dans le capteur de mesure. Ce dernier est relié par 2 fils à la carte électronique pour le traitement du signal.

Orientation du cylindre

Lors de l’insertion du e-FlowMeter dans la vanne, le cylindre de mesure est orienté parallèlement à l’axe du raccord à genouillère. Après insertion, l’outil CLA-VAL permet la rotation du cylindre de mesure, et sera ensuite verrouillé par le support du capteur piézoélectrique. Cette orientation permet donc de faire passer le cylindre de mesure d’une longueur de 40 mm (stabilisation du fluide) dans un diamètre de passage de 1/2" (15 mm).

Traitement du signal et sortie de l’information

Les débitmètres à vortex existants fonctionnent en écoulement permanent turbulent défini par un nombre de Reynolds supérieur à 5'000. Ce régime d’écoulement établit une «allée de tourbillons de Karman» stable et facilement détectable par une électronique peu sophistiquée. Les vitesses ainsi détectées sont, en général, supérieures à 0,5 m/s.

Grâce à la carte électronique innovante développée par CLA-VAL, le e-FlowMeter peut mesurer des débits à partir d’une vitesse de 0,2 m/s afin d’obtenir un signal précis. Ce dernier est ensuite transformé en signal 4-20 mA, en pulse ou en pulse digital suivant l’application désirée.

Carte électronique

Capteur piézoélectrique

Cylindre de mesure

Raccord à genouillère

Obstacle

ObstacleCapteur

piézoélectrique Allée de tourbillons de Karman

Direction du fluide




3 INSTALLATION DU E-FLOWMETER

3.1 RECOMMENDATION DE MONTAGE

Installations recommandées Installations déconseillées

Bossage amont de la vanne Bossage aval de la vanne

Sortie de coude vertical Sortie de 2 coudes

Directement en sortie de coude horizontal extérieur Sortie de coude horizontal intérieur

> 5 x DN (quel que soit le côté) 1 à 5 x DN

Directement en sortie de boîte à boue CLA-VAL (1) A la sortie d’une pompe

A l’aval d’une réduction

(1) Nécessite une calibration spéciale, contacter CLA-VAL.




3.2 INSTRUCTIONS DE MONTAGE

1. L’installation, la maintenance et les réglages doivent être effectuées par une personne compétente.

2. Ne pas dépasser les valeurs maximales données dans les spécifications et sur l’étiquette d’identification.

3. Les connexions électriques doivent être effectuées comme décrites dans le manuel d’utilisation.

4. Avant toute opération de maintenance l’alimentation électrique doit être interrompue.

: Ne jamais essayer d’ouvrir le produit, ceci annule la garantie !

3.3 MONTAGE ET DÉMONTAGE

3.3.1 MATÉRIEL NÉCESSAIRE À L’INSTALLATION

3.3.1.1 Outil d’insertion

L’outil d’insertion permet le montage et le démontage du e-FlowMeter dans une vanne CLA-VAL. Il permet l’orientation du cylindre de mesure dans la bonne position.

Ce dernier n’est pas fourni avec le e-FlowMeter.

L’outil d’une longueur de 165 mm est utilisé pour le montage des e-FlowMeter tailles 1, 2a et 2b, alors que l’outil d’une longueur de 368 mm est utilisé pour les les e-FlowMeter tailles 3 et 4.

3.3.1.2 Alimentation électrique pour sortie pulse et pulse digital

2 types d’alimentation sont disponibles : L’alimentation 5 VDC ou l’alimentation 6 - 24 VDC pour alimentation stabilisée, batterie ou turbine e-Power MP ou IP.

3 mA minimum sont nécessaire au fonctionnement du e-FlowMeter, (voir schéma de câblage chapitre 3.3.4)

3.3.1.3 Alimentation pour sortie 4-20 mA

La tension d’alimentation est de 8 - 32 VDC.

20 mA minimum sont nécessaire au fonctionnement du e-FlowMeter.

La boucle 4-20 mA doit être fermée, (voir schéma de câblage chapitre 3.3.4)

3.3.1.4 Câble

Le e-FlowMeter est fourni en standard avec 3 m ou 10 m de câble avec 12 fils de 0,22 mm2 de section. Si une longueur additionnelle de câble est nécessaire, la section doit être de 0,22 mm2 ou supérieur. Si l’environnement comporte un champ électromagnétique, il doit être blindé. Seul un côté du blindage du câble doit être connecté à la terre ou équivalent.

Gorge

Bague de blocage Vis moletée Outil d’insertion




3.3.2 MONTAGE

Manipuler avec précaution!

Le capteur de débit est un élément de précision de l'équipement et son extrémité ne doit en aucun cas être manipulée.

Lorsque le capteur de débit n'est pas installé, le capteur doit être protégé par le capuchon de protection jaune.

Les dommages sur le capteur de débit affectent les performances et annulent la garantie.

IMPORTANT !

a) Isolez la vanne en utilisant les vannes d’arrêts. b) Purgez la pression de la vanne. c) Otez un bouchon sur une des prises de pression amont

de la vanne. Si les deux prises de pression sont utilisées, contactez CLA-VAL pour les modifications à effectuer.

e-FlowMeter livré en 2 parties : A et B.

a) Faire pivoter le cylindre de mesure (Fig.1). b) Vissez la bague de blocage sur le raccord à genouillère du

e-FlowMeter. c) Insérez l’extrémité biseautée de l’outil, orienté comme sur la

Fig.1, jusqu’au fond. Bloquez l’outil en serrant la vis moletée. Appliquez du ruban Téflon® sur le filetage.

a) Vissez l’assemblage dans la vanne et l’orienter pour que la flèche gravée soit dans le sens d’écoulement de la vanne.

IMPORTANT !

Orientez l’ensemble pour que la flèche soit parfaitement horizontale.

Prise de pression amont

1

2

3

4

Cylindre de mesure Raccord à genouillère

B

A

Capteur avec capuchon de

protection

Tête de sonde

Montage partie A

Fig.2

Fig.1

Extrémité biseautée




a) Débloquez la vis moletée, enlevez la bague de blocage et l’outil. Retournez l’outil et l’insérez par son autre extrémité dans l’assemblage. (Fig.1 & 2)

b) Poussez l’outil au fond et maintenir une pression tout en le tournant jusqu’à ce que la gorge de l’outil vienne à fleur du raccord à genouillère. (Fig.3)

a) Retirer l’outil d’insertion. Retirer le capuchon de protection

en restant bien dans l’axe. (Fig.1). b) Inserer la tête de sonde dans le corps du

e-Flowmeter.(Fig.2). c) Orienter la goupille pour qu’elle rentre dans la gorge (Fig.3).

Pousser la tête de sonde jusqu’au fond et serrer l’écrou moleté. SERRAGE A LA MAIN.

d) Pour orienter la tête de sonde, dévisser la vis sans tête (Fig.3), orienter la tête de sonde et revisser la vis sans tête. Procédez au raccordement électrique grâce au schéma de câblage.

Fig.1

Fig.3

Fig.2

Fig.3 Goupille

Vis sans tête

Fig.2

5

6 Montage partie B

Fig.1




3.3.3 DÉMONTAGE

IMPORTANT !

a) Isolez la vanne en utilisant les vannes d’arrêts. b) Purgez la pression de la vanne avant de retirer le

e-FlowMeter. c) Débranchez l’alimentation électrique du e-FlowMeter.

a) Dévissez à la main l’écrou moleté (Fig.1).

b) Retirez l’ensemble capteur / tête de sonde en le tirant droit

(Fig.2), faire attention de ne pas abîmer le capteur.

Fig.1 Fig.2

1

2




a) Orientez l’outil de montage comme montré sur (Fig.1) et l’inserer dans le raccord à genouillère.

b) Poussez l’outil pour faire pivoter le cylindre de mesure

(Fig.2).

c) Retirez l’outil de montage et le tourner de 180° pour

l’orienter comme sur la photo (Fig.3).

d) Poussez l’outil pour que le cylindre de mesure soit

presque aligné avec le raccord à genouillère et le bloquer dans cette position grâce à la vis moletée (Fig.4).

e) Dévissez l’assemblage et le retirer avec précaution

(Fig.5).

Inserez un bouchon dans le taraudage de la vanne quand le e-FlowMeter n’est pas monté.

Fig.4

Fig.5

Fig.1

Fig.2

Fig.3

3




3.3.4 RACCORDEMENT DU E-FLOWMETER

3.3.4.1 Câblage standard

3.3.4.2 Exemple de câblage : sortie 4-20 mA




3.3.4.3 Exemple de câblage : sortie pulse alimentée par turbine e-Power MP, lecture du pulse par e-Log-33

3.3.4.4 Exemple de câblage : sortie pulse alimentée par turbine e-Power IP, lecture du pulse par e-Log-33




4 SPÉCIFICATION

4.1 CALIBRATION

Le e-FlowMeter est calibré d’usine, selon le numéro d’article demandé. Une calibration spécifique y est rattachée en fonction du type et de la taille de vanne. La calibration du e-FlowMeter est conforme au processus de qualification CLA-VAL IT050.

4.2 DONNÉES TECHNIQUES DU E-FLOWMETER

Spécifications électriques

Alimentation électrique : Mode 4-20 mA :

Tension : 8 - 32 VDC

Consommation : 4-20 mA Mode pulse ou pulse digital :

5 VDC

6 - 24 VDC

Consommation : 3 mA

Protection sur l’alimentation : Mode 4-20 mA :

Surtension : max. 40 VDC

Inversion : max. 40 VDC Mode pulse ou pulse digital : a) Tension 5 VDC :

Surtension : max. 5,5 VDC

Inversion : non protégé b) Tension 6 - 24 VDC :

Surtension : max. 40 VDC Inversion : max. 40 VDC

Connectique : 1 x câble composé de 12 fils 0,22mm2

Répétabilité : < 1%

Autres spécifications

Taille : NGE 65 mm - 600 mm / GE 65 mm - 400 mm (Note : NGE 65 mm et NGE 80 mm taraudé d’usine ½")

Gamme de pression : PN 25 bar standard

Température de fonctionnement : - 10 °C à + 80 °C (uniquement électronique)

Protection : IP68

Interface : Plug & play / NT / 2000 / XP / Vista / Win 7 (32 & 64 bit)

Calibration : Standard d’usine

Mode défaut

Perte du signal de mesure : Après 30 secondes (par défaut), le signal 4-20 mA passe à 4 mA (par défaut), dans le mode pulse la fréquence = 0.




4.3 PARAMÈTRES DE DÉBIT CALIBRÉ D’USINE

Vanne DN (mm) 50 65 80 100 125 150 200 250 300 350 400 450 500 600

Débit à 20 mA (l/s) 12 20 35 50 75 110 200 310 445 600 785 980 1225 1770

Poids du pulse (litre) 10 10 10 10 10 100 100 100 100 100 1000 1000 1000 1000

Note : Par défaut la valeur du débit à 4 mA = 0 l/s, largeur du pulse = 62,5 ms.

Toutes ces valeurs sont modifiables via le Software e-FlowMeter (voir chapitre 6.5).

4.4 DIMENSIONS

*Les vannes NGE 65 mm et NGE 80 mm doivent être percée en 1/2" au lieu du perçage standard 3/8".

Dimensions e-FlowMeter

1 2a 2b 3 4

Vannes NGE (mm) 65* 80* 100

- 125 150 200

250 300 350

400 450 500 600

Vannes GE (mm) 50 65 80

100 150

- 200 250

300 400

Longueur totale (mm)

A 225 240 275 335 455

Longueur d’insertion (mm)

B 58 70 108 165 287

Filetage [R (ISO 7-1)]

C 1/2" 3/4" 3/4" 1" 1"

Largeur (mm) D 85 85 85 85 85

Espace nécessaire au montage (mm)

254 266 304 361 483




5 MAINTENANCE ET RÉPARATION

5.1 MAINTENANCE

Le e-FlowMeter ne contient pas de pièces mécaniques en mouvements, donc il ne subit pas de fatigue mécanique. Cependant il est recommandé de contrôler lors de la maintenance de la vanne, qu’il n’ y ait aucune fuite.

5.2 NETTOYAGE DE DÉBRIS SUR LE CYLINDRE DE MESURE

Si le e-FlowMeter commence à réagir bizarrement et donner une information de débit qui n’est pas celle attendue. Le cylindre de mesure doit être inspecté et nettoyé pour assurer son bon fonctionnement.

Procédure :

1) Fermez les vannes d’arrêts amont et aval de la vanne de régulation.

2) Coupez l’alimentation électrique.

3) Démontez le e-FlowMeter de la vanne (voir chapitre 3.3.3).

4) Contrôlez que le cylindre de mesure et le raccord à genouillère soient propres comme montré sur la photo et nettoyer si ce n’est pas le cas.

5) Enlevez les débris s’il y en a.

6) Réinstallez le e-FlowMeter selon chapitre 3.3.2.

5.3 CAPTEUR PIÉZOÉLECTRIQUE ENDOMMAGÉ

Si le capteur piézoélectrique a été cassé ou endommagé lors de l’installation du e-FlowMeter, ce dernier ne va pas fonctionner correctement. Il est nécessaire de changer le capteur piézoélectrique, veuillez contacter CLA-VAL.

Débris




6 SOFTWARE ET FIRMWARE

6.1 INSTALLATION DU DRIVER USB

Référez-vous au manuel d’installation du driver USB (LIN006UF).

6.2 MISE À JOUR SOFTWARE / FIRMWARE

Pour les mises à jour, veuillez-vous connecter sur Internet et visiter notre site www.cla-val.ch.

a. Sélectionnez "Téléchargements".

b. Sélectionnez "e-Line". Vous trouverez les dernières mises à jour Software (PC) et Firmware (Logiciel interne). Cliquez sur le lien et le téléchargement commence automatiquement.

Visitez régulièrement notre site web www.cla-val.ch afin de profiter des mises à jour gratuites.




6.3 MISE À JOUR DU FIRMWARE (LOGICIEL INTERNE)

1) Alimentez le e-FlowMeter.

2) Branchez le e-FlowMeter à votre ordinateur avec le câble USB.

3) Sélectionnez "Update Firmware" dans l’onglet "Parameters", la fenêtre suivante apparaît :

4) Cliquez sur "Save screen to .BMP file" pour enregistrer une image des paramètres de calibration du e-FlowMeter sur votre ordinateur.

5) Cliquez sur "Update" pour mettre à jour le Firmware, la fenêtre suivante apparaît :

6) Cliquez sur "Oui", puis sélectionner l’emplacement du Firmware dans l’explorateur.




7) Calibrez le e-FlowMeter en sélectionnant "Metric units", choisissant sa taille et le modèle de vanne (voir p. 15 chapitre 4.4 pour plus d’informations).

8) Cliquez sur "Write Calibration" :

9) Le message suivant apparaît :

10) Cliquez sur "OK", le Firmware est à jour.




6.4 UTILISATION DU SOFTWARE

Lors du lancement du Software e-FlowMeter, si aucun e-FlowMeter n’est connecté à votre PC, la liste qui permet la multi connexion de produit e-Line est vide, contrôlez que le e-FlowMeter soit alimenté et connecté au PC.

Si vous êtes connecté à un ou plusieurs e-FlowMeter ou d’autres produits e-Line, cliquez sur "View All" afin de rafraichir l’affichage. Sélectionnez celui avec lequel vous souhaitez communiquer en cliquant sur la ligne souhaitée.

Si votre produit e-Line n’est pas à jour sur la multi connexion, la liste de produit e-Line reste vide. Cliquez sur "View All". Le produit e-Line est visible sous "Generic e-Line". Cliquez une fois avec le bouton gauche de la souris sur cette ligne afin de communiquer avec le produit e-Line.

Afin de faire apparaitre le nom et du produit e-Line dans la e-Line List, une mise à jour du Firmware est nécessaire (voir chapitre 6.3).

Version de Firmware Nom du produit




6.5 CONFIGURATION DES SORTIES 4-20 MA, PULSE ET PULSE DIGITAL

Le e-FlowMeter est calibré d’usine de manière à ne pas saturer la sortie 4-20 mA ou la sortie pulse. Ces valeurs sont dépendantes du modèle et la de la taille de vanne (voir chapitre 4.3 pour les valeurs correspondantes). Il est toutefois possible de modifier ces valeurs si nécessaire.

Lors du démarrage du Software du e-Flowmeter, la fenêtre suivante apparaît :

Informations : Sont affichées dans le champ information : Le numéro de série, la version de Firmware, l’unité de calibration (Metric units en l/s ou US units en GPM), le modèle de vanne et la date de programmation.

Unité d’affichage : Il est possible de modifier l’unité d’affichage en sélectionnant l’unité désirée (l/s, GPM (Gallon Par Minute), GPH (Gallon Par Heure), Ml/d (Mega litre par jour), m3/h, m3/min et CFS (Cubic Feet per Second) puis en cliquant sur "Write Parameters".

Sortie 4-20 mA : Possibilité de modifier les valeurs de 4 mA et 20 mA, puis cliquez sur "Write Parameters".

Offset et Gain : Selon des installations spéciales, on peut appliquer un Offset et/ou un gain pour obtenir une mesure plus précise, puis cliquez sur "Write Parameters".

Valeurs de sorties : En cochant "Dynamic Reading", on peut lire en temps réel la fréquence calculée par la carte électronique, la sortie 4-20 mA, le débit et le volume. Pour mettre à zéro le volume, cliquez sur "Reset Volume".

Activation du pulse ou du pulse digital : Si le "Pulse Mode on Serial Output" est coché, la sortie pulse est activée, s’il est décoché, la sortie pulse digital est activée, puis cliquez sur "Write Parameters".

Paramètres de la sortie pulse : En standard la sortie pulse est activée avec un poids de pulse (Pulse weight) de 100 litres pour les tailles de vannes DN 150 mm et inférieur et de 1000 litres pour les tailles de vanne supérieur à DN 150 mm. La durée de l’impulsion (Pulse Width) est de 250 ms. Ces valeurs sont modifiables si nécessaire en cliquant sur "Write Parameters".

Informations

Activation du pulse ou du pulse digital

Paramètres de la sortie pulse

Unité d‘affichage

Sortie 4-20 mA

Offset et gain

Valeurs de sortie




6.6 CALIBRATION

Selon le tableau du chapitre 4.4, une taille de e-FlowMeter couvre plusieurs modèles de vanne. Il est donc possible de prendre un e-FlowMeter calibré pour une NGE 80 (par exemple) et de le calibrer en NGE 100.

Pour se faire :

1) Démarrez le Software du e-FlowMeter et cliquez sur "Calibration".

2) Selectionnez "Metric units", choisir la taille et le modèle de vanne, dans notre cas taille 1 et NGE 100, puis cliquez sur "Write Calibration".

3) Le message suivant apparaît :

4) Cliquez sur "OK".

Votre e-FlowMeter est calibré !

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