inclinometri fissi

INCLINOMETRI FISSI
Manuale d'Uso
Inclinometri fissi
INDICE
Introduzione
Pag. 4
Descrizione
Pag. 5
Controlli preliminari
Pag. 7
Installazione
Pag. 7
Esecuzione delle misure
Pag. 12
Elaborazione delle misure
Pag. 13
Troubleshooting
Pag. 15
Servizio manutenzione
Pag. 16
Appendice 1
Pag. 17
Appendice 2
Pag. 18
Le informazioni contenute di seguito sono di proprietà di SISGEO S.r.l. Questo documento è soggetto a cambiamenti senza necessità di notifica ed è soggetto a restituzione su richiesta. Nessuna
parte di questo manuale di istruzioni può essere riprodotto in nessuna forma senza il permesso scritto di SISGEO S.r.l.
SISGEO S.r.l.
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Inclinometri fissi
Note sull’utilizzo del
prodotto
Per un funzionamento sicuro ed efficace del prodotto si raccomanda di leggere attentamente le
seguenti istruzioni prima dell’utilizzo.
Qualsiasi altra forma di impiego, oltre quella descritta nel presente manuale, è da considerarsi a totale
responsabilità dell’utilizzatore.
Lo stesso dicasi per eventuali modifiche non autorizzate.
Oltre alle norme qui elencate, l’utilizzatore deve ottemperare a quanto previsto dalla vigente legislazione
sulla sicurezza e la salute del personale nei posti di lavoro.
SISGEO non si riterrà responsabile di inconvenienti, rotture, incidenti, ecc. dovuti alla non conoscenza (o
comunque alla non applicazione) delle prescrizioni contenute nel presente manuale.
Controllare che il prodotto non presenti danneggiamenti causati dal trasporto.
Verificare che la confezione contenga tutti i componenti nonché eventuali accessori opzionali richiesti; nel
caso rivolgersi al costruttore.
L’utilizzatore deve provvedere ad effettuare con cura tutte le operazioni descritte nel presente manuale.
L’eventuale manutenzione o riparazione dell’apparecchio è consentito solo a operatori abilitati e autorizzati.
Detti operatori devono essere persone fisicamente e intellettualmente idonee.
Per informazioni o ordinazione di parti di ricambio specificare sempre i dati riportati sulla targhetta di
identificazione.
Nella sostituzione di ricambi, usare esclusivamente RICAMBI ORIGINALI.
Il costruttore si riserva il diritto di effettuare modifiche, per qualunque esigenza di carattere tecnico o
commerciale, senza l’obbligo di notifica.
Si cercherà comunque di garantire che i manuali vengano aggiornati in modo da rispecchiare le revisioni
funzionali dei prodotti.
Simbologia
Di seguito vengono riportate le simbologie utilizzate nel manuale per richiamare l’attenzione del lettore:
Prestare particolare attenzione alle indicazioni seguenti.
Identificazione
SISGEO S.r.l.
Gli strumenti possono essere identificati:
•
da un lotto di produzione (indicato nel Certificato di Conformità)
•
da un serial number (s/n) inciso in modo indelebile sullo stesso
•
da una targhetta posizionata sullo strumento
•
da una targhetta posizionata sul cavo.
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Inclinometri fissi
Introduzione
Gli inclinometri fissi (IPI) verticali sono
utilizzati
per
il
monitoraggio
dei
movimenti
orizzontali
e
delle
deformazioni in terreni o strutture.
I principali campi di applicazione sono:
pendii instabili, aree di frana, dighe,
scavi a cielo aperto, pile di ponti,
diaframmi, muri di contenimento e
strutture in genere.
Gli IPI sono installati all’interno di tubi
inclinometrici a formare una “catena” e
sono sospesi con un filo in acciaio fissato
al chiusino di protezione.
Gli IPI fissi posizionati alle profondità da
monitorare, di solito identificate da una
precedente campagna di misura con la
sonda inclinometrica removibile, rilevano
la variazione angolare rispetto alla
verticale.
Sono disponibili anche IPI da posizionare
orizzontalmente.
SISGEO produce due tipi di IPI:
•
digitalizzati (RS485, Modbus)
•
analogici (4-20mA current loop)
A differenza degli IPI analogici, gli IPI
digitalizzati sono elettricamente collegati
tra loro anche per mezzo di un cavo
elettrico.
In accordo con il Cliente sono configurati
in SISGEO per quanto riguarda:
• assegnazione indirizzo RS-485
• configurazione alimentazione
• moltiplicatore unità di misura sinα
In una tubazione inclinometrica con
Ø 60mm è possibile il posizionamento di
una batteria di 10 IPI analogici.
Il numero di IPI digitalizzati che è
possibile installare in un tubo varia in
funzione del passo dell’inclinometro:
•
•
•
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97 con passo 2m
156 con passo 1m
225 con passo 0.5m.
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Inclinometri fissi
Gli IPI sono costituiti da:
Descrizione
1.
2.
3
3.
un cilindro in acciaio contenente il sensore e
la scheda elettronica. Il sensore può essere
monoassiale o biassiale. E’ presente anche
un sensore di temperatura.
2 carrelli con rotelle da inserire nelle guide
del tubo inclinometrico.
cavo
elettrico
per
il
collegamento.
Nel modello digitale ciascun cavo è
terminato con un connettore.
Il materiale a corredo può essere:
•
filo in acciaio
•
morsetti in acciaio, viti, grilli e redance
•
spina di sospensione con anello
•
morsetti in rame
•
pinza per morsetti in rame
•
barre filettate
•
agganci maschio/femmina per barre
filettate (inclinometri orizzontali)
Per identificare questo materiale si rimanda alle
fasi d’installazione.
2
Nota per IPI digitalizzati
1
Principali parametri memorizzati sulla scheda
elettronica:
Rotelle di
riferimento
•
•
•
Serial number
Parametri di calibrazione
Indirizzo RS485; ogni IPI ha un indirizzo
RS485 univoco configurato in fabbrica,
l’indirizzo è per comodità anche riportato
sul cavo.
Tipologia di alimentazione:
•
•
Always-on (tutti gli IPI accesi insieme)
Temporizzata (solo un IPI acceso per
volta).
In questo caso vengono impostati anche il ritardo
incrementale [sec] ed il tempo di riscaldamento
[sec]. Il modbus master (centralina di misura) al
termine delle letture deve porre gli IPI in
modalità “STOP” per limitare i consumi.
3
2
Sisgeo provvede a terminare l’ultimo IPI della
catena con l’opportuna resistenza di terminazione
(nominale 120Ω).
Moltiplicatore K:
lo standard è l’uscita in sinα. A richiesta è
possibile configurare l’IPI per avere uscita in K
sinα con K≠1.
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Inclinometri fissi
Una volta installato il tubo inclinometrico, si devono identificare le guide con i
numeri 1-2-3-4 in senso orario. La guida 1, di solito, è quella più vicina al nord
geografico o quella orientata verso il presunto movimento.
I disegni più sotto mostrano la convenzione dei segni.
INCLINOMETRI VERTICALI
1
A-
rotella di
riferimento
A<0
B+
Rotelle di
riferimento
B-
4
2
A+
3
INCLINOMETRI ORIZZONTALI
Rotelle di
riferimento
1
Rotelle di
riferimento
A<0
Installare il tubo inclinometrico in modo che le guide 1 e 3 risultino verticali rispetto
alla superficie d’appoggio.
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Inclinometri fissi
Controlli
Preliminari
Prima dell'installazione occorre controllare il funzionamento dello strumento
collegandolo ad una centralina di misura (vedi “Esecuzione delle misure”).
Utensili necessari (non forniti):
Installazione
•
chiavi a brugola SW2, SW4
•
chiave fissa n° 19 (inclinometri orizzontali)
•
tronchese per cavo d’acciaio
•
nastro adesivo, fascette per cablaggi
Il tubo inclinometrico deve essere già installato e la presa della cementazione
avvenuta.
INCLINOMETRI DIGITALI (installazione verticale)
barra
Identificare gli IPI in accordo
progetto. Inserire nel tubo l’IPI
fondo (dotato di resistenza
terminazione) con le rotelle
riferimento nella guida 1.
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al
di
di
di
Inclinometri fissi_IT_00_12
Sospenderlo
usando
robusta (non fornita).
una
barra
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Inclinometri fissi
Per un collegamento corretto allineare i
riferimenti neri e le guide sulle ghiere. Non
forzare né stringere eccessivamente.
La protezione IP68 (1MPa) è garantita solo
con il collegamento corretto.
Agganciare il secondo inclinometro.
Collegare attentamente i connettori
ed infilarlo nel tubo con le rotelle di
riferimento nella guida 1.
piastrina
testa di
sospensione
redance
cavo
terminale
morsetti in
rame
filo in acciaio Ø 2.5mm
redance
grillo
Proseguire con il resto degli strumenti.
Inserire tutte le rotelle di riferimento in
guida 1. Collegare il cavo terminale
all’ultimo inclinometro e realizzare l’aggancio
come indicato nel disegno.
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Dettaglio dell’aggancio.
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Inclinometri fissi
Terminare bloccando il cavo con la
piastrina.
Proteggere il cavo da danneggiamenti
e la parte terminale da infiltrazioni
d’acqua.
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Esempio di utilizzo con pannello di
misura per uso con datalogger portatile
SISGEO (ad esempio New Leonardo).
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Inclinometri fissi
INCLINOMETRI ANALOGICI
spina di
sospensione
viti
morsetti in
acciaio
filo in acciaio Ø
2mm
Tagliare il filo in acciaio lasciandolo più
lungo di circa 10cm.
Agganciarlo all’inclinometro ed alla spina
di sospensione come indicato nel
disegno.
Infilare l’inclinometro nel tubo con le
rotelle di riferimento nella guida 1.
Reggendolo con il filo in acciaio calarlo
lentamente nella tubazione.
piastrina
Inserire la spina di sospensione in uno dei
fori presenti nel chiusino. Identificare gli
inclinometri. Far passare i cavi elettrici e
bloccarli con le piastrine. Proteggere il
cavo da danneggiamenti e la parte
terminale da infiltrazioni d’acqua.
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Quando il numero degli inclinometri rende
difficile l’inserimento singolo, agganciarli
esternamente al tubo formando una
catena. Nastrare il cavo elettrico per
evitare che si impigli nelle rotelle e
lasciarlo qualche cm più lungo del filo in
acciaio tra un inclinometro e l’altro per
evitare che sotto trazione si spezzi.
Quando il peso supera i 30Kg consigliamo
di utilizzare i morsetti in rame da
stringere con l’apposita pinza.
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Inclinometri fissi
INCLINOMETRI FISSI ORIZZONTALI
bussola in
plastica
barra
filettata
rimuovere
Agganciare gli inclinometri alle barre filettate. Evitare che il cavo elettrico sfreghi contro
il tubo inclinometrico, fissandolo con nastro adesivo o fascette alle barre ed agli
inclinometri. Non tirare il cavo elettrico. Inserire tutti gli inclinometri nel tubo
inclinometrico con le rotelle di riferimento in guida 1.
Dettagli degli agganci ultimati.
Rimuovere
Terminare fissando l’ultima barra alla testa di sospensione.
Proteggere il cavo da danneggiamenti e la parte terminale da infiltrazioni d’acqua.
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Inclinometri fissi
Esecuzione
delle misure
Le misure manuali sono effettuate collegando i conduttori ad una centralina portatile
secondo il seguente schema:
Inclinometri mono-assiali
segnale current loop
4-20mA
Inclinometri bi-assiali
segnale current loop
4-20mA
Rosso
+ Loop
Nero
- Loop
Bianco
Termistore
Verde
Termistore
Rosso
+ Loop Ch. A
Nero
- Loop Ch. A
Bianco
+ Loop Ch. B
Verde
- Loop Ch. B
Giallo
Termistore
Blu
Termistore
Rosso
+ Vcc
nero
GND
Verde
Data + (RS485)
Bianco/Verde
Data - (RS485)
Inclinometri digitali
Per ottenere misure affidabili, con strumenti con uscita in mA, si consiglia di
rispettare un tempo di warm-up non inferiore a 5 secondi.
È possibile eseguire misure automatiche collegando lo strumento ad un sistema di
acquisizione dati per esempio l’OMNIAlog di SISGEO.
Gli IPI digitalizzati sono letti collegando il cavo terminale alla centralina di misura
dotata di interfaccia di comunicazione RS485 (DCE, Half duplex, no Echo) e che
gestisca il protocollo di comunicazione Modbus ATU SISGEO.
La potenza [W] dell’alimentazione deve essere coerente con il n° di inclinometri e
con la tipologia di alimentazione. SISGEO può rilasciare il protocollo di
comunicazione. Il Modbus master (centralina di misura) deve essere configurato
coerentemente alla configurazione degli IPI digitalizzati realizzata in fabbrica (vedi
scheda tecnica su sito web SISGEO).
Per poter leggere gli IPI digitalizzati, i datalogger portatili Leonardo e New Leonardo
devono essere aggiornati alla versione 0.3.0. o superiore.
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Inclinometri fissi
Elaborazione
delle misure
Le seguenti formule permettono di convertire le misure elettriche in valori
ingegneristici:
Fattore lineare Ling[sinα] = Lele/S
Fattore polinomiale Ling [sinα] = (Lele3 x A) + (Lele2 x B) + (Lele x C) + D
Ling = lettura ingegneristica
Lele = lettura elettrica
S = fattore di sensibilità lineare
A, B, C, D = fattori di conversione polinomiale
I fattori S, A, B, C, D sono riportati sul certificato di taratura.
Gli inclinometri digitali leggono unità ingegneristiche senza bisogno di conversioni.
Le letture di esercizio devono essere riferite alla lettura iniziale (lettura zero).
∆I
=
Li - L0
L0 = Lettura zero
Li = Lettura di esercizio
La lettura di Zero deve essere rilevata accuratamente ad installazione terminata e
strumento operativo.
Esempio
Inclinometro monoassiale ; Campo di misura ±10° ; letture mA
S = 46.29078 mA/sinα
A = -1.483E-06 , B = 5.232E-05 , C = 2.108E-02 , D = -2.789E-01
L0 = 12.965mA , L1 = 17.006mA
Usando:
Fattore lineare (L1-L0)/S : (17.006 – 12.965)/46.29078 = 0.0873 [sinα]
Fattore polinomiale
[(L13 x A)+(L12x B)+(L1 x C)+D] – [(L03 x A)+(L02x B)+(L0 x C)+D] =
= 0.08742 – (-0.0000352) = 0.08746[sinα]
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Inclinometri fissi
Lo spostamento locale nel tratto strumentato con l’inclinometro e determinato dal
passo dei carrelli è dato dalla formula:
Da
Di
Dai = P × sinα
Db
Dbi = P × sinβ
P = passo carrelli
β
α
Di =
(Da + Db )
2
2
Per gli IPI biassiali si può identificare la direzione azimutale della rotazione
considerando il disegno e la tabella seguenti:
A ; sinα
-
θr
θr = artg
B ; sinβ
-
sin α
sin β
sinα
sinβ
θr
<0
<0
θ
<0
>0
180+θr
>0
>0
180+θr
>0
<0
360+θr
Misura della Temperatura con termistore per IPI analogici
Le centraline SISGEO visualizzano la temperatura direttamente in °C.
Qualora si misurasse il valore di resistenza del termistore, lo si dovrà convertire
utilizzando la formula o la tabella riportate in Appendice 1.
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Troubleshooting
IPI con segnale in loop di corrente
Problema
Misura 0mA
Misura
overrange
Possibile causa
Soluzione
Collegamento errato
Eseguire collegamento corretto
Cavo tagliato o danneggiato
Riparare il cavo. SISGEO può
fornire il kit per la riparazione
Possibile causa
Soluzione
Configurazione Modbus master
Verificare che il Modbus master
sia configurato correttamente
(ivi inclusa l’interfaccia RS485)
Verificare che il modbus master
fornisca
la
corretta
alimentazione/potenza
coerentemente con gli IPI
collegati
Verificare che il Modbus master
sia configurato correttamente
(ivi inclusa l’interfaccia RS485)
Dopo aver verificato che anche
con
centralina
Sisgeo
il
problema permane, contattare
Sisgeo per sostituzione
Verificare che il fusibile sulla
morsettiera
di
ammaraggio
catena
sia
intervenuto.
Indagare sulle cause.
IPI digitalizzati
Problema
Il Modbus
master non
legge nessun
IPI
Alimentazione degli IPI non corretta
Configurazione Modbus master
Il Modbus
master non
legge solo un
IPI
Il Modbus
master non
legge un’intera
catena
Servizio
manutenzione
Problemi alla scheda elettronica
Corto circuito
L'assistenza post vendita relativa a calibrazioni, manutenzioni e guasti, sui prodotti
forniti da Sisgeo, è effettuato presso Sisgeo.
L'invio del materiale per le suddette attività avviene tramite richiesta di RMA
"Return Manufacturer Authorization" sul nostro sito www.sisgeo.com
Se possibile, si consiglia di spedire il set completo di accessori.
Il materiale dovrà essere inviato con imballo idoneo in porto franco
(spese di trasporto a carico del mittente) a :
SISGEO S.r.l.
Via F.Serpero, 4/F1
20060 MASATE (MI)
Alla c.a. : Ufficio Assistenza Tecnica
Sul documento di trasporto (DDT) obbligatorio, dovrà essere indicato il codice di
autorizzazione ricevuto (RMA). Proteggere la strumentazione da urti durante la
spedizione utilizzando adeguati contenitori o, ancora meglio, gli involucri originali.
E-mail assistenza tecnica: assistance@sisgeo.com
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Appendice 1
CONVERSIONE RESISTENZA TEMPERATURA
Equazione di trasformazione dalla resistenza del termistore alla temperatura:
T=
1
− 273.2
3
A + B(LnR ) + C (LnR )
Dove:
T= temperatura in °C
LnR= Logaritmo naturale della resistenza del termistore
A= 1.4051x10-3 (coefficente calcolato da -50° a +150°C)
B= 2.369x10-4
C=1.019x10-7
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Ohms
Temp
Ohms
Temp
Ohms
Temp
Ohms
Temp
16.60K
-10
5971
10
2417
30
1081
50
15.72K
-9
5692
11
2317
31
1040
51
14.90K
-8
5427
12
2221
32
1002
52
14.12K
-7
5177
13
2130
33
965.0
53
13.39K
-6
4939
14
2042
34
929.6
54
12.70K
-5
4714
15
1959
35
895.8
55
12.05K
-4
4500
16
1880
36
863.3
56
11.44K
-3
4297
17
1805
37
832.2
57
10.86K
-2
4105
18
1733
38
802.3
58
10.31K
-1
3922
19
1664
39
773.7
59
9796
0
3784
20
1598
40
746.3
60
9310
-1
3583
21
1535
41
719.9
61
8851
2
3426
22
1475
42
694.7
62
8417
3
3277
23
1418
43
670.4
63
8006
4
3135
24
1363
44
647.1
64
7618
5
3000
25
1310
45
624.7
65
7252
6
2872
26
1260
46
603.3
66
6905
7
2750
27
1212
47
582.6
67
6576
8
2633
28
1167
48
562.8
68
6265
9
2523
29
1123
49
543.7
69
525.4
70
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Appendice 2
USO CORRETTO PINZA E MORSETTI IN RAME
Pinza per morsetti in rame Ø mm 2, 2.5, 3.
Usare esclusivamente con i morsetti in rame forniti
Eseguire 2 pressature
Per maggior sicurezza usare due morsetti
IPI analogici
filo in acciaio Ø 2mm
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IPI digitalizzati
filo in acciaio Ø 2.5mm
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