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Conteúdo:
0. Principio de Medida ... 2
1. Descrição... 2
2. Condições de Operação ... 2
3. Verificações antes da Instalação ... 3
4. Notas Gerais de Instalação ... 3
5. Instalação do Sensor ITABAR... 7
6. Isolamento ... 10
7. Instalação do Manifold e do Transmissor de Pressão Diferencial ... 10
8. Inicio da Medição ... 11
9. Manutenção Preventiva... 11
10. Instalação e Resolução de Problemas para sensores com Potes de Condensação
KV01/KV03 e K30/K31 ... 11
11. Instalação e Resolução de Problemas para sensores com Potes de Condensação
K10/K25 ... 11
INTRA-AUTOMATION GmbH
Meß- und Regelinstrumente
Otto-Hahn-Straße 20
41515 Grevenbroich
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Dok.: BA00-E-16 / Rev.5 / 17.02.03
Tipo IBFD
0. Principio de Medida com o Sensor de Caudal ITABAR
Se for inserido um sensor de face redonda, paralelo ao sentido de um caudal, com uma velocidade w, pode ser identificada uma zona de barragem. No meio desta zona existem linhas de fluxo, chamadas linhas de fluxo de barragem, que irão ser verticais ao sensor. A velocidade neste ponto torna-se aproximadamente nula.
Neste caso é fácil o cálculo de caudal (não há fricção):
Utilizando a equação de Bernoulli, pode-se calcular: pges = pstat + ½ w².
Com o perfil patenteado do sensor de caudal ITABAR pode ser medida a pressão total pges a
jusante e a pressão estática pstat a montante. A
diferença entre a Pressão Estática e Total é: w = (2/ρ pdyn)½.
Conhecendo o diâmetro interior da tubagem, é aplicada a Lei da Continuidade:
V ∼ w A.
Utilizando um factor proporcional, o factor de correcção k, é calculada a velocidade de acordo com a fórmula:
V = k w A ou m = k ρ w A.
Este factor de correcção k é um valor dependente do perfil do sensor de caudal ITABAR. Este valor é calculado empiricamente pela INTRA-AUTOMATION.
No caso de medida de vapor, não se pode medir a pressão diferencial directamente. (temperatura máxima <100ºC). Tem que se utilizar linhas de impulso, com coluna de condensados, à mesma temperatura. Deste modo, os sensores ITABAR são enviados sempre com reservatórios de condensados. Assim, o caudal de vapor não danifica o transmissor. No entanto, só pode ser feito o cálculo de acordo com a Lei de Transmissão de Pressão (Pascal), se não existir ar no tubo de pressão e nas câmaras do Transmissor. Se houver ar, não se pode negligenciar o efeito de fricção. A energia dinâmica não irá ser transmitida ao Transmissor de Pressão Diferencial correctamente, de modo que os resultados também não serão correctos.
1. Descrição
Os nossos parabéns pela compra de um sensor de caudal ITABAR, tipo IBFD.
Quando instalado correctamente, o sensor ITABAR oferece um vasto leque de vantagens sobre outros
sistemas de medida, no que diz respeito à precisão, queda de pressão e instalação. Este manual destina-se a ajudar na instalação e utilização do destina-sensor. Os sensores de caudal ITABAR de maneira a que o perfil de diâmetro interior não seja inferior a 8 mm, garantindo que as quedas de condensados com um máximo de 6.5 mm não influenciem a medida correcta (Prandtl, L.).
2. Condições de Operação
Sensores de caudal ITABAR, tipo IBDF podem ser utilizados nas seguintes condições:
• Pressão de Serviço: Max. 400 Bar a 300 °C Max. 160 Bar a 590 °C • Diâmetro Tubagem: DN 40 to DN 1000
3. Verificações antes da Instalação
Antes de começar a instalar o sensor, verifique que todas as partes estão incluídas no kit do sensor: • Sensor ITABAR, Tipo IBFD
• Potes de Condensação, flangeados ou soldados directamente na cabeça do sensor
• Flange com canhão de montagem
• Junta para a flange de montagem e para os potes de condensação, no modelo flangeado
• Porcas e Parafusos (aplicáveis à temperatura e pressão de serviço)
• Suporte terminal do sensor, com pressões nominais admissíveis até 40 bar, para aplicações de pressão elevada.
• Montagem do manifold (se pedido)
NOTA:
O sensor ITABAR tipo IBFD-26/36 HTG é completamente soldado de fábrica, não é necessária a utilização de flanges, juntas, porcas ou parafusos. Compare as especificações na chapa de identificação do sensor com as especificações na encomenda.
A chapa de identificação contém a seguinte informação:
• Numero de Série • Tipo
• Diâmetro interior da Tubagem • TAG number
• Material
ATENÇÃO!
Confirme que o diâmetro interior da tubagem indicado na chapa de identificação coincide com o diâmetro de tubagem existente.
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4. Notas Gerais de Instalação
De maneira a optimizar as medidas obtidas, siga a seguinte descrição de instalação.
4.1. Determinação do tipo de tubagem
Por razões de design, o tipo de tubagem no local de instalação tem que ser conhecido antes do fabrico do sensor, já que os sensores ITABAR para instalação vertical não podem ser utilizados para instalação horizontal, e vice-versa.
• Direcção da tubagem, horizontal ou vertical • Direcção de Caudal (apenas para modelos com
potes de condensação directos, soldados) • Espessura da parede da tubagem
Para tubagens na horizontal e vertical, os potes de condensação devem ser alinhados no mesmo plano. Compare a Fig. 3b e 4b.
Fig. 1: Tubagem na horizontal
Fig. 2: Tubagem na vertical
A direcção do caudal é indicada em cada caso pela seta na cabeça do sensor.
4.2. Montagem em Tubagem na Vertical
O sensor para medida de caudal em vapor e vapor saturado ITABAR pode ser instalado em tubagens na vertical, contudo as ligações do instrumento devem ser feitas no plano horizontal (fig. 3a e 3b).
Fig. 3a: Instalação para tubagem na vertical, exemplo tipo IBFD-25 -K10 / K25
Fig. 3a: Instalação para tubagem na vertical, exemplo tipo IBFD-25 -KV01 / KV03
Fig. 3a: Instalação para tubagem na vertical, exemplo tipo IBFD-25 HTG -K30 / K31
Fig. 3b: Instalação para tubagem na vertical exemplo tipo IBFD-25 -K10 / K25
Fig. 3b: Instalação para tubagem na vertical exemplo tipo IBFD-25 -KV01 / KV03
Fig. 3b: Instalação para tubagem na vertical exemplo tipo IBFD-25 HTG -K30 / K31
4.3. Montagem em Tubagem na Horizontal
Instale sempre o sensor para vapor ITABAR na horizontal com as ligações do instrumento (potes de condensação) no plano horizontal.
(Fig. 4a e 4b).
Fig. 4a: Instalação para tubagem na horizontal, exemplo tipo IBFD-25 -K10 / K25
Fig. 4a: Instalação para tubagem na horizontal, exemplo tipo IBFD-25 -KV01 / KV03
Fig. 4a: Instalação para tubagem na horizontal, exemplo tipo IBFD-26 -HTG K30 / K31
Fig. 4b: Instalação para tubagem na horizontal, exemplo tipo IBFD-25 -K10 / K25
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Fig. 4b: Instalação para tubagem na horizontal, exemplo tipo IBFD-25 -KV01 / KV03
Fig. 4a: Instalação para tubagem na horizontal, exemplo tipo IBFD-26 -HTG K30 / K31
Fig. 5: Instalação para tubagem na horizontal, exemplo tipo IBFD-25 KV
4.4. Desalinhamento
O sensor ITABAR opera com base em princípios físicos simples.
O seu design não incorpora partes móveis, passíveis de desgaste.
O sensor não é afectado por estar ligeiramente mal alinhado.
A influência da precisão nas medidas é desprezável, desde que os limites indicados nas figuras 5, 6 e 7 não são excedidos.
Tome cuidado para prevenir alturas desiguais de condensados nos potes. O desvio máximo da linha horizontal é de 1º (Ver Fig. 7).
As tolerâncias dadas nas seguintes figuras são válidas em ambas as montagens vertical e horizontal.
Fig. 6: Instalação para tubagem na horizontal (Vista de cima),
exemplo tipo IBFD-25 KV sem potes de condensação
Fig. 7: Instalação para tubagem na horizontal, exemplo tipo IBFD-25 KV
5°
3°
4.5. Comprimentos de Troço Recto Necessários (em múltiplos de D)
A precisão das medidas do sensor ITABAR depende do desenvolvimento do perfil de caudal, que deverá ser o mais laminar possível.
A selecção do local de instalação é então de grande importância.
As seguintes medidas foram testadas e destinam-se a ajudar na selecção do melhor local de instalação. Como regra geral, válvulas reguladoras, válvulas de passagem, e válvulas de cunha devem ser instaladas a montante do sensor.
NOTA:
Se o troco recto recomendado não estiver disponível, a precisão de medida pode ser ajustada ás condições específicas, através de uma medida comparativa. Esta garante que a pressão diferencial medida corresponde ao verdadeiro valor de caudal, assegurando então a precisão especificada.
Detalhes podem ser pedidos ao fabricante.
D=Diâmetr o da Tubagem
A = A M o n t a n t e B = A J u s a n t e
7
3
9
3
17
4
18
4
R est r i çã o na T u ba gem7
3
Al a r ga ment o da T u ba gem7
3
I nst r u ment o r egu l a dor
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5. Instalação do Sensor ITABAR
Ao contrário de outros fabricantes, o sensor de caudal ITABAR é sempre instalado no plano horizontal da tubagem, e tem sempre potes de condensação. Portanto a influência de condensação e vaporização é minimizada. Tome no entanto atenção pois ambos os níveis de condensados, nas tomas positiva e negativa são iguais. Isto significa que ambos os potes deverão estar no mesmo plano horizontal, e que não deverá haver ar nas linhas de impulso e nas câmaras do transmissor.
Os seguintes problemas foram detectados após utilização de sensores de outros fabricantes, que não incluíam potes de condensação na sua instalação, ou preferiram instalar o sensor na parte mais baixa da tubagem:
• Ocorrência de Condensação e Vaporização no perfil do sensor. Por esta razão o nível da coluna de condensados foi bastante influenciado. • Não há desequilíbrio de pressões entre a toma
positiva e negativa
• Não existem temperaturas iguais nas colunas de condensados.
• Não há hipótese de corrigir um mau alinhamento.
O sensor de caudal ITABAR não deve ser instalado no topo da tubagem. Uma instalação no topo da tubagem não permite a purga de todo o ar do sensor e dos potes de condensação. A energia de todo o sistema também não será transmitida sem percas ao transmissor. A energia cinética irá ser convertida em energia potencial. Isto é eliminado para os sensores de caudal ITABAR.
Observe as seguintes instruções gerais de instalação!
É particularmente confirmar a distância da superfície vedante à tubagem, de modo a que esteja de acordo com a dimensão – H, que foi especificada na encomenda (ver Fig.8).
Os sensores ITABAR, tipo IBFD são fornecidos com as seguintes dimensões H standard:
IBFD-20/21 80 mm IBFD-25/26 127 mm IBFD-35/36 150 mm
IBFD-26/36 HT 200 mm IBFD-26/36 HTG 164 mm
5.1. Instalação do tipo IBFD-20
1. Abra um buraco de 18 mm na tubagem.
2. Una a flange de montagem à tubagem, deixando uma tolerância de 1-2 mm. A furação da flange deve fazer um ângulo de 45º com os eixos da
tubagem (ver Fig.9). Confirme o alinhamento da flange de montagem.
Fig. 8
3. Observe a dimensão H durante a soldagem da flange de montagem (ver também a Fig.8) 4. Verifique novamente o alinhamento da flange de
montagem – É de grande importância para o posicionamento correcto dos potes de condensação.
5. O sensor ITABAR pode ser agora instalado na tubagem. Coloque a junta na superfície vedante da flange. Coloque o sensor no canhão soldado e confirme que a seta na flange do sensor aponta na direcção do caudal. Aperte os parafusos e as porcas.
6. Verifique agora o alinhamento dos potes de condensação. Os potes de condensação devem estar perfeitamente alinhados segundo o plano horizontal. Verifique o alinhamento!
Para a correcção do alinhamento alivie os parafusos de aperto da flange de montagem. Para o alinhamento correcto aperte os parafusos de acordo com o torque requerido, descrito na tabela 1.
H H
Fig. 9
Rosca Torque Temp. max. M12 2,5 - 3 Mkp 300°C M12 3,5 - 4 Mkp >300°C M16 5,5 - 6 Mkp 300°C M16 9 - 9,5 Mkp >300°C M20 11,5 - 12 Mkp 300°C M20 18 - 18,5 Mkp >300°C M24 19 - 19,5 Mkp 300°C M24 30 - 31,5 Mkp >300°C Tabela 1
5.2. Instalação do Tipo IBFD-21
O design do sensor ITABAR tipo IBFD-21 é praticamente idêntico ao do tipo IBFD-20. A única diferença é o suporte para o tipo IBFD-21 (ver fig. 10), que permite velocidades maiores na tubagem. Com excepção para a instalação do suporte do sensor, os passos de instalação são idênticos aos do tipo IBFD-20.
Instalação do suporte do sensor:
1. Instale a flange de montagem, conforme descrito no capítulo 5.1, pontos 1 a 3.
2. Com uma corda ate uma ponta à volta do canhão existente, passe-a à volta da tubagem, marcando o ponto intermédio na extremidade oposta, para fazer a segunda furação.
3. Abra de seguida um segundo buraco de 18 mm na tubagem, conforme marcação acima descrita. 4. Insira o sensor ITABAR na flange de montagem
e verifique o alinhamento. Ponha o suporte final na ponta do sensor.
Fig. 10
5 Una o suporte final do sensor à tubagem, deixando uma tolerância de 2 mm.
6. Remova o sensor.
7. Acabe a soldagem da flange de montagem e do suporte final.
8. Acabe a instalação do sensor na tubagem de acordo com as instruções dadas no capítulo 5.1, pontos 5 e 6.
5.3. Instalação do tipo 25/35 e IBFD-25/35 KV
A instalação dos tipos IBFD-25/35 e IBFD-25/35 KV correspondem ao tipo IBFD-20.
ATENÇÃO!
Para a instalação são necessários os seguintes diâmetros para o canhão de suporte da flange: IBFD-25 35 mm
IBFD-25 KV 35 mm IBFD-35 40 mm
IBFD-35 KV 40 mm
NOTA:
Em flanges com oito furações de aperto, a soldadura deve ser feita de modo que as furações da flange formem um ângulo de 22.5º com o eixo da tubagem (ver fig. 11).
Fig. 11
5.4. Instalação do tipo IBFD-26/36, IBFD-26 /36 KV e IBFD-26/36 HT
A instalação destes sensores ITABAR corresponde ao tipo de instalação IBFD-21.
Por favor veja o capítulo 5.2.
De notar que os tipos de sensor acima descritos são normalmente entregues com suporte terminal. O suporte terminal é utilizado para pressões até 40 bar.
ATENÇÃO!
Para a instalação são necessários os seguintes diâmetros para o canhão de suporte da flange: IBFD-26 35 mm
IBFD-26 KV 35 mm IBFD-26 HT 35 mm
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IBFD-36 40 mm IBFD-36 KV 40 mm IBFD-36 HT 40 mm
Instalação do suporte terminal:
Por favor consulte o capítulo 5.2 para a instalação do suporte terminal do sensor.
Tome cuidado com os diâmetros do buraco!
Instalação do suporte terminal do sensor com ficha de isolamento:
1. Instale a flange de montagem conforme descrito no capítulo 5.1, pontos 1 a 3.
2. Com uma corda ate uma ponta à volta do canhão existente, passe-a à volta da tubagem, marcando o ponto intermédio na extremidade oposta, para fazer a segunda furação.
3. Seguidamente abra um buraco de 35mm (IBFD-26) ou 40 mm de diâmetro (IBFD-36) na tubagem.
4. Coloque o sensor ITABAR na flange de montagem e verifique o alinhamento.
Empurre o sensor até à ponta, no lado oposto da tubagem.
5 Una o suporte final do sensor à tubagem, deixando uma tolerância de 2 mm.
6. Remova o sensor da tubagem.
7. Finalize a soldadura da flange de montagem e do suporte terminal.
8. Sele a ficha de isolamento com fita de teflon. Aperte a ficha no suporte terminal do sensor firmemente.
9. Instale o sensor na tubagem de acordo com as instruções dadas no capítulo 5.1, pontos 5 e 6.
5.5. Instalação do tipo IBFD-26/36 HTG
O sensor tipo IBFD-26/36 HTG tem uma construção especial soldada para altas pressões. O canhão de montagem do sensor e o próprio sensor estão soldados para impedir quaisquer fugas. Para remover o sensor, se necessário é necessário cortar a soldagem entre estas duas partes (ver fig. 12).
ATENÇÃO!
Por favor verifique a dimensão H, em caso de não ter coordenado a soldadura durante a instalação. Para confirmar que o sensor se ajusta à sua preparação, consulte os nossos engenheiros.
Instalação do tipo IBFD-26/36 HTG:
1. Abra um buraco de 30 mm (IBFD-26 HTG) ou 40 mm de diâmetro (IBFD-36 HTG) na tubagem.
2. Una o suporte de montagem do sensor à tubagem, deixando uma tolerância de 2 mm. O canhão deve ser montado perpendicularmente
ao eixo da tubagem (ângulo de 90º). Verifique o alinhamento, e finalize a soldadura.
3. Com uma corda ate uma ponta à volta do canhão existente, passe-a à volta da tubagem, marcando o ponto intermédio na extremidade oposta, para fazer a segunda furação.
4. Abra de seguida um segundo buraco de 30 mm (IBFD-26 HTG) ou de 40 mm de diâmetro (IBFD-36 HTG) na tubagem.
5. Insira o sensor no canhão de montagem. Alinhe o sensor de modo a que este esteja exactamente na perpendicular. Una o sensor, deixando uma tolerância de 4 mm à tubagem. Verifique a dimensão H novamente.
6. Coloque o suporte terminal na ponta do sensor. Una-o, deixando uma tolerância de 4 mm à tubagem. Corrija o alinhamento.
7. Pode agora ser finalizada a soldadura entre o suporte e a flange de montagem.
8. Finalmente, solde o suporte terminal.
Desmontagem:
Se necessário a soldadura entre o canhão de montagem e o sensor pode ser eliminada para desmontagem.
Fig. 12: Desmontagem do tipo IBFD-26/36 HTG
Mounting weld seam
6. Isolamento
É importante para o bom funcionamento do sensor de vapor ITABAR que a mudança de fase de vapor para liquido tome lugar nos potes de condensação, especialmente desenhados para tal, e não na cabeça do sensor.
Portanto, toda a cabeça do sensor e todos os elementos até aos potes de condensação deverão ser isolados com material adequado.
Antes de proceder ao isolamento, todas as ligações de tubagem deverão ser revistas por causa de fugas possíveis, e a ligação da pressão diferencial no transmissor ( + e -) deverá ser identificada, prevenindo erros posteriores de ligação.
Finalmente, a chapa de identificação deverá ser colocada do lado de fora do isolamento, e de maneira visível, de modo a ser possível a posterior identificação do instrumento.
ATENÇÃO!
Não isole os potes de condensação, as válvulas, e as linhas ao transmissor de pressão diferencial! O fluído deverá estar no estado líquido.
7. Instalação do Manifold e do Transmissor de Pressão Diferencial
7.1. Manifold
Para medidas de caudal é recomendado um manifold de 3 vias. As válvulas do manifold de 3 vias têm as seguintes funções:
• Válvula C e D – isolamento do transmissor, • Válvula E - válvula de bypass (zero do transmissor),
Se for instalado um manifold de 5 vias, podem ser utilizadas as seguintes funções adicionais:
• válvula F e G – para drenos Ver fig. 13a e b
7.2. Transmissor ∆p
Para medidas de vapor, o transmissor de pressão diferencial deverá ser instalado por baixo do sensor ITABAR de modo a serem evitadas a ocorrência de bolhas de ar nas ligações do instrumento (ver fig. 13a e b). Verifique que o transmissor de pressão diferencial está montado exactamente na horizontal,
de modo a evitar um ajuste de zero do transmissor irregular.
Recomendamos a instalação das linhas de pressão diferencial o mais perto possível uma da outra de modo a garantir a mesma temperatura em ambas.
Sensor com potes de condensação KV01/KV03 e K30/K31
Fig. 13a
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Fig. 13b
8. Inicio da Medição
Confirme que:
- Todas as aberturas de instalação estão fechadas, - todos os elementos de instalação estão fixos - todas as válvulas de shutt-off estão fechadas, - todas as válvulas do manifold de 3 ou 5 vias estão fechadas
Agora a tubagem pode ser aberta à passagem do fluido apropriado. Verifique todas as ligações, especialmente na junta da flange. Demora cerca de 30-60 minutos até que os potes de condensação fiquem cheios de condensados. Deve então abrir as válvulas de ligação A e B.
Para ventilar o sistema de medida, abra as válvulas F e G. Feche as válvulas quando verificar que deixa de passar água sem bolhas de ar.
ATENÇÃO!
Verifique que, para aplicações de alta pressão, as purgas estão montados de acordo com as instruções de segurança.
Abra agora as válvulas para o transmissor de pressão diferencial (Válvulas C e D). Abra a válvula E apenas para o zero do transmissor. Se o zero do transmissor estiver correcto, feche a válvula E. Deixe que o nível de condensados estabilize ½ hora antes de registar as medidas do transmissor novamente.
9. Manutenção Preventiva
Os sensores ITABAR são imunes a poeiras e sujidades, sendo portanto praticamente livres de manutenção.
No entanto, se for necessária limpeza: - remova o sensor
- lave-o com água
- limpe-o à mão com uma escova macia
10. Resolução de Problemas em Sensores com Potes de Condensação K10/K25 (Fig.13b)
Se, após início de medição com o sensor ITABAR, ocorrerem quaisquer erros, estes podem ser corrigidos facilmente:
Erro:
Não existe indicação de pressão diferencial
Correcção:
Verifique que todas as válvulas ao transmissor de pressão diferencial estão abertas. A válvula E deverá estar fechada (apenas para o zero).
Verifique o alinhamento do sensor com a tubagem. A seta no sensor deverá apontar exactamente no sentido do caudal (a jusante).
Erro:
Pressão Diferencial alternada
Correcção:
Verifique que todo o sensor, até aos potes de condensação está isolado.
Remova qualquer isolamento dos potes de condensação!
NOTA:
Caudal com duas fases ou de fases alternadas irá causar um sinal de saída por picos (errado). Os sensores ITABAR não medem com precisão caudal com duas fases. Os sensores de caudal ITABAR para baixas pressões devem ter potes de condensação os quais a agua de condensação é 25 mm mais alta que a ligação da flange do sensor. Isto significa que a coluna de água, no lado da pressão estática e dinâmica devem ter a mesma altura, para garantir o zero na pressão diferencial quando não houver caudal de vapor. O arranjo da linha de condensados mais alta do que o sensor deve ser feita de modo a garantir a exacta coluna de água ao transmissor de pressão diferencial. Durante o caudal de vapor, este irá subir aos potes de condensação, onde será condensado em água. O nível de agua acima da linha 1 irá fluir de volta ao sensor e ser convertido em vapor novamente. A pressão de vapor da ligação estática e dinâmica pressiona o nível de água, sendo que a diferença entre estas duas pressões é convertida num sinal em ma através do transmissor de pressão diferencial. Por favor note que um desvio de 25 mm na linha 1 irá causar 25 mm de desvio na pressão diferencial medida.
11. Resolução de Problemas com Potes de Condensação KV01/KV03 e K30/K31 (fig. 13a)
Se, após início de medição com o sensor ITABAR, ocorrerem quaisquer erros, estes podem ser corrigidos facilmente:
Erro:
Não existe indicação de pressão diferencial
Correcção:
Verifique que todas as válvulas ao transmissor de pressão diferencial estão abertas. A válvula E deverá estar fechada (apenas para o zero).
Verifique o alinhamento do sensor com a tubagem. A seta no sensor deverá apontar exactamente no sentido do caudal (a jusante).
Erro:
Pressão Diferencial alternada
Correcção:
Verifique que todo o sensor, até aos potes de condensação está isolado. Remova qualquer isolamento dos potes de condensação!
NOTA:
Caudal com duas fases ou de fases alternadas irá causar um sinal de saída por picos (errado). Os sensores ITABAR não medem com precisão caudal com duas fases.
