PR-TEC-011 - ULTRASSÔNICOS LEFM 240 CAMERON Rev 00

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VERSÃO PARA COMENTÁRIOS 
 
PROCEDIMENTO PR-TEC-011 
REALIZAÇÃO DE INSPEÇÃO TÉCNICA EM 
MEDIDORES ULTRASSÔNICOS 
MODELO: FEFM 240 
FABRICANTE: CAMERON 
Revisão: 00 
Data: 21/06/2023 
Páginas: 1 de 19 
 
Elaboração/Revisão Análise Crítica Aprovação 
Davi Henry Moreira Cristian Bessa Roney Barbosa 
Técnico de Instrumentação Engenheiro Gerente operacional 
Ass.: Ass.: Ass.: 
 
HISTÓRICO DAS REVISÕES 
 
 REVISÃO DATA RESUMO DAS REVISÕES 
 00 21/06/2023 Emissão inicial 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROCEDIMENTO PR-TEC-011 
REALIZAÇÃO DE INSPEÇÃO TÉCNICA EM 
MEDIDORES ULTRASSÔNICOS 
MODELO: FEFM 240 
FABRICANTE: CAMERON 
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1. OBJETIVO 
Definir as instruções básicas para realização de serviços de Inspeção Técnica em medidores de 
vazão ultrassônicos, modelo LEFM 240, fabricante Cameron. 
 
2. APLICAÇÃO 
Aplica-se ao setor de Assistência Técnica 
 
3. DOCUMENTOS CORRELACIONADOS 
 
PR-SGM-009: Recebimento e Preservação; 
 
4. DEFINIÇÕES 
Assistec: Assistência Técnica. 
 
5. RESPONSABILIDADE E AUTORIDADE 
 
É de responsabilidade do técnico e/ou engenheiro da assistência técnica realizar os serviços de 
Inspeção Técnica dos equipamentos conforme instruções definidas neste procedimento; 
Realizar registro fotográfico da inspeção técnica; 
Preencher os relatórios FR-LOG-002 (Relatório de Análise Crítica de Recebimento – RACR); 
Emitir, quando aplicável, o FR-TEC-001 (Guia da Assistência Técnica). 
 
6. DESCRIÇÃO DAS ATIVIDADES 
 
6.1 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO 
O medidor de vazão ultrassônico funciona conforme o princípio de medição do tempo de trânsito 
de uma onda sonora ultrassônica. 
Numa secção do tubo, dois transdutores A e B criam um caminho acústico, o qual na imagem 
acima, é um caminho reto, como uma corda. Esta corda é a distância entre o transdutor A e B e 
tem um comprimento fixo, medido durante a fabricação do equipamento. Essa corda possui um 
ângulo ϕ com a parede do tubo. 
 
 
 
 
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Fig. 1 – Medição por diferença de tempo de trânsito 
Os dois sensores são capazes de transmitir e receber o sinal ultrassônico. Primeiro, um 
transdutor age como um transmissor e o outro como receptor, depois inverte-se essa ordem. O 
tempo de trânsito de um sinal ultrassônico é diretamente influenciado pela velocidade do fluxo (1). 
Se o fluxo do fluido é zero, o tempo de trânsito do transdutor A para B é exatamente o mesmo 
que o tempo de trânsito do transdutor B para A. 
Neste exemplo, o fluxo (1) irá contribuir positivamente para o sinal enviado de A para B, 
acelerando a onda ultrassônica e diminuindo o tempo de trânsito do sinal. Já para o sinal enviado 
de B para A, o sinal será contribuído negativamente pelo fluxo, e o tempo de trânsito do sinal será 
maior. Portanto, a vazão lida pelo medidor é diretamente proporcional à diferença de tempo de 
trânsito entre os sinais ultrassônicos de ida (de A para B) e volta (de B para A). 
 
6.2 INSPEÇÃO VISUAL 
A primeira etapa da análise é fazer uma inspeção visual do equipamento. Faça registros 
fotográficos do sensor, do conversor e dos cabos, incluindo suas plaquetas de identificação. 
 
Fig. 2 – Interior do tubo sensor 
 
 
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Fig. 3 - Bornes de conexão dos cabos de interligação sensor/conversor 
 
Fig. 4 - Cabos de interligação sensor/conversor 
 
Fig. 5 - Invólucro do conversor 
 
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Fig. 6 e 7 - Bornes de conexão do conversor 
 
Fig. 8 e 9 - Plaquetas de identificação do sensor e do conversor 
 
Apesar das partes acimas serem essenciais, a inspeção visual deve englobar outros pontos, 
como conferir a presença de prensa cabos, olhais de içamento, sinais de choques mecânicos, 
estado geral de componentes eletrônicos, entre outras coisas. 
 Caso o medidor possua montagem compacta, prosseguir para o tópico 4 deste procedimento. Se 
a montagem for remota, siga as instruções contidas no próximo tópico. 
 
 
 
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6.3 COMUNICAÇÃO SENSOR/CONVERSOR 
Após a descontaminação, para iniciar os testes, deve-se ter certeza de que os cabos de 
interligação estão devidamente conectados, tanto no sensor, quanto no conversor. Para isso, 
seguem-se as indicações presentes em cada cabo. No exemplo abaixo, conecta-se o cabo preto 
(BK) no terminal 01 do borne, e o cabo vermelho (RD) no terminal 02. Deve-se repetir esta etapa 
até que todos os cabos estejam conectados em ambos os bornes. 
 
 
Fig. 10 - Exemplo de identificação presente nos cabos 
 
 Fig. 11 – Interligações no borne do sensor 
 
Para fins de testes, costuma-se posicionar o equipamento verticalmente, selando-o ao chão com 
o auxílio de massa calafetar, que percorre o diâmetro da tubulação em sua extremidade inferior. 
Assim, para conferir o funcionamento dos canais ultrassônicos, deve-se encher o tubo sensor 
com água e energizar o conversor. 
 
 
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6.4 ENERGIZAÇÃO E COMUNICAÇÃO SENSOR/CONVERSOR 
Primeiramente, deve-se checar se o software de comunicação LEFMLink 2G está instalado no 
notebook. A partir dele será possível avaliar a integridade dos canais ultrassônicos, dos terminais 
I/O e dos cabos de interligação sensor/conversor, além de conferir se as leituras do equipamento 
estão condizentes com o fluido do processo. Caso o programa não esteja instalado, informe ao 
responsável da assistência técnica. 
 
Fig. 12 - Ícone do software de comunicação 
 
 
Fig. 13 - Bornes de energização e I/O do conversor 
 
 
 
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- Bornes 1 (TB1): Responsável pela entrada e saída de dados analógicos (ANALOG I/O). 
- Bornes 2 (TB2): Responsável pela comunicação utilizando protocolo RS-422 ou RS-485. 
- Bornes 3 (TB3): Responsável pelos sinais de saída de status e pulsos. 
- Bornes 4 (TB4): Responsável pela energização do equipamento. 
Para dar início ao processo de comunicação, conecta-se a energização conforme tabela abaixo: 
 
Fig. 14 – Indicações para energização do conversor 
Então, deve-se escolher o tipo de comunicação que será utilizada durante o processo de análise. 
O protocolo RS-422 usa quatro vias em sua conexão: TX+, TX-, RX+ e RX-. 
 
Fig. 15 - Modem de comunicação USB/RS-422 
 
As indicações para conexão no borne TB2 são: 
 
 
 
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Fig. 16 – Indicações para a comunicação RS-422 
 
Já a comunicação RS-485 usa apenas duas vias, A e B. 
 
Fig. 17 – Modem de comunicação RS-485 
 
Para estes medidores, basta conectar o terminal A do comunicador ao terminal TX+, e o terminal 
B ao TX-. 
 
Fig. 18 – Indicações para a comunicação RS-485 
 
 
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Com a energização e conexões sensor/conversor estabelecidas, basta abrir o software de 
comunicação LEFMLink 2G, e pressionar o botão ‘Connect’: 
 
Fig. 19 – Tela inicial do software de comunicação 
 
Configurar os parâmetros de conexão conforme a figura abaixo, para então pressionar o botão 
‘Connect Now’. O parâmetro ‘Com Port’ está relacionado à porta USB que está interligada com 
o modem de comunicação e, contato que o computador esteja conectado a um dos modems 
citado no tópico anterior, sempre será preenchido automaticamente. 
 
Fig. 20 - Configurações de conexão 
 
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Caso a tentativa de conexão resulte em falha, confira as conexões entre o modem e os bornes 
TB2. Se o erro persistir, os parâmetros slave address e baud rate podem ter sidos alterados pelo 
cliente. Neste caso, entre em contato com o coordenador de contratos, para obter os dados 
corretos. 
 
6.5 TESTE INTEGRADO 
Após o estabelecimento da conexão, será exibida a interface inicial, que exibe algumas 
características do processo, como densidade, velocidade do som no fluido, temperatura, vazão 
volumétrica e viscosidade. 
 
Fig. 21 – Interface inicial após o estabelecimento da comunicação MODBUS 
 
Deve-se comparar os valores obtidos pelo equipamento com os valores reais do fluido. Como o 
fluido utilizado nos testes integrados é a água, estima-se que sua densidade é de 995 kg/m³ e a 
velocidade do som é de 1485 m/s. Portanto, idealmente, o medidor deve indicar valores próximos 
a estes. 
 
Para obter mais detalhes do funcionamento do medidor, basta pressionar os botões presentes na 
barra de navegação: ‘Signal Diagnostics’, ‘Calc. Diagnostics’, ‘Transducer’, ‘Test/Echo 
Paths’, ‘Trending’ e ‘Health Audit’. 
 
 
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Fig. 22 – Abas disponíveis durante o teste integrado 
 
Ao clicar em Signal Diagnostics, será possível ver alguns dados importantes como: tempo de 
trânsito da onda ultrassônica, status de funcionamento e ganho. 
 
Fig. 23 – Dados disponíveis na janela Signal Diagnostics 
 
Ainda na aba de Signal Diagnostics, é possível acompanhar os alarmes que o equipamento 
emite em caso de falhas ou intermitências: 
 
Fig. 24 – Alarmes emitidos em casos de falhas 
 
 
 
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Ao clicar em ‘Calc. Diagnostics’, será possível ver alguns dados importantes como: velocidade 
de escoamento do fluido, velocidade do som, fator de calibração e número de Reynolds. 
 
 
Fig. 25 – Dados disponíveis na aba Calculation Diagnostics 
 
Para fins de análise e comprovação, é necessário registrar todos os dados indicados nas telas 
Signal Diagnostics, Calc. Diagnostics, Transducer, Test/Echo Paths, Trending e Health 
Audit durante o teste integrado, na respectiva pasta de análise do equipamento. 
 Caso o equipamento apresente alguma falha durante o teste integrado, será necessário 
investigar a causa da anomalia. Pelo display, é possível identificar o status de cada canal: 
 
Fig. 26 – Exemplo de falha nos quatro canais ultrassônicos 
 
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Os dígitos que fazem referência às condições dos canais podem variar de acordo com a lista 
abaixo: 
- 0: Canal está operacional; 
- 1: Canal inoperante; 
- 6: A diferença da velocidade do som entre os canais superou o limite máximo de 2%; 
- 7: A velocidade de escoamento lida pelo canal não condiz com o restante do perfil de fluxo; 
- I: O canal identifica uma diferença na impedância do cabo (provável mau contato ou baixa 
isolação); 
- F: O canal falhou no autoteste no clock de referência (provável falha na placa de sinais do 
conversor). 
 
Para checar a integridade dos sensores ultrassônicos, deve-se abrir as tampas laterais do tubo 
sensor utilizando uma chave allen compatível: 
 
 
Fig. 27 – Tampa lateral do tubo sensor 
 
Após a abertura, verificar se todos os cabos de sinal dos sensores estão em ordem e 
operacionais, se existe excesso de umidade nas cavidades, e se todos os sensores estão 
presentes, etc. 
 
 
 
 
 
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Fig. 28 - Sensores ultrassônicos (azul e preto) e temperatura (vermelho e branco) conectados 
 
 Fig. 29 – Exemplo de ausência de sensor ultrassônico 
 
Fig. 30 – Cabos de interligações desconectados do borne do sensor 
 
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Caso o medidor apresente uma dessas irregularidades, o teste integrado não poderá ser 
realizado. 
 
6.6 TESTE DE SAÍDA DE FREQUÊNCIA 
Após a obtenção dos dados do teste integrado, é necessário checar o funcionamento da saída de 
pulsos do equipamento. Para isso, clique na aba Tools, na parte superior da janela, e então 
selecione a opção Output Forcing: 
 
 
Fig. 31 – Canto superior esquerdo do software de comunicação 
 
Na nova aba aberta, digitar a senha do equipamento. O padrão de fábrica é 1234. Caso esta 
combinação não funcione, deve-se solicitar ao cliente a senha modificada. 
 
Fig. 32 – Aba referente à simulação de frequência 
 
Pressionar a opção Calibrate, para então utilizar o multímetro na escala de frequência (Hz) e 
realizar a medição nos terminais 1 (positivo) e 2(negativo) do borne 3. 
 
 
 
 
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Fig. 33 – Indicação dos terminais para a medição de frequência 
 
Checar se o valor medido pelo multímetro é semelhante ao simulado pelo equipamento, e então 
fazer o devido registro fotográfico dos valores: 
 
Fig. 34 – Teste de saída de frequência. 1000 Hz foram simulados 
 
 
6.7 COLETA DE PARÂMETROS 
Ao fim de todos os testes operacionais, é necessário fazer a coleta de parâmetros do medidor. A 
partir do documento gerado nesta etapa, é possível checar diversas especificações do 
equipamento, como fatores de correção, fator de pulso, entre outros. 
Para isso, clique na aba Tools, na parte superior da janela, escolha a opção Meter 
Configuration Settings: 
 
 
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Fig. 35 – Opção ‘Meter Configuration Settings’, contida no menu ‘Tools’ 
 
O programa irá abrir uma nova janela, mostrando todas as configurações do conversor. Para 
gerar um arquivo em excel contendo estes dados, selecione a opção Export Grid To Excel. 
 
 
 
Fig. 36 – Criação do arquivo em Excel contendo os parâmetros 
 
Chega ao fim o procedimento de análise do medidor ultrassônico LEFM 240, da Cameron. 
É importante lembrar que o responsável pela análise deve fazer todo o processo com a devida 
segurança, preservando assim a sua integridade e a do equipamento. 
 
 
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Em caso de dúvidas na execução de alguma das tarefas citadas nodocumento, favor informar o 
responsável pela assistência técnica. Dessa forma, além de esclarecer o assunto em questão, o 
procedimento poderá passar por alguma revisão em seu conteúdo, para garantir o pleno 
entendimento a todos os leitores. 
 
 
7 REGISTROS 
 
FR-LOG-002: Registro de Análise Crítica de Recebimento - RACR 
FR-TEC-001: Guia da assistência técnica.