Procedimento Técnico para Calibração de Turbinas de Medição de Vazão – ZLX-9000

1. Objetivo

A calibração correta da turbina de medição é fundamental para garantir que o ZLX-9000 registre com precisão o volume de combustível carregado ou descarregado.

Este procedimento apresenta as boas práticas para calibração das turbinas utilizadas nos skids de carregamento de combustíveis da Zylix – Engenharia de Computação e Indústria de Sistemas Eletrônicos LTDA, buscando reduzir erros de medição, identificar problemas físicos no sistema e garantir maior repetibilidade entre os carregamentos.

A calibração deve ser realizada utilizando uma referência física confiável, normalmente um compartimento de caminhão devidamente conhecido, cuja capacidade e indicação de nível sejam adequadas para servir como referência.

2. Como funciona a medição

O sistema utiliza uma turbina instalada na linha de produto.

Dentro da turbina existe um rotor com aletas que gira conforme o combustível passa pelo equipamento. Uma pickup detecta a passagem das aletas e gera pulsos elétricos.

Esses pulsos são utilizados pelo computador de vazão para determinar o volume que passou pela turbina.

2.1 Fator K

O fator K representa a relação entre os pulsos gerados pela turbina e o volume de produto.

Como referência, em determinadas turbinas utilizadas nos sistemas da Zylix, podem ser encontrados valores aproximados como:

• Turbina de 2": K ≈ 32 pulsos/L
• Turbina de 3": K ≈ 9,1 pulsos/L

Esses valores são apenas referências típicas e devem ser considerados conforme a turbina instalada e suas especificações.

O ZLX-9000 também pode trabalhar com turbinas de diferentes fabricantes. Portanto, o fator K deve ser corretamente parametrizado de acordo com a turbina utilizada.

Normalmente, durante uma calibração de campo, o fator K é mantido e realiza-se a correção através do fator de medição. Entretanto, o K pode ser alterado quando houver necessidade de adequação à turbina instalada.

3. Fator de medição

O fator de medição é utilizado para realizar o ajuste fino da medição do sistema.

De forma simplificada:

Fator de medição corrigido = Fator de medição calculado × Fator de medição anterior

O fator de medição possui uma faixa de trabalho de aproximadamente:

0,8 a 1,2

Quando a calibração exige um fator fora dessa faixa, não é recomendado simplesmente continuar corrigindo o parâmetro.

Um resultado fora dessa faixa deve levar à investigação do sistema, incluindo:

• confirmação do fator K;
• limpeza da turbina;
• verificação/limpeza da pickup;
• verificação das aletas/rotor;
• investigação de possível entrada de ar na linha;
• avaliação da placa pré-amplificadora;
• verificação de outros problemas físicos ou de instalação.

O fator de medição deve ser registrado com pelo menos cinco casas decimais.

4. Por que existem diferentes pontos de calibração?

A medição pode apresentar comportamentos diferentes conforme a vazão.

Durante o carregamento de um caminhão, normalmente o compartimento inicia com uma vazão menor e, após determinada quantidade de produto, passa para uma vazão maior.

Essa estratégia também está relacionada à necessidade de reduzir condições que possam favorecer atrito e geração de faíscas durante o carregamento.

Por esse motivo, o produto principal normalmente possui dois pontos de calibração:

• Vazão baixa
• Vazão alta

O ZLX-9000 permite trabalhar com até cinco pares de vazão e fator de medição por produto, permitindo maior precisão quando necessário.

Na prática, para facilitar a parametrização, normalmente são utilizados:

• Produto principal: 2 pontos de calibração
• Produto secundário: 1 ponto de calibração

Para produtos secundários, como anidro ou biodiesel, normalmente utiliza-se somente a vazão alta, sendo que nesse caso a vazão utilizada para calibração representa também a condição de baixa vazão.

5. Importância da referência física

A calibração deve ser realizada utilizando uma referência confiável.

No carregamento de caminhões, a referência normalmente é a seta/indicador existente no compartimento.

Alguns compartimentos possuem uma indicação em forma de esfera. O nível correto é normalmente considerado quando o produto chega à posição de referência definida no compartimento, geralmente na metade da esfera.

Por exemplo:

Compartimento nominal = 5.000 L

Quando o combustível atinge corretamente a referência da seta/esfera, considera-se que o compartimento contém aproximadamente 5.000 L.

É importante lembrar que a própria referência física do caminhão possui uma incerteza. Portanto, pequenas diferenças observadas na seta não devem automaticamente ser interpretadas como defeito da turbina.

Para uma calibração confiável, deve-se utilizar um compartimento de prova ou referência confiável.

6. Preparação antes da calibração

Antes de iniciar a calibração, verificar:

6.1 Turbina

Verificar se a turbina está limpa e em boas condições.

Sujeira ou partículas podem interferir no movimento das aletas e, consequentemente, na geração dos pulsos.

6.2 Pickup

A pickup é responsável pela detecção das aletas da turbina.

Ela deve estar limpa e em boas condições.

Uma limpeza da pickup pode normalmente ser realizada sem retirar a turbina da tubulação.

6.3 Aletas/rotor

As aletas devem estar livres para girar corretamente.

Caso seja necessária uma limpeza mais profunda do rotor/a​letas, pode ser necessário retirar a turbina da tubulação.

6.4 Ar na linha

É fundamental garantir que não haja ar na linha durante a calibração.

A passagem de ar pode afetar significativamente a relação entre os pulsos registrados e o volume efetivo de combustível.

A linha e a instalação devem estar em condições adequadas antes de iniciar a calibração.

6.5 Placa pré-amplificadora

A turbina possui uma placa pré-amplificadora associada à geração/transmissão do sinal.

Quando existem erros grandes ou comportamento anormal da medição, essa placa também deve ser considerada no diagnóstico.

7. Configuração para calibração

Para realizar a calibração, o preset deve ser colocado no:

Modo Local Provar

Esse modo é importante porque permite realizar a batelada de calibração utilizando uma condição específica de vazão.

Em uma operação normal, o sistema pode iniciar em baixa vazão e posteriormente mudar para alta vazão.

No modo Local Provar, é possível realizar uma batelada exclusivamente em baixa ou exclusivamente em alta vazão, permitindo avaliar cada ponto separadamente.

8. Calibração do produto principal

Para o produto principal, normalmente são realizadas duas calibrações:

1. Baixa vazão
2. Alta vazão

8.1 Calibração da baixa vazão

No modo Local Provar, deve-se configurar a quantidade de produto que será carregada em baixa vazão e a quantidade total da batelada.

Por exemplo:

Exemplo 1

• Quantidade em baixa vazão: 5.000 L
• Quantidade total: 5.000 L

Resultado:

5.000 L serão carregados em baixa vazão.

Exemplo 2

• Quantidade em baixa vazão: 4.000 L
• Quantidade total: 5.000 L

Resultado:

• Primeiros 4.000 L → baixa vazão
• Últimos 1.000 L → alta vazão

Para realizar a calibração especificamente da baixa vazão, normalmente é interessante utilizar como quantidade de baixa vazão a quantidade correspondente ao compartimento que será utilizado como referência.

9. Calibração da alta vazão

Para calibrar somente a alta vazão, configura-se:

• Quantidade em baixa vazão: 0 L
• Quantidade total: 5.000 L

Dessa forma, toda a batelada será realizada na condição de alta vazão.

Essa configuração permite avaliar exclusivamente o comportamento da medição no ponto de alta vazão.

10. Calibração de produto secundário

Quando existe um produto secundário, normalmente é utilizado somente um ponto de calibração.

Nesse caso:

Vazão alta = vazão baixa

Assim, normalmente é necessário realizar apenas a calibração na vazão alta.

Exemplos de produtos que podem se enquadrar nessa condição incluem produtos como:

• Anidro
• Biodiesel

A parametrização deve sempre respeitar a condição definida para aquele produto e instalação.

11. Conferência da vazão durante a calibração

Durante a batelada é possível visualizar no preset:

• Setpoint de vazão
• Vazão atual

A visualização pode ser acessada utilizando:

ALT + ↑

Antes de considerar o ponto válido, deve-se verificar se:

Vazão atual ≈ Setpoint

Além de estar próxima do setpoint, a vazão deve permanecer estável.

Uma vazão excessivamente oscilante pode prejudicar a qualidade da calibração.

Não é recomendável realizar a calibração enquanto a vazão estiver apresentando grandes oscilações.

12. Realização da batelada de prova

Com o sistema preparado:

1. Selecionar o produto correto.
2. Colocar o preset em Local Provar.
3. Configurar a quantidade de baixa vazão e a quantidade total conforme o ponto que será calibrado.
4. Iniciar a batelada.
5. Acompanhar a vazão atual e o setpoint.
6. Confirmar que a vazão esteja próxima do setpoint e estável.
7. Permitir que a batelada seja concluída.
8. Anotar o volume registrado pelo ZLX-9000.
9. Conferir fisicamente o volume no compartimento.
10. Determinar a diferença necessária para chegar à referência da seta.

13. Determinação do volume real

O volume indicado pelo ZLX-9000 pode não coincidir exatamente com o volume físico necessário para atingir a referência.

Caso falte produto para atingir a seta, pode-se realizar uma nova batelada utilizando o próprio preset para determinar a quantidade necessária.

Exemplo

O ZLX-9000 registrou:

5.000 L

Após a batelada, o produto ainda não atingiu a seta.

É realizada uma nova batelada de:

20 L

Após adicionar os 20 L, o produto chega à referência.

Portanto:

Volume real = 5.000 + 20

Volume real = 5.020 L

13.1 Quando houver excesso

Também pode ocorrer o contrário.

Se o produto ultrapassar a referência, o cliente pode retirar produto até chegar à seta.

Nesse caso, o cliente deve informar a quantidade retirada.

Exemplo:

• Volume registrado: 5.000 L
• Produto retirado até chegar à seta: 20 L

Então:

Volume real = 5.000 − 20

Volume real = 4.980 L

14. Cálculo do fator de medição

Após determinar o volume físico real, calcula-se o fator de medição calculado.

A fórmula é:

Fator de medição calculado = Volume real / Volume registrado pelo ZLX-9000

Depois:

Novo fator de medição = Fator de medição calculado × Fator de medição anterior

15. Exemplo completo

Suponha:

• Volume registrado pelo ZLX-9000: 5.000 L
• Volume físico real: 5.020 L
• Fator de medição anterior: 1,00000

Primeiro:

Fator calculado = 5.020 / 5.000

Fator calculado = 1,00400

Agora:

Novo fator = 1,00400 × 1,00000

Novo fator = 1,00400

Esse será o novo fator de medição para aquele ponto de vazão.

15.1 Exemplo com fator anterior diferente de 1

Suponha:

• Volume registrado: 5.000 L
• Volume real: 4.980 L
• Fator anterior: 1,05000

Primeiro:

Fator calculado = 4.980 / 5.000

Fator calculado = 0,99600

Depois:

Novo fator = 0,99600 × 1,05000

Novo fator = 1,04580

O novo fator deve ser registrado com pelo menos cinco casas decimais.

16. Como acessar o fator de medição no ZLX-9000

Antes de alterar o fator, é fundamental anotar o valor atual, mantendo-o como backup caso seja necessário retornar à configuração anterior.

O caminho é:

Configurações → Estações → Estação X → Medidor X → Produto X → Precisão Volume

Na tela de Precisão Volume estarão disponíveis os parâmetros relacionados às vazões e aos respectivos fatores de medição.

O técnico deve localizar exatamente:

• Estação correta;
• Medidor correto;
• Produto correto;
• Vazão correta;
• Fator de medição correspondente àquela vazão.

17. Atenção às estações e produtos

Cada preset pode possuir até quatro estações de mistura.

Uma estação pode trabalhar, por exemplo, com:

• Um único produto, como gasolina C; ou
• Dois produtos que formam uma mistura no próprio braço, como gasolina A + anidro.

Cada produto possui seu próprio fator de medição.

Por isso, é fundamental confirmar cuidadosamente a estação, o medidor e o produto antes de realizar qualquer alteração.

Nunca altere um fator de medição sem confirmar que ele pertence ao produto e ao ponto de vazão que está sendo calibrado.

Em caso de dúvida sobre qual estação, medidor ou produto deve ser alterado, deve-se entrar em contato com o suporte técnico da Zylix antes de realizar a alteração.

18. Validação após a calibração

Após inserir o novo fator de medição, é recomendável realizar uma nova batelada para verificar o resultado.

Sempre que possível, a validação deve ser realizada com produto simples, evitando utilizar uma mistura como referência de validação.

Quanto maior o número de carregamentos realizados durante a validação, maior a capacidade de observar a constância da medição.

Uma boa prática é realizar até três carregamentos consecutivos e comparar os resultados.

Por exemplo:

Resultados próximos entre si indicam maior repetibilidade do sistema.

Também é possível utilizar a média dos resultados para obter uma referência mais representativa.

19. Quando resultados muito diferentes indicam um problema

É importante diferenciar erro sistemático de instabilidade da medição.

Imagine três carregamentos:

• Primeiro → sobra muito produto;
• Segundo → falta muito produto;
• Terceiro → sobra novamente uma quantidade significativa.

Nesse caso, simplesmente alterar o fator de medição provavelmente não resolverá o problema.

Se carregamentos consecutivos apresentam diferenças muito grandes entre si, deve-se investigar fisicamente o sistema.

Entre as possíveis causas estão:

• Ar na linha;
• Turbina suja;
• Aletas/rotor com problema;
• Pickup suja ou com problema;
• Placa pré-amplificadora;
• Fator K incorreto;
• Problemas na instalação;
• Outras condições que estejam interferindo na geração ou leitura dos pulsos.

A calibração deve corrigir uma diferença consistente de medição. Ela não deve ser utilizada para mascarar um problema físico ou uma medição instável.

20. Quando o fator de medição sai da faixa

O fator de medição deve permanecer, como referência de parametrização, entre:

0,8 e 1,2

Caso o cálculo indique um valor fora dessa faixa, a primeira ação não deve ser simplesmente gravar o novo valor.

É necessário verificar:

1. Fator K

Confirmar se o fator K configurado corresponde à turbina instalada.

2. Turbina

Verificar se existe sujeira ou alguma condição que possa impedir o funcionamento correto das aletas.

3. Pickup

Verificar e realizar a limpeza da pickup quando necessário.

4. Rotor/aletas

Caso seja necessária uma limpeza mais profunda, verificar as aletas e o rotor. Esse procedimento pode exigir a retirada da turbina da tubulação.

5. Ar na linha

Confirmar que não existe passagem de ar durante a medição.

6. Placa pré-amplificadora

Se as verificações anteriores não solucionarem o problema, avaliar a placa pré-amplificadora. Quando necessário, pode ser realizada a substituição da peça para teste.

21. Importância da estabilidade

Uma turbina possui uma margem de erro própria, que pode ser da ordem de ±0,3%, conforme a especificação aplicável à turbina.

Além disso, a referência física utilizada no caminhão também possui sua própria incerteza.

Portanto, o objetivo da calibração não deve ser simplesmente fazer uma única medição coincidir exatamente com a seta.

O objetivo é obter uma medição:

• precisa;
• repetitiva;
• estável;
• coerente com a vazão;
• dentro da margem esperada do sistema;
• e consistente entre diferentes carregamentos.

A repetibilidade é especialmente importante. Se três carregamentos apresentam resultados muito diferentes, existe uma indicação de que algo além do fator de medição pode estar interferindo no processo.

22. Calibração em diferentes vazões

O fato de o ZLX-9000 permitir até cinco pontos de vazão por produto é importante porque o comportamento da medição pode variar conforme a vazão.

Por exemplo:

Cada vazão possui seu próprio fator de medição.

Na configuração mais comum da Zylix:

Produto principal

• Ponto 1 → baixa vazão
• Ponto 2 → alta vazão

Produto secundário

• Ponto único → alta vazão

A receita e os parâmetros de operação devem ser configurados para que o setpoint efetivamente utilizado durante o carregamento corresponda ao ponto de vazão calibrado.

23. Exemplo de sequência completa

Considere um compartimento de referência de:

5.000 L

Etapa 1 — Preparação

Verificar:

• turbina;
• pickup;
• aletas;
• ausência de sujeira;
• ausência de ar na linha;
• fator K;
• placa pré-amplificadora, caso exista suspeita;
• referência física do caminhão.

Etapa 2 — Registrar configuração atual

Acessar:

Configurações → Estações → Estação X → Medidor X → Produto X → Precisão Volume

Anotar o fator atual.

Etapa 3 — Configurar Local Provar

Colocar o preset em:

Local Provar

Etapa 4 — Configurar baixa vazão

Exemplo:

• Baixa = 5.000 L
• Total = 5.000 L

Etapa 5 — Carregar

Acompanhar:

ALT + ↑

Verificar:

• Setpoint;
• Vazão atual;
• estabilidade da vazão.

Etapa 6 — Conferir a referência física

Verificar se o produto chegou à referência da seta.

Se faltar produto, realizar uma complementação e registrar a quantidade necessária.

Se houver excesso, retirar produto até a referência e registrar a quantidade retirada.

Etapa 7 — Calcular

Determinar:

Volume real / Volume registrado

Depois:

Novo FM = FM calculado × FM anterior

Etapa 8 — Alterar o parâmetro

Inserir o novo fator com pelo menos cinco casas decimais.

Etapa 9 — Validar

Realizar novos carregamentos, preferencialmente com produto simples.

Quando possível, realizar três ou mais carregamentos e comparar os resultados.

Etapa 10 — Repetir para alta vazão

Configurar:

• Baixa = 0 L
• Total = 5.000 L

Realizar a mesma metodologia para o ponto de alta vazão.

24. Checklist de calibração

Antes da calibração

☐ Compartimento de referência confiável 
☐ Capacidade do compartimento conhecida 
☐ Referência da seta em boas condições 
☐ Turbina limpa 
☐ Pickup limpa 
☐ Aletas/rotor em condições adequadas 
☐ Linha sem presença de ar 
☐ Fator K conferido 
☐ Produto correto selecionado 
☐ Estação correta selecionada 
☐ Medidor correto selecionado 
☐ Fator de medição anterior anotado 
☐ Vazão de calibração definida 
☐ Receita/parâmetros coerentes com a vazão de calibração

Durante a calibração

☐ Preset em Local Provar 
☐ Quantidade de baixa vazão configurada corretamente 
☐ Quantidade total configurada corretamente 
☐ Setpoint conferido 
☐ Vazão atual conferida 
☐ Vazão próxima do setpoint 
☐ Vazão estável 
☐ Volume registrado pelo ZLX anotado 
☐ Volume físico conferido

Após a calibração

☐ Volume real determinado 
☐ Fator calculado 
☐ Fator anterior utilizado no cálculo 
☐ Novo fator calculado 
☐ Pelo menos cinco casas decimais utilizadas 
☐ Novo fator inserido no produto correto 
☐ Fator dentro da faixa esperada de 0,8 a 1,2 
☐ Validação realizada 
☐ Repetibilidade verificada 
☐ Resultado registrado

25. Conclusão

Uma boa calibração de uma turbina não consiste apenas em alterar um número no ZLX-9000 até que o caminhão atinja a seta.

A qualidade da calibração depende de todo o conjunto:

Turbina + pickup + fator K + instalação + ausência de ar + estabilidade da vazão + referência física confiável + fator de medição + validação.

O fator de medição é uma ferramenta de correção, mas não deve ser utilizado para compensar problemas físicos da instalação.

Quando o erro é consistente e repetitivo, o fator de medição pode ser utilizado para corrigir a medição.

Quando diferentes carregamentos apresentam resultados muito diferentes entre si, deve-se investigar a causa física ou operacional antes de realizar novos ajustes.

Da mesma forma, quando o fator calculado ultrapassa a faixa de 0,8 a 1,2, é necessário interromper o processo de simples correção e investigar as condições da turbina, pickup, fator K, linha, presença de ar e sistema de geração/leitura dos pulsos.

A melhor calibração é aquela que produz não apenas um resultado correto em um carregamento, mas uma medição consistente e repetitiva ao longo de vários carregamentos.