MCA Strumentazione Industriale — Applicazioni
Misuratore di portata per polvere di cemento
Misura continua in trasporto pneumatico: tecnologia, installazione, ATEX e casi applicativi
MCA Strumentazione Industriale — Applicazioni
Misura continua in trasporto pneumatico: tecnologia, installazione, ATEX e casi applicativi
Guida applicativa · cemento · aggiornato 2026
Il cemento in polvere è uno dei materiali più difficili da misurare in portata: è abrasivo, ha densità apparente variabile, genera atmosfere potenzialmente esplosive e scorre in linee pneumatiche ad alta pressione che non si possono aprire facilmente per manutenzione.
Il misuratore a microonde Doppler a inserzione è la tecnologia standard per questa applicazione. Funziona senza contatto diretto con il flusso, non ha parti in movimento, resiste all'abrasività e si installa su linee esistenti senza fermare la produzione.
| Parametro | Valore tipico | Impatto sulla misura |
|---|---|---|
| Granulometria | 5–50 µm (cemento Portland); fino a 100 µm (cemento macinato grosso) | Polveri fini: solo microonde o radiometrico. Escluse bilance a nastro e celle di carico in linea. |
| Densità apparente | 0,9–1,5 kg/dm³ (variabile con il grado di areazione) | Le tecnologie dipendenti dalla densità (volumetrico) sono inaccurate. Il microonde misura la massa indipendentemente dalla densità. |
| Abrasività | Alta — indice Mohs 3–5 per il clinker non macinato | Richiede sonda con protezione antiusura. La sonda NON deve sporgere nel flusso. |
| Umidità | Normalmente <1% (cemento essiccato); può variare con condizioni stoccaggio | Il microonde Doppler è insensibile alle variazioni di umidità <5%. Vantaggio rispetto al capacitivo. |
| Temperatura processo | Ambiente–80°C (vicino ai mulini); punte a 100°C | Versioni standard coprono fino a 100°C. Per temperature superiori: versioni speciali. |
| Pressione linea pneumatica | 0,5–5 bar positivi (trasporto a pressione positiva) | Il raccordo di inserzione deve resistere alla pressione di linea. Versioni pressurizzate disponibili. |
| Classificazione ATEX | Zona 22 (normale); Zona 21 in caso di fuoriuscita | Richiedere versione ATEX certificata ex ic / ex tc per zona 22 o superiore. |
Non tutte le tecnologie di misura portata funzionano su cemento. Questa è la valutazione per ogni famiglia:
| Tecnologia | Adatta a cemento in polvere? | Motivo |
|---|---|---|
| Microonde Doppler | ✔ Sì — scelta standard | Insensibile a densità variabile e umidità; resiste all'abrasività; ATEX disponibile; misura in linea pneumatica |
| DYNAmas triboelettrico | ✔ Sì su linee pneumatiche con flusso stabile | Misura indipendente velocità + concentrazione; adatto quando la velocità d'aria varia |
| Capacitivo | ⚠ Con limitazioni | Sensibile a variazioni di umidità e densità del cemento; non ideale su linee pneumatiche |
| Celle di carico in linea | ✗ Non applicabile in linea pneumatica | Non misura il flusso in condotto; adatto solo alla pesatura a monte del trasporto |
| Bilancia a nastro | ✗ Solo per trasporto su nastro, non pneumatico | Richiede nastro trasportatore; inapplicabile su linee pneumatiche |
| Radiometrico | ✔ Per grandi portate e alta precisione | Costo molto elevato; permessi sorgente radioattiva; usato su cementifici di grande scala |
| Parametro | Valore |
|---|---|
| Principio di misura | Microonde Doppler (variazione frequenza + ampiezza) |
| Granulometria misurabile | 5 µm – 20 mm (cemento Portland: 5–50 µm ✔) |
| Range portata tipico | 0,5 t/h – 100 t/h per linea (in funzione del DN tubazione) |
| Accuratezza | ±2–5% su portata massica (dipende da condizioni operative e taratura) |
| Diametro tubazione | DN 50 – DN 300 mm standard; oltre su specifica |
| Pressione massima | 10 bar (versioni standard); versioni speciali fino a 40 bar |
| Temperatura massima processo | 100°C standard; versioni speciali fino a 200°C |
| Materiale sonda | Acciaio inox 316L standard; rivestimento antiusura per alta abrasività |
| Uscita analogica | 4–20 mA (portata) + uscita impulsiva (totalizzatore) |
| Comunicazione digitale | RS485 Modbus, opzionale PROFIBUS / EtherNet/IP |
| Alimentazione | 24 VDC o 230 VAC |
| Classificazione ATEX | Ex ia IIC T4 Ga / Ex tc IIIC T80°C Dc (disponibile) |
| Protezione IP | IP65 standard; IP67 disponibile |
Il cemento in polvere rientra nella categoria delle polveri combustibili (gruppo IIIB secondo IEC 60079). In condizioni normali di processo (tubazione chiusa, polvere in sospensione nel condotto) la classificazione è tipicamente Zona 22. In caso di fuoriuscita accidentale o rottura della tubazione la zona può salire a Zona 21.
Atmosfera esplosiva da polvere non probabile in condizioni normali. Richiede apparecchiature Categoria 3D (EPL Dc). Misuratori con certificazione Ex tc IIIC T80°C Dc.
Atmosfera esplosiva probabile in condizioni normali. Richiede apparecchiature Categoria 2D (EPL Db). Verificare con il responsabile sicurezza dell'impianto prima dell'installazione.
La temperatura di accensione del cemento in polvere è >450°C. T-class T80°C (temperatura superficiale massima 80°C) è ampiamente sufficiente per questa applicazione.
Per installazioni ATEX: certificato ATEX del sensore, dichiarazione di conformità, scheda tecnica con codice EPL. MCA fornisce documentazione completa per ogni sensore ATEX.
| Fase | Descrizione | Note specifiche per cemento |
|---|---|---|
| 1. Scelta del punto | Tratto rettilineo, minimo 5×DN a monte e 3×DN a valle | Evitare curve a 90° e valvole nelle immediate vicinanze. Su linee cemento preferire tratti verticali discendenti dove la concentrazione è più uniforme. |
| 2. Foratura | Foro filettato G¾'' o G1'' (dipende dalla versione della sonda) | Foratura a macchina con fresa su acciaio. Rimuovere le bave interne per non creare accumulo di materiale. Deviazione segnale su acciaio non è un problema. |
| 3. Inserzione sonda | Sonda inserita a filo parete interno. Non deve sporgere nel flusso. | La sonda a filo parete minimizza l'usura da abrasività. Una sonda che sporge si consuma molto più rapidamente con materiali abrasivi come cemento e clinker. |
| 4. Cablaggio | Cavo schermato 2×1 mm² per 4–20 mA; massimo 100 m senza repeater | In zona ATEX: cablaggio con certificazione Ex e pressacavi ATEX adeguati. |
| 5. Taratura | Raccolta campioni di flusso reale per taratura gravimetrica | Campionamento per almeno 60 s con deviazione del flusso in sacchi. Pesare i campioni su bilancia di riferimento. Inserire i valori nel software del misuratore. |
Il misuratore a microonde Doppler a inserzione è la tecnologia standard. La sonda si inserisce a filo parete della tubazione senza contatto diretto con il flusso. Misura velocità e concentrazione delle particelle in tempo reale (4–20 mA). È insensibile all'umidità e non richiede modifiche alla linea. Installazione in 2–4 ore.
Sì, con la versione corretta. La sonda in acciaio inox con punta antiusura (o rivestimento ceramico per alta abrasività) resiste agli anni con cemento Portland. L'installazione a filo parete, senza sporgere nel flusso, minimizza l'impatto diretto delle particelle. La durata tipica di una sonda antiusura su cemento è >5 anni.
Dipende dalla classificazione ATEX del sito. Il cemento è una polvere combustibile: verificare con il responsabile sicurezza se il punto di installazione è in Zona 21 o 22. MCA fornisce misuratori con certificazione ATEX disponibile nelle versioni Ex tc per zona 22 e Ex ia per zona 21.
Tipicamente ±2–5% su portata massica in condizioni operative standard (trasporto pneumatico in fase diluita, velocità d'aria stabile). Con taratura gravimetrica accurata su materiale reale e condizioni operative stabili si raggiunge il limite inferiore (±2%). La precisione dipende anche dalla stabilità della velocità d'aria nella linea.
Sì. Il misuratore a microonde supporta curve di calibrazione multiple (tipicamente fino a 8 curve selezionabili via ingresso digitale dal PLC). Su un impianto con più materiali — cemento, filler calcareo, calce idrata — si imposta una curva per ciascun materiale e si cambia selezione via PLC all'inizio di ogni produzione.
Indicaci diametro tubazione, pressione di linea, portata stimata e se è richiesta certificazione ATEX. Ti prepariamo una proposta tecnica specifica con stima di accuratezza.