Das richtige Manometer auswählen

Tragbares Druckmessgerät von OMEGA

Sie können sich für ein tragbares oder ein festes Manometer entscheiden. Die Wahl hängt im Wesentlichen von der beabsichtigten Anwendung ab.

Tragbare Manometer, meist elektronisch, werden für Messungen und Stichproben in der Industrie oder in Labors eingesetzt.

Feste Manometer, die mechanisch oder elektronisch sein können, werden zur kontinuierlichen Überwachung des Drucks in industriellen Prozessen verwendet.

Digitales Druckmessgerät von WIKA

Es wird zwischen analogen und digitalen Druckmessern unterschieden.

Analoge Manometer
Obwohl in bestimmten Anwendungen immer noch Manometer mit Flüssigkeitssäule verwendet werden, besteht heutzutage die überwiegende Mehrheit der analogen Manometer aus einem mechanischen System, das den erfassten Druck in die Bewegung eines Zeigers auf einem Zifferblatt umwandelt.

Vorteile:

• Da sie keinen Strom verbrauchen, können sie ununterbrochen laufen, ohne dass die Batterien gewechselt oder das Gerät an das Stromnetz angeschlossen werden muss.
• Sie haben eine robuste Konstruktion, die Stößen und Vibrationen standhält, so dass sie in vielen Industriezweigen eingesetzt werden können, auch unter schwierigen Bedingungen.
• Sie liefern eine schnelle Druckmessung.

Nachteile:

• Das Ablesen der Messwerte ist weniger präzise und fehleranfällig (z.B. Parallaxenfehler).
• Das Messergebnis kann nicht von einem Prozesskontrollsystem verwendet werden.

Digitale Manometer

Digitale Druckmessgeräte wandeln den Druck in ein elektrisches Signal um und zeigen das Messergebnis auf einem digitalen Display an. Sie sind also Teil eines Stromkreises und benötigen als solche eine Energiequelle.

Vorteile:

• Das digitale Display ermöglicht ein einfaches und genaues Ablesen der Messwerte.
• Bei elektronischen Geräten können sie weitere Funktionen enthalten, wie die Wahl der Maßeinheit, die Speicherung von Minimal- und Maximalwerten usw.
• Sie können einen Ausgang haben, der es einem Prozesssteuerungssystem ermöglicht, die Messwerte zu verwenden.

Nachteil:

• Sie benötigen eine Batterie oder einen Stromanschluss.

Die Wahl des Manometers hängt von der Art des Drucks ab, den Sie messen möchten: absolut, relativ oder differenziell.

Die meisten Druckmessgeräte und -sensoren messen die Verformung einer Oberfläche (z.B. einer Membran), auf die Druck ausgeübt wird. Genauer gesagt ergibt sich die Verformung dieser Oberfläche aus dem Druckunterschied, der auf jede ihrer Seiten ausgeübt wird: der zu messende Druck auf einer Seite und ein Referenzdruck auf der anderen. Dieser Referenzdruck bestimmt die Art des Drucks, mit dem gearbeitet wird.

Absolutdruck: Der Referenzdruck ist Vakuum (Druck nahe Null), so dass der Absolutdruckwert genau dem gemessenen Druckwert entspricht.

Relativer Druck: Der Referenzdruck ist der atmosphärische Druck. Der Wert der Messung entspricht also der Differenz zwischen dem atmosphärischen Druck und dem Druck, der gemessen werden soll.

Differentialdruck: Der Referenzdruck ist der Druckwert an einem zweiten Punkt des Prozesses. Differenzdruckmessgeräte haben also zwei Eingänge und das Messergebnis entspricht der Druckdifferenz, die an zwei verschiedenen Punkten gemessen wird.

Bourdon-Manometer von LANSO

Manometer können nach der Art des Sensorelements klassifiziert werden, das sie enthalten und das sich unter Druckeinwirkung verformt.

Rohrfedermanometer: Das Sensorelement ist ein C-förmiges oder spiralförmiges Rohr mit ovalem Querschnitt. Wenn der Flüssigkeitsdruck im Inneren der Röhre zunimmt, wird der Querschnitt tendenziell kreisförmig und die Röhre beginnt sich aufzurollen. Die Bewegung des Rohrs wird über ein Getriebe auf den Zeiger des Manometers übertragen, der den Wert des gemessenen Drucks auf einer Skala anzeigt.

Rohrfedermanometer werden zur Messung von Drücken zwischen 0,6 und 4000 bar verwendet und haben eine geringe Beständigkeit gegen Überdruck. Um mit aggressiven Flüssigkeiten arbeiten zu können, muss die Rohrfeder aus einem geeigneten Material gefertigt sein.

Plattenfedermanometer bzw. Membrandruckmessgeräte: Die Flüssigkeit übt Druck auf eine Seite einer dünnen, gewellten Membran aus. Die Verformung der Membrane wird auf den Zeiger des Manometers übertragen, der die Messung anzeigt.

Plattenfedermanometer messen Drücke zwischen 16 mbar und 40 bar und können sehr hohen Überdrücken standhalten. Diese Manometer lassen sich leichter vor aggressiven Flüssigkeiten schützen, da die Membran mit einer Schutzschicht versehen werden kann oder als Dichtung fungiert, die verhindert, dass die Flüssigkeit mit dem inneren Mechanismus in Berührung kommt.

Manometer mit Kapselfeder: Zwei Membranen, die über den Umfang miteinander verbunden sind, bilden eine Kapsel, die sich im Verhältnis zum Druck der Flüssigkeit im Inneren ausdehnt. Die Verformung der Kapsel wird auf den Zeiger des Manometers übertragen, der die erfolgte Messung anzeigt.

Kapselmanometer werden für niedrige Drücke verwendet, in der Regel zwischen 2,5 und 600 mbar, und haben eine begrenzte Resistenz gegen Überdruck.

Balgmanometer: Der zylinderförmige Balg dehnt sich je nach dem im Inneren ausgeübten Druck in Richtung der Achse aus und zieht sich zusammen. Die Bewegung des Balgs wird auf den Zeiger des Druckmessers übertragen, der den Wert des gemessenen Drucks anzeigt.

Balgmanometer bzw. Faltenbalgmanometer werden für niedrige Drücke verwendet, im Allgemeinen zwischen 60 und 1000 mbar.

Flüssigkeitsdruckmesser von BENE INOX

Analoge Druckmessgeräte reagieren empfindlich auf Vibrationen und plötzliche Druckanstiege und -abfälle, die den Mechanismus, der die Verformung des Messfühlers in die Bewegung des Zeigers umwandelt, beschädigen können. Um dieses Problem zu umgehen, wurden Manometer mit Dämpfungsflüssigkeit entwickelt. Die Wahl zwischen einem trockenen oder einem flüssigen Druckmessgerät hängt im Wesentlichen von den Eigenschaften der geplanten Anwendung ab.

Trockene Druckmessgeräte: Wie der Name schon sagt, enthalten diese keine Flüssigkeit im Inneren.

Vorteil:

• Trockene Druckmessgeräte sind billiger als Flüssigkeitsdruckmessgeräte.

Nachteile:

• Sie bieten keinen Schutz gegen Vibrationen oder plötzliche Druckschwankungen, so dass diese Phänomene den Mechanismus irreversibel beschädigen können.
• Sie sollten nicht in kalten, feuchten Umgebungen verwendet werden, da die Feuchtigkeit in der Luft im Inneren des Manometers gefrieren kann und der Mechanismus dann nicht mehr funktioniert.

Anwendungen:

Da sie preiswerter sind, werden Trockendruckmessgeräte im Allgemeinen für einfache Anwendungen gewählt, bei denen Vibrationen kein Problem darstellen. Diese Messgeräte werden z. B. häufig in Luftkompressoren eingesetzt.

Druckmessgeräte mit Dämpfungsflüssigkeit: Das Gehäuse dieser Manometer ist vollständig mit einer Flüssigkeit gefüllt (normalerweise reines Glyzerin oder eine Mischung aus Wasser und Glyzerin), die Vibrationen und plötzliche Druckschwankungen dämpft.

Vorteile:

• Flüssigkeitsdruckmessgeräte sind widerstandsfähiger gegen Vibrationen und plötzliche Druckschwankungen.
• Sie sind luftdicht und die Flüssigkeit verhindert, dass Feuchtigkeit in die Box eindringt und den Mechanismus blockiert.
• Diese Art von Manometer kann bei Umgebungstemperaturen unter Null Grad arbeiten.
• Sie schaden der Umwelt nicht, denn Glycerin ist biologisch abbaubar und umweltfreundlich.

Anwendungen:

Druckmessgeräte mit Dämpfungsflüssigkeit sind ideal für feuchte, kalte Umgebungen oder wenn starke Vibrationen auftreten.

Reine Glyzerinmanometer können bei Temperaturen von bis zu -5°C arbeiten. Unterhalb dieser Grenze wird das Glyzerin zu zähflüssig und blockiert den Mechanismus des Druckmessers.

Für niedrigere Temperaturen werden Manometer verwendet, die eine Mischung aus Glyzerin und Wasser enthalten und bei Temperaturen bis zu -46°C funktionieren.

Nachdem Sie bezüglich der oben genannten Eigenschaften Ihre Wahl getroffen haben, gibt es noch weitere Kriterien, die Sie bei der Auswahl eines Manometers berücksichtigen sollten.

• Messintervall: Die Wahl hängt vom Bereich der zu messenden Drücke ab. Im speziellen Fall von analogen Manometern muss der Betriebsdruck zwischen 1/3 und 2/3 der Skala liegen.
• Überdruck: Manometer haben eine begrenzte Widerstandsfähigkeit gegen Überdruck (Druck über dem Maximalwert auf der Skala). Achten Sie daher bei der Auswahl eines Manometers darauf, dass es einem möglichen Überdruck standhalten kann. Die meisten Druckmessgeräte können einem Druck standhalten, der 1,15 bis 1,3 Mal höher ist als ihre maximale Messgrenze. Wenn höhere Drücke auftreten können, entscheiden Sie sich für ein Manometer mit größerer Beständigkeit gegen Überdruck oder installieren Sie einen Druckregler vor dem Manometer.
• Genauigkeitsklasse: Diese wird als Prozentsatz der Messskala ausgedrückt. Je niedriger die Klasse, desto genauer ist das Manometer.
• Durchmesser: Ein größeres Zifferblatt kann eine detailliertere Skala anzeigen, wodurch die Messung genauer und leichter ablesbar wird. Sie müssen jedoch berücksichtigen, wie viel Platz es einnehmen wird.
• Kompatibilität der Materialien: Die Materialien, die mit der Flüssigkeit in Berührung kommen, müssen mit dieser kompatibel sein. Standardmanometer haben Elemente aus Kupfer oder Kupferlegierungen und sind mit gängigen Flüssigkeiten wie Wasser, Luft, Ölen usw. kompatibel. Manometer mit Edelstahlelementen werden verwendet, um den Druck von aggressiveren Flüssigkeiten zu messen. Bei sehr aggressiven, zähflüssigen, pastösen oder Hochtemperaturflüssigkeiten wird eine Membran verwendet, die den Druck überträgt, aber die Flüssigkeit nicht durchlässt und so das Manometer schützt.
• Flüssigkeitstemperatur: Manometer mit Kupferelementen werden für Flüssigkeiten bis zu 65°C verwendet, solche mit Stahlelementen für höhere Temperaturen bis maximal 150°C.
• Umgebungsbedingungen: Die äußeren Materialien, insbesondere das Gehäuse des Druckmessers, müssen den Umgebungsbedingungen, unter denen das Gerät eingesetzt wird, standhalten. Die Verwendung von Manometern aus Edelstahl wird in aggressiven und korrosiven Umgebungen sowie bei wasserdichten Gehäusen für den Außenbereich empfohlen.