Membrandruckmessgerät - Funktionsweise

Ein Membrandruckmessgerät nutzt die Auslenkung einer dünnen, flexiblen Membran, um den Flüssigkeitsdruck in einem System zu messen. Die Membran isoliert die internen Komponenten vom Medium, wodurch sich dieses Messgerät für korrosive oder kontaminierte Flüssigkeiten oder Gase eignet. Dieses Messgerät wird für Niederdruckmessungen verwendet, z. B. zur Messung des atmosphärischen Drucks oder zur Überwachung des Drucks in Gasbehältern. Sie werden auch als flexible Membrandruckmessgeräte bezeichnet.

Inhaltsübersicht

• Funktionsprinzip von Membranmanometern
• Anwendungen
• Auswahlkriterium
• FAQs

Funktionsprinzip von Membranmanometern

Die folgende Liste beschreibt die Funktionskomponenten und die Funktionsweise eines Membranmanometers zur Messung des Drucks in einem System:

1. Druckeingang: Das Systemmedium tritt am Druckeingang in das Druckmessgerät ein (Abbildung 2 mit der Bezeichnung C). Der Einlass hat einen Prozessanschluss mit Gewinde (z. B. NPT oder BSP) oder Flansch.
2. Diaphragm: Das Medium drückt gegen die Membran und verformt sie entsprechend (Abbildung 2, Markierung E). Das Diaphragma ist eine dünne, runde, flexible Metallscheibe. Sie bestehen in der Regel aus rostfreiem Stahl, der korrosions- und hochtemperaturbeständig ist.
   1. Die Scheibe kann geriffelt oder glatt sein. Glatte Scheiben eignen sich nur für kleine Durchbiegungen und sind daher für industrielle Anwendungen eher ungeeignet.
3. Gehäuse: Das Gehäuse, in dem die Membrane befestigt ist, besteht aus einem oberen und einem unteren Teil (Abbildung 2, Kennzeichnung B). Das untere Gehäuse ist mit dem Druckeingang verbunden und das obere Gehäuse stützt die Membrane bei hohem Druck.
   1. Die beiden Komponenten können angeflanscht oder zusammengeschweißt werden. Geschweißte Verbindungen sind für sanitäre Anwendungen vorzuziehen.
4. Druckelement: Das Druckelement (Abbildung 2, Kennzeichnung D) reagiert auf die Auslenkung der Membrane. Das Druckelement ist in der Regel eine Zahnstangen- oder Rohrfederanordnung. Bei letzterem wird das Druckelement mit Flüssigkeit gefüllt, um Druckänderungen im gesamten Element zu übertragen.
   1. Für ein digitales Druckmessgerät wird in der Regel ein piezoresistives Bauteil verwendet.
5. Zeiger: Schließlich wird die Bewegung des Druckelements proportional zur Bewegung des Zeigers umgesetzt, so dass der Benutzer den Systemdruck am Manometer ablesen kann.
   1. Bei digitalen Manometern wird der Druckwert angezeigt.
   2. Kalibrieren Sie das Man ometer regelmäßig, um einen ordnungsgemäßen Betrieb sicherzustellen.

Digitales Membrandruckmessgerät

Ein digitales Membrandruckmessgerät ist ein Drucksensor, der eine Membran mit piezoresistiven Komponenten verwendet. Wenn ein Medium Druck ausübt, verbiegt sich die Membran, was die Querschnittsfläche der piezoresistiven Elemente verändert und zu einer Änderung ihres elektrischen Widerstands führt. Dadurch wird eine Spannungsdifferenz erzeugt, die dann vom Mikroprozessor des Sensors verarbeitet wird, um einen Druckmesswert auf der Digitalanzeige zu erzeugen.

Anwendungen

Es gibt zwei Gründe, ein Druckmessgerät mit Druckmittler gegenüber anderen Typen zu bevorzugen. Die erste ist, wenn es notwendig ist, dass sich die Medien des Systems nicht vermischen oder die Arbeitsteile des Messgeräts hinter der Membran berühren. Der zweite ist für die Messung niedriger Drücke vorgesehen. Ein Plattenfedermanometer kann einen Druck von nur 16 mbar (0,23 psi) genau messen. Wie aus der nachstehenden Liste hervorgeht, ist ein Plattenfedermanometer in vielen verschiedenen Szenarien einsetzbar.

• Druckmessung in Industrie- und Fertigungsprozessen, z. B. in Chemieanlagen und Kraftwerken.
• Drucküberwachung in Pipelines und anderen Flüssigkeitstransportsystemen.
• Druckprüfung und Kalibrierung in Laboratorien.
• Druckmessung in pneumatischen und hydraulischen Systemen.
• Drucküberwachung in Gas- und Flüssigkeitslagertanks.
• Druckmessung in HVAC-Systemen, z. B. in Heizkesseln und Klimaanlagen.
• Drucküberwachung in medizinischen Geräten, z. B. in Blutdruckmessgeräten.

Auswahlkriterium

1. Material Verwenden Sie für die Teile des Messgeräts, die mit dem Medium in Berührung kommen, chemisch verträgliche Materialien. Rostfreier Stahl wird aufgrund seiner Korrosions- und Hochtemperaturbeständigkeit bevorzugt. Ob Sie Edelstahl oder ein anderes Material (z. B. Messing) in Erwägung ziehen, entnehmen Sie weitere Einzelheiten zur Materialverträglichkeit unserer Tabelle zur chemischen Verträglichkeit.
2. Druckbereiche: Ein Druckmessgerät muss den maximalen und minimalen Betriebsdruck des Systems genau anzeigen. Der maximale Betriebsdruck des Systems sollte 75 % des vollen Skalenbereichs des Manometers und 65 % des pulsierenden Bereichs nicht überschreiten.
3. Temperaturbereich: Wählen Sie ein Messgerät aus einem Material, das der Arbeitstemperatur standhält. Im Allgemeinen können Plattenfedermanometer gut zwischen -20 °C und 100 °C (-4 °F und 212 °F) arbeiten. Prüfen Sie immer den Betriebstemperaturbereich eines Messgeräts, bevor Sie es verwenden.
4. Größe des Diaphragmas: Systemdruck und Membrandurchmesser stehen in einem umgekehrten Verhältnis. Niedrige Drücke erfordern Membranen mit größerem Durchmesser, so dass die Systemmedien eine größere Oberfläche haben, gegen die sie drücken können.
5. Gehäusedichtung: Ob das Gehäuse um die Membrane aus zwei Flanschen oder einer geschweißten Dichtung besteht, hängt von der Anwendung ab. Für Sanitäranwendungen, die einen zusätzlichen Schutz gegen Leckagen erfordern, wird in der Regel eine geschweißte Dichtung verwendet.

Weitere Tipps und Auswahlkriterien für die Wahl des richtigen Manometers finden Sie in unserem Leitfaden für die Auswahl von Manometern. Weitere Informationen finden Sie in unserem Übersichtsartikel über Druckmessgeräte.

FAQs

Wie misst ein Membrandruckmessgerät den Druck?

Der Systemdruck verformt proportional die Membrane im Messgerät, was sich in einer Bewegung der Nadel auf der Skala niederschlägt.

Sind Druckmessgeräte mit Plattenfeder für niedrigen Druck geeignet?

Ja. Plattenfedermanometer mit Membranen mit großem Durchmesser eignen sich hervorragend für die genaue Messung kleinster Änderungen in Niederdrucksystemen.