Drucksensoren – Baugrößen

Baugrößen: Kriterien für die Auswahl von Drucksensoren

Die Baugröße eines Drucksensors oder Druckmessumformers spielt eine entscheidende Rolle und kann aus den Anforderungen der jeweiligen Anwendung ableitet werden. Der folgende Leitfaden dient zur Bestimmung der richtigen Baugröße anhand von technischen Parametern und Applikationsbeispielen. Generell gilt es zu berücksichtigen, dass kleine Drucksensoren in der Regel aufwändiger zu fertigen und dadurch teurer sind als große Bauformen.

Druckbereich

Je nach Anwendung kann der Druckbereich, in dem der Sensor arbeiten muss, variieren. Dies beeinflusst die Auswahl der Baugröße. Ein Sensor für hohe Drücke kann oft kompakter sein als einer für niedrige Drücke. Zum Beispiel erfordern Anwendungen in Lüftungs- und Klimaanlagen häufig Sensoren mit niedrigem Druckbereich, während hydraulische Anlagen Sensoren mit einem viel höheren Druckbereich benötigen.

Platzverfügbarkeit

Der verfügbare Platz in der Anwendung muss vorab ausgemessen werden, um sicherzustellen, dass der ausgewählte Sensor oder Transmitter in den verfügbaren Raum passt, ohne dass dies zu einer erschwerten Montage führt. Zudem muss der Drucksensor für eine Kalibrierung zugänglich sein oder im Schadensfall einfach und schnell ersetzt werden können. Drucksensoren für flüssige Medien sollten mit dem Druckanschluss nach oben, Sensoren zur Messung von Luft und Gasen mit dem Druckanschluss nach unten montiert werden.

Umgebung

Die Umgebungsbedingungen, in denen der Sensor arbeiten wird, sind stets zu berücksichtigen. Dies umfasst Faktoren wie Temperatur, Feuchtigkeit, chemische Einflüsse und mögliche mechanische Beanspruchungen wie Schock und Vibrationen. Ein Sensor, der im Freien oder in einer Umgebung mit extremen Temperaturen eingesetzt wird, muss möglicherweise eine robuste Konstruktion haben, um diesen Bedingungen standzuhalten.

Genauigkeitsanforderungen

Die Genauigkeitsanforderungen variieren je nach Anwendung. In einigen Fällen sind sehr präzise Messungen erforderlich, während in anderen Anwendungen nur eine grobe Abschätzung des Drucks ausreicht. Die Baugröße des Sensors kann die Genauigkeit beeinflussen, da größere Sensoren oft genauere Messungen ermöglichen.

Montageoptionen

Einige Anwendungen erfordern spezielle Montagehalterungen oder -methoden, die die Wahl der Baugröße beeinflussen können. Um schnelle, dynamische Druckänderungen von beispielsweise 1 bis 10 Millisekunden zu messen, muss der Drucksensor unmittelbar, so nah wie möglich, am Medium installiert sein. Das erfordert häufig eine kleine Bauform. Dafür typisch sind Druckverläufe an Pumpen oder Magnetventilen. Für langsame, statische Druckänderungen können Drucksensoren größerer Bauform verwendet werden. Man wählt einen Montageort mit ausreichendem Bauraum und moderaten Umgebungsbedingungen. Der Prozessanschluss, vom Drucksensor zur Anlage, erfolgt über einen Schlauch oder eine Rohrleitung. Dadurch lassen sich kostengünstigere Drucksensoren einsetzen. Eine typische Anwendung ist die Filterüberwachung. Ein Differenzdrucksensor wird an einer Stelle mit moderaten Umgebungsbedingungen montiert und über Schläuche oder Rohrleitungen mit dem Filter verbunden.

Beispielapplikationen in der Druckmessung

Drucksensoren in der Fahrzeugerprobung

Bei der Entwicklung hydraulischer Bremssysteme werden Miniatur-Sensoren zur Messung von Dosierbarkeit und Konstanz des Bremsdrucks benötigt. Die Druckänderung im Bremssystem ist äußerst dynamisch. Die Messung muss deshalb so nah wie möglich am Bremssattel erfolgen. Dort herrschen widrige Bedingungen. Hohe Temperaturen, Schock und Vibrationen erfordern miniaturisierte Drucksensoren, die für solche Umgebungsbedingungen ausgelegt sind. Der Messbereich des Bremsdrucks liegt bei 200 bar. Der geforderte Berstdruck liegt über 400 bar, somit bleibt die Bremsleitung bei jeglicher Beanspruchung druckfest.

Lüftungs- und Klimaanlagen (HVAC)

Ein ausgewogener Raumdruck ist entscheidend für die Verhinderung von Luftströmungen zwischen einzelnen Räumen und Räumen zur Umgebungsluft außerhalb von Gebäuden. Raumdrucksensoren werden in Reinräumen, Labors oder Operationssälen eingesetzt, in denen eine genaue Kontrolle des Luftdrucks erforderlich ist.
Differenzdrucksensoren werden in HVAC-Systemen eingesetzt, um den Druckunterschied zwischen zwei Punkten zu messen. Dies kann beispielsweise die Differenz zwischen dem Luftdruck vor und nach einem Luftfilter sein, um die Verschmutzung des Filters zu überwachen. In beiden Anwendungen betragen die typischen Drücke nur wenige Pascal. Dementsprechend müssen die Drucksensoren relativ groß sein, um die geringen Druckänderungen erfassen zu können. In der Regel ist ausreichend Platz vorhanden, so dass die Sensoren an geeigneter Stelle montiert und über Schläuche angeschlossen werden können.