Was Drucktransmitter sind
Ein Drucktransmitter wandelt den Druck an einer Messstelle in ein kontinuierliches elektrisches Signal um, das bis in eine Warte, zu einer Steuerung oder zu einem Schreiber gelangen kann. Die übliche Form ist eine Zweileiterschleife mit 4-20 mA, häufig mit HART darüber und zunehmend mit einem digitalen Bus. Das Gerät enthält ein Messelement, die Elektronik, die dessen Ausgang aufbereitet und kompensiert, und eine Ausgangsstufe, die die Schleife treibt.
Es lohnt, genau zu benennen, was einen Transmitter von seinen Nachbarn unterscheidet, denn bei Anfragen werden sie häufig verwechselt. Ein Manometer zeigt vor Ort an und sendet nichts. Ein Druckschalter ändert bei einem Schaltpunkt seinen Zustand und liefert einen Ein-Aus-Kontakt. Ein Transmitter liefert kontinuierlich ein zum Druck proportionales Signal. Ein Transmitter kann eine lokale Anzeige tragen, doch die Anzeige ist nicht das, was ihn ausmacht.
Die Auswahl hängt danach an vier Fragen, und zwar in dieser Reihenfolge: gegen welche Bezugsgröße der Druck gemessen wird, welche Messspanne der Messwert abdecken und auflösen muss, was das Medium mit den benetzten Teilen macht und wo das Gerät physisch untergebracht werden muss. Alles Weitere - Protokoll, Anzeige, Diagnose - wird danach geklärt.
Wie Drucktransmitter messen
Ein Messelement verformt sich unter dem anliegenden Druck oder wird gedehnt und wandelt das je nach Bauart piezoresistiv, kapazitiv, als Dünnschicht-Dehnmessstreifen oder piezoelektrisch in eine elektrische Änderung um. Dass das Gerät ein Transmitter und nicht ein nackter Sensor ist, macht die Signalaufbereitung ringsum aus: Verstärkung, Linearisierung und, entscheidend, Temperaturkompensation. Ein unkompensiertes Element driftet mit der Umgebungs- und der Prozesstemperatur, und die Kompensation ist es, die einen Messwert über den Tag hinweg aussagekräftig hält.
Die Bezugsseite gibt der Messung ihre Bedeutung. Ein Relativdruck-Transmitter vergleicht gegen den örtlichen Atmosphärendruck, sein Messwert wandert also mit dem Wetter und mit der Höhe. Ein Absolutdruck-Transmitter vergleicht gegen ein abgeschlossenes Vakuum und ist daher die richtige Wahl, wo der absolute Wert zählt, etwa in Vakuumsystemen und in Aufgaben, in denen der Atmosphärenanteil nicht wandern darf. Ein Transmitter mit festem Bezug hält im Gehäuse eine feste Referenz, was dort eingesetzt wird, wo der Weg zur Atmosphäre korrodieren oder verstopfen würde. Ein Differenzdruck-Transmitter misst die Differenz zwischen zwei Druckanschlüssen.
Messbereich und Einstellverhältnis entscheiden, wie viel des Messwerts nutzbar ist. Ein über eine weite Spanne kalibrierter Transmitter löst am unteren Ende dieser Spanne weniger auf, weshalb ein allein nach seinem Maximum gewähltes Gerät oft genau dort schlecht ist, wo der Prozess normalerweise arbeitet. Die Überlastfestigkeit ist die andere Seite derselben Medaille: Eine schmale, auf Auflösung hin gewählte Messspanne ist stärker den Druckspitzen bei einer Leitungsprüfung oder beim Anlaufen einer Pumpe ausgesetzt.
Ausführungsvarianten
Der größte Teil der Spezifikation wird durch diese Entscheidungen festgelegt und nicht durch die Genauigkeitsklasse. Jede schränkt die nächste ein, deshalb werden sie der Reihe nach geklärt.
| Konfiguration | Festzulegende Optionen | Was sie tatsächlich entscheidet |
| Druckbezug | Relativ, absolut, mit festem Bezug oder differenziell | Was der Nullpunkt bedeutet. Ein Relativdruck-Transmitter, der wie ein Absolutdruck-Gerät gelesen wird, weicht um den ganzen Atmosphärenanteil ab, und keine Kalibrierung korrigiert einen Bezug, der für die falsche Aufgabe spezifiziert wurde. |
| Messtechnologie | Piezoresistiv, kapazitiv, Dünnschicht-Dehnmessstreifen, piezoelektrisch | Langzeitstabilität, Toleranz gegenüber Überdruck und Verhalten an den Temperaturgrenzen der Anwendung. |
| Benetzte Teile | Werkstoff von Membran und Prozessanschluss, bei einer Trennung zusätzlich eine Füllflüssigkeit | Ob das Medium das Gerät angreift. Ist das Medium aggressiv, lautet die Antwort üblicherweise ein Druckmittler und nicht ein zunehmend exotischeres Membranmetall. |
| Messspanne und Einstellverhältnis | Die kalibrierte Messspanne im Verhältnis zum Gesamtbereich des Sensors | Die kleinste Druckänderung, die noch aufgelöst werden kann - und genau darauf kommt es in den meisten Anwendungen an. |
| Ausgang und Protokoll | 4-20 mA, HART, Modbus und weitere digitale Busse | Ob die Schleife rein analog ist, ob das Gerät aus der Ferne umkonfiguriert werden kann und ob Diagnosedaten mit dem Prozesswert mitlaufen. |
| Prozessanschluss | Gewinde, Flansch, hygienisch oder Kapillaranordnung zu einem getrennten Druckmittler | Mechanische Passung, Dichtverfahren und ob die Messstelle gereinigt werden kann oder isoliert bleiben muss. |
| Gehäuse und Bereichseinstufung | Gehäusewerkstoff, Schutzart, Zulassung für explosionsgefährdete Bereiche | Wo der Transmitter installiert werden darf - eine Standortentscheidung und keine Vorliebe. |
| Lokale Anzeige und Konfiguration | Integrierte Anzeige, lokale Tasten, Handbediengerät oder Fernkonfiguration | Inbetriebnahmeaufwand und wie ein Fehler von der Person bemerkt wird, die vor dem Schaltschrank steht. |
So wählen Sie Drucktransmitter aus
| Faktor | Warum er die Antwort bestimmt | Wie er vor der Anfrage geklärt wird |
|---|
| Bezugsart | Sie definiert den Nullpunkt, und jeder Vergleich weiter stromabwärts hängt davon ab | Nennen Sie ausdrücklich relativ, absolut oder differenziell. Leiten Sie es nicht aus dem Gerätenamen ab - dieselbe Baugruppe kann alle drei tragen. |
| Messspanne und das untere Ende der Aufgabe | Der normale Arbeitspunkt liegt oft weit unter dem Maximum, und dort geht Auflösung verloren | Nennen Sie minimalen, normalen und maximalen Druck und nicht einen einzelnen Bereichswert. |
| Transiente Bedingungen und Prüfbedingungen | Leitungsprüfungen, Pumpenstarts und Ausdampfungen können den Betriebsdruck um ein Vielfaches überschreiten | Nennen Sie den höchsten Druck, den der Transmitter jemals sieht, auch kurzzeitig, und jede Vakuumbedingung. |
| Medium und benetzter Werkstoff | Korrosion der Membran oder des Prozessanschlusses ist der übliche Grund, warum ein Transmitter früh ausfällt | Listen Sie Medium, Konzentration und Temperatur auf, dazu jede Spül- oder Reinigungsflüssigkeit, die auf der Leitung verwendet wird. |
| Temperatur an der Messstelle | Die Prozesstemperatur erreicht das Gerät über den Anschluss und verschiebt sowohl den Messwert als auch die Lebensdauer | Nennen Sie die Prozesstemperatur und die Umgebungstemperatur am Einbauort und ob bereits eine Impulsleitung oder ein Druckmittler vorgesehen ist. |
| Montage und Impulsleitung | Kondensat, Pulsation und Verstopfung verändern den Druck, den der Transmitter tatsächlich sieht | Beschreiben Sie, wie das Gerät angeschlossen wird: direkt montiert, mit Halterung, mit Impulsleitung mit oder ohne Wassersack oder mit getrenntem Druckmittler. |
| Schleife und Integration | Das empfangende System entscheidet über den Ausgang und darüber, wie viele Diagnosedaten nützlich sind | Nennen Sie, was das Signal liest und wie viele Kanäle zur Verfügung stehen. |
| Umgebung | Korrosive Atmosphäre, Spritzwasser, Sonneneinstrahlung im Freien und ein klassifizierter Bereich verändern jeweils das Gehäuse | Nennen Sie die Bereichsklassifizierung und ob das Gehäuse abgespritzt, erdverlegt oder der Witterung ausgesetzt wird. |
Die nächstliegenden Alternativen
Das sind die Typen, um die es bei einer Anfrage für Drucktransmitter meist tatsächlich geht, und der Punkt, an dem die Auswahl wirklich entschieden wird.
| Nächste Alternative | Was sie vom Transmitter unterscheidet |
| Manometer | Eine Anzeige vor Ort ohne elektrischen Ausgang. Wo jemand den Druck am Verwendungsort körperlich abliest und kein Signal wandern muss, ist ein Manometer die einfachere und robustere Antwort; der Transmitter existiert, um den Wert an eine andere Stelle zu bringen. |
| Differenzdrucktransmitter | Misst die Differenz zwischen zwei Anschlüssen und nicht einen Druck gegen eine Bezugsgröße. Wird für den Durchfluss über ein Messelement und für den Füllstand in einem geschlossenen Behälter verwendet. Ein Differenzdruck-Gerät für eine reine Einzeldruckaufgabe zu beschaffen ist möglich, verschwendet aber Messspanne und fügt eine zweite Impulsleitung hinzu. |
| Absolutdrucktransmitter | Ein Transmitter, dessen Bezug ein abgeschlossenes Vakuum ist. Wird gewählt, wo der Absolutwert die Prozessgröße ist, etwa bei der Vakuumdestillation, in Kondensatoraufgaben und bei der Atmosphärenkompensation, und nicht lediglich als Variante eines Relativdruck-Geräts. |
| Druckmessumformer | In der Praxis bezeichnet der Begriff das umformende Element oder ein kompaktes Gerät, das ein System speisen soll, oft ohne Feldgehäuse und ohne lokale Anzeige. Wo ein vollständiges, vor Ort montiertes Gerät mit Schleifenausgang gewünscht ist, ist ein Transmitter die klarere Spezifikation. |
| Druckschalter | Erzeugt bei einem Schaltpunkt einen Kontakt und sonst nichts. Richtig für Verriegelungen und Alarme, wo nicht die Frage ist, wie hoch der Druck ist, sondern ob er eine Grenze überschritten hat. |
| Druckmittler | Kein Transmitter, sondern das Zubehör, das einen solchen vom Medium trennt. Wird gewählt, wenn das Medium das Gerät verstopfen oder korrodieren würde oder eine hygienische oder hochtemperaturfeste Schnittstelle gefordert ist. |
Wo an einer Messstelle ein Transmitter und ein Manometer zugleich gewünscht sind, ist ein Ventilblock meist die sauberere Antwort als zwei getrennte Anschlüsse.
Was die Anfrage enthalten sollte
Die erste Antwort kann ein Angebot sein statt einer Liste von Fragen, wenn die Anfrage diese Angaben enthält. Ist ein Wert nicht bekannt, senden Sie die Beschreibung der Aufgabe und wir bestätigen, was daraus folgt.
- Benötigte Bezugsart: relativ, absolut, mit festem Bezug oder differenziell
- Minimaler, normaler und maximaler Druck im Betrieb
- Jede transiente Überlast, jeder Unterdruck und jede Leitungsprüfbedingung
- Medium, Konzentration und Temperatur, einschließlich Reinigungsflüssigkeiten
- Umgebungstemperatur und Beanspruchung am Einbauort
- Art, Größe und Norm des Prozessanschlusses
- Ausgang und Protokoll sowie das Gerät, das das Signal liest
- Anforderungen an Gehäuse, Schutzart und Bereichsklassifizierung
- Ob eine lokale Anzeige oder lokale Konfiguration benötigt wird
- Menge, Bestimmungshafen und gewünschter Liefertermin
