Aufbau eines Drucktransmitters

Ein Drucktransmitter, oft auch Druckmessumformer genannt, misst die physikalische Grösse Druck in Flüssigkeiten oder Gasen und gibt den Messwert als elektrisches Signal aus. Die interaktive Grafik auf dieser Seite führt Sie zu den wichtigsten Informationen über die Schlüsselelemente eines Drucktransmitters: Neben den funktionalen Hauptaufbauelementen sind dies die Schnittstellen zur Umgebung, die wichtigsten Kriterien zur Auswahl eines geeigneten Drucktransmitters sowie die wichtigsten Leistungsmerkmale. Die Kernelemente für den Aufbau des Druckmessumformers sind: die Messzelle, also der Sensor im engeren Sinne, welcher auch als Druckaufnehmer bezeichnet wird; der Prozessanschluss; die Elektronik zur Signalaufbereitung; der elektrische Anschluss sowie das umgebende Gehäuse.

Die Trafag Drucksensoren basierend hauptsächlich entweder auf der Dünnfilm-auf-Stahl-Technologie mit einem verschweissten Sensor aus Edelstahl und ohne O-Ring oder auf der Dickschicht-auf-Keramik-Technologie.

Beide Sensortechnologien stammen aus Trafag-eigener Produktion und wurden gemeinsam mit dem ASIC (anwendungsspezifischer Mikrochip) inhouse entwickelt. Dadurch sind Drucksensor und Elektronik perfekt aufeinander abgestimmt und erreichen ihre einzigartige Langzeitstabilität und Zuverlässigkeit auch unter widrigsten Umgebungsbedingungen in anspruchsvollen Anwendungen.

Schnittstellen eines Drucktransmitters

Die wichtigsten Schnittstellen nach aussen sind der Prozessanschluss, also die Druckanschlussseite, sowie der elektrische Anschluss, auch Signalanschluss genannt. Im industriellen Anwendungsbereich sind diese Schnittstellen genormt. Je nach Branche und Anwendung kommen verschiedene Schnittstellen zum Einsatz. Heutige Drucktransmitter sind mit einer Vielzahl von Prozessanschlüssen, Ausgangssignalen und elektrischen Anschlüssen erhältlich. Industrielle Sensoren mit unterschiedlichen Technologien ermöglichen die Messung von wenigen mbar bis zu mehreren Tausend bar, mit einer Genauigkeit von bis zu 0.1%. Vom elektrischen Anschluss, welcher meistens aus einem Stecker oder einem Anschlusskabel besteht, wird der Messwert entweder als Analogsignal oder als Digitalsignal ausgegeben. Die häufigsten Analogausgangssignale sind 4 ... 20mA und 0 ... 10VDC.

Der Vorteil von digitalen Signalen ist die bidirektionale Kommunikation, welche sowohl eine Diagnose als auch die einfache Konfigurierbarkeit der Druckmessung ermöglicht (z.B. Umstellung der Druckmesseinheit von bar auf psi). Andererseits können neben Druck auch weitere physikalische Messgrössen ausgegeben werden, wie beispielsweise die Temperatur.

Neben den elektronischen Drucktransmittern mit analogen und digitalen Ausgangssignalen gibt es auch elektronische Druckschalter. Sie geben keinen Messwert aus, sondern verfügen über einen oder mehrere Transistorausgänge oder Relaisausgänge.

Leistungsmerkmale eines Drucktransmitters

Neben dem Druckanschluss und dem elektrischen Anschluss sind weitere Kriterien bei der Auswahl des geeigneten Drucktransmitters zentral: Die wichtigsten Leistungsmerkmale zur Auswahl eines Drucktransmitters sind der Messbereich, die geforderte Messart (Absolut-, Relativ- oder Differenzdruck) und die gewünschte Genauigkeit.

Je nach Einsatzgebiet muss die Erfüllung bestimmter Normen und Richtlinien beachtet werden, wie beispielsweise Bahnnormen, Explosionsschutznormen oder Schiffszulassungen. Ausserdem müssen Umwelteinflüsse berücksichtigt werden: Vibrationen, Schock, Wasser und Staub, elektromagnetische Störungen, Umgebungstemperatur, die Temperatur des Messmediums. Bei der Wahl des Materials ist wichtig, dass die medienberührenden Teile so gewählt werden, dass das Material nicht durch das Medium korrodiert wird.

Denn die Korrosion von Messzellen und Prozessanschlüssen, gelegentlich auch von Gehäusen und der Elektronik sind häufige Ausfallursachen von Druckmessumformern.

Eine weitere Ursache für defekte Drucktransmitter sind sehr hohe Druckspitzen, wie sie vor allem in Flüssigkeiten auftreten. Diese Druckspitzen, die oft nur Millisekunden lang andauern, können ein Mehrfaches des normalen Messbereiches betragen und dadurch die empfindliche Membran des Druckaufnehmers zerstören. Neben speziellen Dämpfungselementen, die ähnlich wie eine Blende im Prozessanschluss wirken, ist in solchen Fällen oft nur die Wahl eines Drucktransmitter-Typs mit besonders hoher Überdrucksicherheit die Lösung.

In unserem Bereich Know-how finden Sie weitergehende Informationen zu oben erwähnten Aspekten:

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