Differenzdrucktransmitter (auch DP-Transmitter genannt) gehören zu den vielseitigsten Messgeräten. Sie werden in vielen Branchen verwendet, um Füllstand, Durchfluss und Druck von einer Vielzahl von Flüssigkeiten auch bei hohen Temperaturen, Drücken, Durchflussraten und Geschwindigkeiten zu messen. In diesem Artikel wird das Funktionsprinzip des Differenzdrucktransmitters erläutert.

Was ist ein Differenzdrucktransmitter?

Obwohl es heute spezielle Geräte für diese Messungen gibt, bevorzugen viele Feldingenieure immer noch den guten alten Differenzdrucktransmitter. Ein Differenzdrucktransmitter setzt sich aus einer Sensorzelle (Drucksensor) und einem Transmitter zusammen. Die Zelle hat zwei Druckkammern, die durch ein Membran getrennt sind.

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Wir nennen eine Kammer die Hochdruckseite und die andere die Niederdruckseite, aber das müssen wir nicht wörtlich nehmen. Diese Definition sagt uns einfach die Richtung der Wirkung, die Druck auf das Ausgangssignal haben wird.

Funktionsprinzip des Differenzdrucktransmitters

Stellen Sie sich vor, wir haben einen Prozess mit -20 bar bis 20 bar und keinen Druck in beiden Kammern. An diesem Punkt zeigt das Signal 12 Milliampere (mA) an, die 0 bar, 50 Prozent des Messbereichs repräsentieren. Wenn wir Druck auf die Hochdruckseite des Differenzdrucktransmitters ausüben, wird der Wert auf 20 mA steigen und Ihnen einen positiven Wert anzeigen. Auf der anderen Seite, wenn wir Druck auf die Niederdruckseite ausüben, wird das Signal in Richtung 4 mA und hin zu einem negativen Wert getrieben.

Für die Umwandlung des Drucks in der Sensorzelle in ein elektronisches Signal stehen mehrere Optionen zur Verfügung – piezoresistiv (Dehnungsmesser), piezoelektrisch, resonant und kapazitiv. Ein Differenzdrucktransmitter kann den Druckunterschied in einer Probenahmekammer messen, die durch ein Membran aufgeteilt ist. Der empfindliche Transmitter registriert die Form der Membran und erfasst die Änderungen aufgrund des Druckunterschieds auf beiden Seiten der Probenahmekammer.

Differenzdrucktransmitteranwendungen

Druckmessung mit DP-Transmittern

DP-Sender unterscheiden sich von anderen Drucktransmittern insofern, dass sie über Referenzdrucksysteme verfügen. Der Referenzdruck hängt von der Art des Drucks ab, den die Anwendung benötigt.

Relativdruck- / Überdruckmessung

Bei der Messung von Überdruck ist das hohe Ende der Probenahme mit dem Gefäß oder der Rohrleitung verbunden und das niedrige Ende ist dem atmosphärischen Druck ausgesetzt. Der DP-Transmitter misst also Werte im Verhältnis zum atmosphärischen Druck.

Absolutdruckmessung

Für die Messung des Absolutdrucks befindet sich das niedrige Ende des DP-Transmitters im Vakuum. Der Transmitter misst also den atmosphärischen Druck unter atmosphärischen Bedingungen.

Vakuummessung

Für die Vakuummessung wird das niedrige Ende des DP-Transmitters mit dem Vakuumgefäß verbunden und das hohe Ende wird dem atmosphärischen Druck ausgesetzt. In diesem Fall gilt, je größer das Vakuum im Gefäß, desto ausgeprägter die Reaktion des Transmitters.

Füllstandsmessung unter Verwendung eines Differenzdrucktransmitters

Für offene und geschlossene Behälter und Tanks können Differenzdrucktransmitter den Druck der Flüssigkeit im Behälter sowie die Druckhöhe über dem Füllstand messen. In diesem Fall kann der Differenzdrucktransmitter den Füllstand des Tanks jederzeit unter Verwendung des Differenzdrucks bestimmen.

Das Verhältnis zwischen Druck und Füllstand: P = ρ*g*h ρ = Dichte der Flüssigkeit g = Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft h = Höhe der Flüssigkeitssäule. Differentialdrucktransmitter sollten nur Flüssigkeiten mit Dichten messen, die sich nicht aufgrund von Temperaturschwankungen verändern, da dies die Genauigkeit Ihrer Messung stören wird.

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Durchflussmessung unter Verwendung eines Differenzdrucktransmitters

Bei Durchflussmessung mit einem Differenzdrucktransmitter installieren wir ein Primärelement in der Messlinie. Dieses Primärelement sorgt für eine mechanische Beschränkung, die den Durchfluss innerhalb des Rohres verändern wird. Die Veränderung im Querschnitt und die Gesetze der Kontinuität sorgen dafür, dass sich die Geschwindigkeit der Flüssigkeit nach dem Querschnitt erhöht.

Gleichzeitig nimmt der statische Druck an diesem Punkt ab. Differenzdrucktransmitter können den Druckverlauf vor und nach dem Primärelement messen und so die Strömungsgeschwindigkeit, Masse und den Volumenfluss messen. Die Bernoulli-Gleichung beschreibt die Beziehung zwischen der Geschwindigkeit einer Flüssigkeit und ihrem Druck. Wenn die Geschwindigkeit der Flüssigkeit steigt, wird auch der Druckabfall zunehmen. Aus diesem Grund beeinflussen die Prozessparameter die benötigte Primärelementart.

Viele Unternehmen verwenden die Blendenplatte für eine breite Palette von industriellen Anwendungen. Dennoch müssen wir verschiedene Primärelement-Designs verwenden, je nachdem, ob wir einen Hochdruckabfall oder ein Vermischen von Flüssigkeit mit Feststoffen vermeiden wollen, die die mechanische Beschränkung beschädigen können.

Falls Sie Fragen zu Differenzdrucktransmittern haben, please ask our engineers!

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