Drucksensoren werden im Außenbereich unter anderem an Pumpwerken, Wasseraufbereitungsanlagen, mobilen Maschinen, Tanks, Gebäudetechnik und dezentralen Prozessanlagen eingesetzt. Bei der Auswahl stehen häufig Messbereich, Ausgangssignal und Prozessanschluss im Vordergrund.
Viele Ausfälle entstehen jedoch nicht durch einen falsch gewählten Druckbereich. Feuchtigkeit gelangt über einen nicht korrekt montierten Steckverbinder in die Elektronik, Kondensat sammelt sich in einem Anschlussgehäuse oder ein ungeeignetes Kabel wird durch UV-Strahlung und Temperaturwechsel spröde.
Auch die Angabe IP67 allein garantiert noch keine dauerhaft zuverlässige Außeninstallation. Die Schutzart gilt für eine definierte Geräteausführung und nur unter den vom Hersteller genannten Bedingungen. Gegen langfristige Sonneneinstrahlung, Korrosion, Frost, Kondenswasser oder Überspannungen sagt der IP-Code allein nichts aus.
Dieser Beitrag erklärt, wie Drucksensor, elektrischer Anschluss, Kabelweg, Montageort und Signalauswertung gemeinsam geplant werden müssen, damit die Messstelle auch bei Regen, Feuchte und wechselnden Temperaturen zuverlässig arbeitet.
Inhaltsverzeichnis
- Warum nicht nur der Drucksensor betrachtet werden darf
- Was IP65, IP67, IP68 und IP69 tatsächlich bedeuten
- Steckverbinder oder fester Kabelausgang?
- Wie Kondensat im Sensor und Anschlussgehäuse entsteht
- Druckausgleich bei Relativdrucksensoren
- Kabelwerkstoff und Leitungsführung auswählen
- Temperaturwechsel, UV-Strahlung und Frost
- Einbauort und Wetterschutz richtig planen
- EMV-gerechte Signalübertragung im Außenbereich
- Überspannung und Blitzbeeinflussung berücksichtigen
- Mechanische Belastung und Prozessanschluss
- Systematische Inbetriebnahme der Außenmessstelle
- Typische Fehlerbilder und ihre Ursachen
- Praxisbeispiel: Druckmessung an einem Pumpwerk
- Welche Messgeräte / Produkte eignen sich?
- Fazit
- Häufige Fragen zu Drucksensoren im Außenbereich
Warum nicht nur der Drucksensor betrachtet werden darf
Eine Druckmessstelle im Außenbereich besteht nicht nur aus der eigentlichen Messzelle. Für die Zuverlässigkeit sind mehrere Komponenten verantwortlich:
- Drucksensor und Gehäuse
- Prozessanschluss und Dichtung
- Steckverbinder oder Kabelausgang
- Gegenstecker und Kabelverschraubung
- Anschlussleitung und deren Verlegung
- Klemmenkasten oder Schaltschrank
- Spannungsversorgung und Signalauswertung
- Potenzialausgleich, Schirmung und Überspannungsschutz
Die schwächste Komponente bestimmt häufig die tatsächliche Beständigkeit der gesamten Messstelle. Ein Drucksensor mit IP67 verliert seinen praktischen Schutz, wenn ein Gegenstecker mit ungeeigneter Dichtung eingesetzt oder die Kabelverschraubung nicht auf den Außendurchmesser des Kabels abgestimmt wird.
Ebenso kann ein vollständig vergossener Kabelausgang am Sensor sehr dicht sein, während das andere Kabelende in einem feuchten Anschlusskasten endet. Feuchtigkeit kann dann an Adern und Leitungszwischenräumen entlangwandern oder über eine vorhandene Druckausgleichskapillare bis zum Sensor gelangen.
Was IP65, IP67, IP68 und IP69 tatsächlich bedeuten
Der IP-Code beschreibt den Schutz eines Gehäuses gegen das Eindringen von Fremdkörpern und Wasser unter festgelegten Prüfbedingungen.
| Schutzart | Typische Aussage | Wichtige Einschränkung |
|---|---|---|
| IP65 | Staubdicht und gegen Wasserstrahlen geschützt | Keine Aussage über zeitweiliges Untertauchen |
| IP67 | Staubdicht und gegen zeitweiliges Untertauchen geschützt | Nicht automatisch für dauerhafte Unterwassermontage geeignet |
| IP68 | Staubdicht und für weitergehendes Untertauchen ausgelegt | Tiefe und Dauer werden vom Hersteller festgelegt |
| IP69 beziehungsweise IP69K | Schutz gegen starke Hochdruck- und Heißwasserstrahlen | Nicht gleichbedeutend mit unbegrenzter Unterwasserbeständigkeit |
Für einen frei bewitterten Drucksensor kann IP65 je nach Einbauort ausreichen, wenn kein stehendes Wasser und keine intensive Reinigung auftreten. Bei ungeschützter Montage, Spritzwasser, Schneeschmelze oder regelmäßiger Anlagenreinigung ist häufig mindestens IP67 sinnvoll.
IP68 wird benötigt, wenn der Sensor oder sein elektrischer Anschluss zeitweise beziehungsweise dauerhaft unter Wasser liegen kann. Dabei müssen die im Datenblatt genannten Bedingungen zu Eintauchtiefe, Dauer, Kabel und Druckausgleich beachtet werden.
Der IP-Code bewertet nicht automatisch:
- UV-Beständigkeit
- Korrosion durch Salz oder Chemikalien
- Kondenswasser im Inneren
- Vereisung
- Ozon- oder Ölbeständigkeit des Kabels
- mechanische Zug- und Vibrationsbelastung
- Überspannung und Blitzströme
Die Schutzart ist daher nur ein Auswahlkriterium innerhalb der vollständigen Umgebungsbewertung.
Steckverbinder oder fester Kabelausgang?
Steckverbinder erleichtern den Austausch eines Drucksensors. Ein defektes Gerät kann ohne Öffnen eines entfernten Anschlusskastens ersetzt werden. Voraussetzung ist, dass Steckertyp, Pinbelegung und Dichtung eindeutig festgelegt sind.
M12-Steckverbinder
M12-Stecker sind kompakt, vibrationsfest und in der Industrie weit verbreitet. Im Außenbereich muss der passende Gegenstecker jedoch dieselbe beziehungsweise eine geeignete Schutzart besitzen.
Zu beachten sind:
- vollständig eingesteckter und korrekt angezogener Gegenstecker
- unbeschädigter O-Ring
- passender Kabeldurchmesser bei feldkonfektionierbaren Steckern
- Abdeckkappe auf nicht verwendeten Anschlüssen
- keine seitliche Belastung durch ein frei hängendes Kabel
Ein nur handfest angesetzter Stecker oder eine beschädigte Dichtung kann bereits bei Schlagregen zu Feuchtigkeitseintritt führen.
Ventilstecker nach DIN EN 175301-803
Winkelstecker ermöglichen eine einfache Verdrahtung, besitzen aber mehrere Dichtstellen. Kabelverschraubung, Flachdichtung, Gehäuse und Befestigungsschraube müssen korrekt montiert sein.
Wird der Stecker mit nach oben gerichteter Kabelverschraubung montiert, kann sich Wasser unmittelbar am Kabeleintritt sammeln. Eine nach unten gerichtete Leitung mit Tropfschlaufe ist deshalb meist günstiger.
Fester Kabelausgang
Ein werkseitig vergossener Kabelausgang reduziert die Anzahl lösbarer Dichtstellen. Er eignet sich besonders für dauerhaft feuchte Bereiche und enge Einbausituationen.
Der Vorteil besteht allerdings nur, wenn das Kabel zur Umgebung passt und das freie Kabelende trocken abgeschlossen wird. Beschädigungen durch Scheuern, scharfe Biegeradien oder Zugbelastung können nicht durch die Schutzart des Sensorgehäuses kompensiert werden.
Wie Kondensat im Sensor und Anschlussgehäuse entsteht
Kondenswasser entsteht, wenn feuchte Luft auf eine Oberfläche trifft, deren Temperatur unter dem Taupunkt liegt. Im Außenbereich können starke Temperaturwechsel zwischen Tag und Nacht diesen Effekt regelmäßig verursachen.
Typische Situationen sind:
- kalter Drucksensor an einer Wasserleitung bei warmer, feuchter Außenluft
- beheizter Schaltschrank, der nachts abkühlt
- Sensor an einem gekühlten Behälter
- warme Pumpstation mit kaltem Außenanschluss
- direkte Sonneneinstrahlung am Tag und starke Abkühlung in der Nacht
Ein dichtes Gehäuse verhindert nicht zwangsläufig Kondensat. Befindet sich bereits feuchte Luft im Inneren, kann diese bei Abkühlung an Gehäusewand, Klemmen oder Elektronik kondensieren.
Besonders kritisch sind schlecht belüftete Schutzgehäuse. Ein zusätzlicher Kasten kann zwar gegen Regen schützen, gleichzeitig aber Feuchtigkeit einschließen. Dann entsteht ein dauerhaft feuchtes Mikroklima.
Mögliche Gegenmaßnahmen sind:
- trockene Montage und Verdrahtung
- geeignete Entlüftungs- oder Membranelemente
- Kondensatablauf am tiefsten Punkt des Schutzgehäuses
- ausreichender Abstand zu kalten Oberflächen
- Wetterschutz gegen direkte Abkühlung und Sonneneinstrahlung
- gegebenenfalls Schaltschrankheizung oder geregelte Belüftung
Entlüftungs- und Drainageelemente dürfen nur eingesetzt werden, wenn sie zum erforderlichen Gehäuseschutz und zum Explosionsschutzkonzept passen.
Druckausgleich bei Relativdrucksensoren
Ein Relativdrucksensor vergleicht den Prozessdruck mit dem aktuellen atmosphärischen Druck. Dafür benötigt die Rückseite der Messzelle eine Verbindung zur Umgebungsluft.
Dieser Druckausgleich kann je nach Bauform erfolgen über:
- eine Belüftungsöffnung im Steckverbinder
- eine Membran im Sensorgehäuse
- eine Kapillare innerhalb des Anschlusskabels
- einen separaten Druckausgleichsschlauch
Bei kleinen Messbereichen ist dieser atmosphärische Bezug besonders wichtig. Wird die Belüftung blockiert, kann sich bei Temperatur- und Luftdruckänderungen ein Nullpunktfehler ergeben.
Eine belüftete Kabelausführung benötigt am freien Kabelende einen trockenen und druckoffenen Abschluss. Die Kapillare darf nicht:
- mit Wasser gefüllt werden
- luftdicht verschlossen werden
- in einem dauerhaft feuchten Klemmenkasten enden
- durch enge Biegeradien oder Quetschungen blockiert werden
Je nach System wird das Kabelende in einem trockenen belüfteten Anschlusskasten mit geeignetem Filter- oder Trockenelement abgeschlossen. Dabei müssen die Vorgaben des Sensorherstellers eingehalten werden.
Absolutdrucksensoren benötigen keinen atmosphärischen Druckausgleich. Eine Umstellung auf Absolutdruck ist jedoch nicht automatisch eine Lösung, weil sich dadurch Messgröße und Skalierung ändern.
Kabelwerkstoff und Leitungsführung auswählen
Ein für Innenräume geeignetes PVC-Kabel ist nicht automatisch für jahrelange Außenmontage geeignet. Kabelmantel, Aderisolation und Verschraubung müssen zur tatsächlichen Umgebung passen.
| Anforderung | Zu prüfende Eigenschaft |
|---|---|
| Direkte Sonneneinstrahlung | UV- und Witterungsbeständigkeit |
| Mobile Maschine | Flexibilität, Abrieb- und Vibrationsfestigkeit |
| Hydraulikaggregat | Öl- und Kraftstoffbeständigkeit |
| Niedrige Temperatur | zulässiger Biegeradius und Kälteflexibilität |
| Chemische Umgebung | Beständigkeit gegen Reinigungsmittel und Prozessstoffe |
| Lange Leitung | Schirmung, Leiterquerschnitt und Spannungsabfall |
Die Leitung sollte vom Sensor zunächst nach unten geführt werden. Eine Tropfschlaufe verhindert, dass Regenwasser entlang des Kabels direkt zum Steckverbinder oder zur Kabelverschraubung läuft.
Weitere wichtige Maßnahmen sind:
- Kabel gegen Scheuern an Blechkanten schützen
- geeignete Zugentlastung vorsehen
- keine engen Biegeradien direkt am Sensor
- Steckverbindungen nicht im tiefsten Punkt einer Kabelschlaufe anordnen
- Leitungen nicht dauerhaft in Wasser oder Schlamm verlegen
- Übergänge in Schutzrohre oder Kabelkanäle abdichten
Bei Erdverlegung ist ein ausdrücklich dafür geeignetes Kabel beziehungsweise ein dichtes Schutzrohr erforderlich. Eine normale Sensoranschlussleitung sollte nicht ohne weitere Schutzmaßnahmen direkt im Erdreich verlegt werden.
Temperaturwechsel, UV-Strahlung und Frost
Die Umgebungstemperatur im Datenblatt beschreibt normalerweise die Lufttemperatur am Sensor. Bei direkter Sonneneinstrahlung kann sich ein metallisches Sensorgehäuse jedoch deutlich über die Umgebungstemperatur erwärmen.
Gleichzeitig können kalte Medien den Sensor unter die Außenlufttemperatur abkühlen. Dadurch entstehen hohe Temperaturgradienten und Kondensationsgefahr.
Bei der Auslegung sind deshalb zu berücksichtigen:
- minimale und maximale Lufttemperatur
- direkte Sonneneinstrahlung
- Temperatur des Prozessmediums
- Wärmeleitung über Rohrleitung und Anschluss
- schnelle Temperaturwechsel
- Frost und Eisbildung
Gefrierendes Wasser kann Dichtungen, Schutzkappen und Stecker mechanisch belasten. Wasseransammlungen sollten daher konstruktiv vermieden werden.
Ein Sonnenschutz kann die thermische Belastung deutlich reduzieren. Er sollte jedoch so ausgeführt sein, dass Luft zirkulieren kann und kein feuchter, geschlossener Raum entsteht.
Einbauort und Wetterschutz richtig planen
Der beste Schutz besteht häufig darin, die Messstelle nicht direkt der Witterung auszusetzen. Ein kleiner Dachüberstand oder ein geeigneter Wetterschutz reduziert Schlagregen, Schnee und direkte Sonnenstrahlung.
Der Drucksensor sollte dennoch für Wartung und Sichtkontrolle zugänglich bleiben. Vollständig gekapselte Konstruktionen erschweren das Erkennen von Korrosion, beschädigten Leitungen oder undichten Prozessanschlüssen.
Bei der Positionierung sollte vermieden werden:
- Montage unter undichten Flanschen oder Ventilen
- stehendes Wasser am elektrischen Anschluss
- direkte Nähe zu Ablauf- und Reinigungsdüsen
- Montage an stark vibrierenden Pumpengehäusen
- ungeschützte Position im Fahr- oder Arbeitsbereich
- Wärmedämmung bis über den Sensorkörper
Ein Schutzgehäuse darf den Druckausgleich eines Relativdrucksensors nicht blockieren. Ebenso muss verhindert werden, dass sich im Gehäuse Kondensat sammelt und über Kabel oder Kapillaren zum Sensor gelangt.
EMV-gerechte Signalübertragung im Außenbereich
Drucksensoren im Außenbereich sind häufig über lange Leitungen mit einem entfernten Schaltschrank verbunden. Parallel verlaufende Motorleitungen, Frequenzumrichter, Pumpenantriebe und Schaltvorgänge können dabei Störungen einkoppeln.
4–20-mA-Signal
Ein 4–20-mA-Signal ist für längere Leitungswege meist besonders geeignet. Der Strom wird durch Spannungsabfälle und eingekoppelte Störspannungen weniger beeinflusst als ein direkt übertragenes Spannungssignal.
Vor der Inbetriebnahme müssen Schleifenspannung, Bürde, Leitungswiderstand und aktive beziehungsweise passive Ausführung geprüft werden.
0–10-V-Signal
Ein 0–10-V-Signal eignet sich eher für kurze Signalwege. Spannungsabfälle auf der Masseleitung und Potenzialunterschiede zwischen Sensor und SPS wirken sich direkt auf den Messwert aus.
Bei langen Außenleitungen ist deshalb häufig ein 4–20-mA-Signal oder eine galvanisch getrennte Signalübertragung vorzuziehen.
Schirmung und Leitungsverlegung
Die Schirmung muss nach Herstellerangabe und dem Erdungs- beziehungsweise Potenzialausgleichskonzept der Anlage angeschlossen werden. Eine pauschale Regel, den Schirm immer nur einseitig oder immer beidseitig aufzulegen, ist nicht für jede Anlage richtig.
Zusätzlich sollten:
- Sensorleitungen getrennt von Motor- und Leistungskabeln verlegt werden
- Kreuzungen möglichst rechtwinklig erfolgen
- große Leiterschleifen vermieden werden
- Schaltschränke und metallische Anlagenteile in den Potenzialausgleich einbezogen werden
- Versorgung und Analogeingang auf Störungen geprüft werden
Mit dem UPS4E Stromschleifen-Kalibrator können definierte 4–20-mA-Signale am Schaltschrank oder direkt an der Feldleitung simuliert werden. Dadurch lässt sich unterscheiden, ob ein Fehler vom Drucksensor, von der Leitung oder von der SPS-Skalierung verursacht wird.
Eine elektrische Simulation ersetzt jedoch keine Druckkalibrierung und keine Prüfung der Dichtheit des Sensors.
Überspannung und Blitzbeeinflussung berücksichtigen
Lange Leitungen im Außenbereich können durch Schaltvorgänge, induktive Verbraucher und atmosphärische Überspannungen beeinflusst werden. Besonders gefährdet sind Leitungen zwischen unterschiedlichen Gebäuden oder weit voneinander entfernten Anlagenteilen.
Je nach Risiko können erforderlich sein:
- Überspannungsschutz im Feld und am Schaltschrank
- kurze Ableitwege zum Potenzialausgleich
- galvanische Trennung
- geschirmte beziehungsweise metallisch geschützte Leitungswege
- Einbindung in das Blitz- und Überspannungsschutzkonzept
Ein handelsüblicher Drucksensor ist kein Blitzschutzgerät. Selbst eine robuste EMV-Ausführung kann direkte oder sehr hohe Blitzteilströme nicht schadlos beherrschen.
Überspannungsschutzgeräte müssen zum Ausgangssignal, zur Betriebsspannung, zum Explosionsschutz und zur erforderlichen Messgenauigkeit passen. Zusätzliche Schutzkomponenten können die Bürde einer 4–20-mA-Schleife erhöhen.
Mechanische Belastung und Prozessanschluss
Im Außenbereich treten häufig zusätzliche mechanische Belastungen auf. Pumpen, Fahrzeuge, Wind, Rohrbewegungen und Frost können Kräfte auf den Sensor und die Anschlussleitung übertragen.
Der Drucksensor sollte über die dafür vorgesehene Schlüsselfläche eingeschraubt werden. Das Gehäuse oder der Steckverbinder dürfen nicht als Montagewerkzeug verwendet werden.
Zu prüfen sind:
- Prozessgewinde und Dichtungsart
- Anzugsdrehmoment
- Werkstoffverträglichkeit
- Korrosionsgefahr
- Druckstöße und Pulsationen
- Vibration und Schock
- mögliche Eis- und Schneelast
Lange Adapterketten erhöhen die Hebelwirkung. Bei stark vibrierenden Aggregaten kann eine kurze Druckleitung oder ein geeigneter Messgerätehalter sinnvoller sein als die direkte Montage auf dem Pumpengehäuse.
Der elektrische Anschluss darf nicht die mechanische Last des Sensors tragen. Auch bei einem festen Kabelausgang ist eine separate Zugentlastung erforderlich.
Systematische Inbetriebnahme der Außenmessstelle
- Umgebung prüfen: Temperatur, Regen, Sonneneinstrahlung, Reinigung, Frost und mögliche Überflutung bewerten.
- Geräteausführung kontrollieren: Messbereich, Ausgangssignal, Schutzart und Temperaturbereich mit der Bestellung vergleichen.
- Prozessanschluss montieren: Passende Dichtung und vorgeschriebenes Anzugsdrehmoment verwenden.
- Elektrischen Anschluss herstellen: Gegenstecker, Kabelverschraubung und Dichtungen korrekt montieren.
- Kabel verlegen: Tropfschlaufe, Zugentlastung und Abstand zu Leistungskabeln vorsehen.
- Druckausgleich prüfen: Belüftungsöffnung oder Kapillare frei und trocken halten.
- Schirmung und Überspannungsschutz kontrollieren: Ausführung mit dem Anlagenkonzept abgleichen.
- Signal testen: Nullpunkt, Endwert, SPS-Skalierung und Fehlersignale prüfen.
- Dichtheit kontrollieren: Prozessanschluss und elektrischen Anschluss nach der ersten Belastung nochmals prüfen.
- Dokumentation erstellen: Anschlussart, Kabeltyp, Schutzmaßnahmen und Prüfwerte festhalten.
Typische Fehlerbilder und ihre Ursachen
| Fehlerbild | Mögliche Ursache | Bessere Vorgehensweise |
|---|---|---|
| Messwert fällt nach starkem Regen aus | Feuchtigkeit im Gegenstecker oder Anschlusskasten | Stecker, Dichtung und Kabelverschraubung prüfen und trocknen |
| Nullpunkt verändert sich mit dem Wetter | Blockierter oder feuchter Druckausgleich bei kleinem Relativdruckbereich | Belüftungskapillare und Kabelabschluss kontrollieren |
| Signal ist bei laufender Pumpe unruhig | EMV-Einkopplung, Vibration oder reale Druckpulsation | Elektrische Simulation und unabhängige Druckprüfung durchführen |
| Sensor arbeitet nur bei trockenem Wetter korrekt | Beschädigte Kabelisolation oder unvollständig montierter Steckverbinder | Gesamte Leitung einschließlich Übergangsstellen prüfen |
| Kabelmantel wird spröde | Fehlende UV- oder Kältebeständigkeit | Für Außenanwendung freigegebenen Kabelwerkstoff einsetzen |
| Ausfall nach Gewitter | Überspannung über Versorgung, Signalleitung oder Potenzialausgleich | Überspannungs- und Erdungskonzept überprüfen |
| Kondenswasser im Schutzkasten | Feuchte Luft eingeschlossen und keine Entwässerung | Gehäusebelüftung, Heizung oder Drainage passend auslegen |
| IP67-Sensor zeigt Korrosion | IP-Code bewertet nicht die chemische Beständigkeit | Gehäuse-, Anschluss- und Dichtungswerkstoffe prüfen |
Praxisbeispiel: Druckmessung an einem Pumpwerk
An einem kommunalen Pumpwerk soll der Ausgangsdruck einer Förderpumpe dauerhaft überwacht werden. Der Sensor befindet sich außerhalb des Gebäudes an einer horizontalen Wasserleitung.
Die erste Ausführung besteht aus einem Drucksensor mit M12-Stecker und 0–10-V-Ausgang. Die Anschlussleitung verläuft rund 40 m gemeinsam mit Motorleitungen zur Steuerung.
Nach einigen Monaten treten bei Regen sporadische Messwertsprünge auf. Zusätzlich verändert sich der Messwert, sobald der Frequenzumrichter der Pumpe seine Ausgangsfrequenz ändert.
Bei der Prüfung werden mehrere Ursachen festgestellt:
- Der feldkonfektionierte M12-Gegenstecker ist nicht vollständig abgedichtet.
- Das Kabel läuft von oben ohne Tropfschlaufe zum Sensor.
- Die 0–10-V-Leitung liegt über eine lange Strecke neben der Motorleitung.
- Ein Überspannungsschutz ist nicht vorhanden.
Die Messstelle wird auf einen Sensor mit werkseitigem Kabelausgang und 4–20-mA-Signal umgerüstet. Das Kabel wird zunächst nach unten geführt und anschließend in einem UV-beständigen Schutzrohr verlegt.
Das freie Kabelende endet in einem trockenen Anschlusskasten. Für Versorgung und Signalleitung wird ein zum Stromsignal passender Überspannungsschutz vorgesehen. Leistungskabel und Sensorleitung werden räumlich getrennt.
Vor dem Anschluss des neuen Sensors wird die SPS-Skalierung mit einem Stromschleifenkalibrator bei 4, 12 und 20 mA geprüft. Anschließend erfolgt die Kontrolle mit einem definierten Prüfdruck.
Die Messung bleibt danach auch bei Regen und wechselnder Pumpendrehzahl stabil. Das Beispiel zeigt, dass nicht der Druckmessbereich, sondern die Kombination aus Anschluss, Signalart und Leitungsführung die ursprünglichen Probleme verursacht hatte.
Welche Messgeräte / Produkte eignen sich?
In der Kategorie Drucksensoren und Differenzdrucksensoren finden Sie unterschiedliche Bauformen für Maschinenbau, Wassertechnik, Prozessindustrie und mobile Anwendungen.
Die Kategorie ICS-Drucksensoren enthält konfigurierbare Druckmessumformer mit unterschiedlichen Messbereichen, Signalen und elektrischen Anschlüssen.
IMP331 für universelle industrielle Außenmessstellen
Der IMP331 ist ein universell einsetzbarer Druckmessumformer mit Messbereichen ab 100 mbar und unterschiedlichen Strom- beziehungsweise Spannungsausgängen.
Je nach Konfiguration stehen unter anderem ein Kabelausgang in IP67 und ein Kabel mit Druckausgleichsschlauch in IP68 zur Verfügung. Bei der Auswahl müssen Messart, Umgebungstemperatur, Kabelwerkstoff und Abschluss des Druckausgleichs gemeinsam berücksichtigt werden.
IMP331Pi für präzise Druckmessungen
Der IMP331Pi eignet sich für präzise Messungen mit piezoresistiver Edelstahlmesszelle und aktiver Temperaturkompensation.
Auch hier sind je nach Ausführung unterschiedliche elektrische Anschlüsse einschließlich Kabelvarianten in IP67 beziehungsweise IP68 möglich. Die konkrete Konfiguration muss zur Außenanwendung und zum Prozessanschluss passen.
WIKA MH-3 für mobile und besonders raue Anwendungen
Der WIKA MH-3 ist für mobile Arbeitsmaschinen und hohe mechanische Belastungen vorgesehen.
Schutzarten bis IP69K, hohe Schock- und Vibrationsfestigkeit sowie eine robuste EMV-Auslegung machen ihn besonders für Außenanwendungen an Baumaschinen, Kommunalfahrzeugen und mobilen Hydrauliksystemen interessant.
UPS4E zur Prüfung der 4–20-mA-Signalkette
Mit dem UPS4E Stromschleifen-Kalibrator können 4–20-mA-Signale gemessen und simuliert werden.
Dadurch lassen sich Feldleitung, Überspannungsschutz, Analogeingang und SPS-Skalierung unabhängig vom Drucksensor prüfen. Für die Bewertung der eigentlichen Druckmessung ist zusätzlich eine Prüfung mit einem geeigneten Druckreferenzgerät erforderlich.
ICS Schneider Messtechnik unterstützt bei der Auswahl von Messbereich, Druckart, Ausgangssignal, elektrischer Anschlussausführung und Schutzmaßnahmen. Benötigt werden Medium, Druckbereich, Prozessanschluss, Umgebungstemperatur, mögliche Überflutung, Kabellänge, Einbausituation und vorhandener SPS-Eingang.
Fazit: Die Schutzart allein macht noch keine zuverlässige Außenmessstelle
Ein Drucksensor im Außenbereich muss nicht nur zum Prozessdruck, sondern auch zu Regen, Feuchte, Temperaturwechseln, Sonneneinstrahlung und elektrischen Störquellen passen.
Der angegebene IP-Code gilt nur für die vollständig montierte Geräteausführung. Gegenstecker, Kabelverschraubung, Dichtung und Kabeldurchmesser sind deshalb ebenso wichtig wie das Sensorgehäuse.
Kondensat kann auch in scheinbar dichten Schutzgehäusen entstehen. Bei Relativdrucksensoren muss zusätzlich der atmosphärische Druckausgleich trocken und funktionsfähig bleiben.
Ein werkseitiger Kabelausgang reduziert lösbare Dichtstellen, erfordert jedoch einen geeigneten Kabelwerkstoff und einen trockenen Abschluss. Steckverbinder erleichtern den Austausch, müssen aber sorgfältig montiert und gegen stehendes Wasser geschützt werden.
Für lange Leitungen ist 4–20 mA häufig robuster als 0–10 V. Schirmung, Potenzialausgleich und Überspannungsschutz müssen zum vollständigen Anlagenkonzept passen.
Eine dauerhaft zuverlässige Messstelle entsteht daher erst aus der richtigen Kombination von Drucksensor, elektrischem Anschluss, Kabelweg, Wetterschutz, EMV-Konzept und regelmäßiger Sichtkontrolle.
Häufige Fragen zu Drucksensoren im Außenbereich
Reicht IP67 für einen Drucksensor im Außenbereich aus?
Für viele frei bewitterte Anwendungen kann IP67 geeignet sein. Bei dauerhafter Überflutung, Hochdruckreinigung oder besonderen Umgebungsbedingungen kann eine andere Ausführung erforderlich sein.
Ist ein IP68-Drucksensor dauerhaft wasserdicht?
IP68 gilt nur unter den vom Hersteller festgelegten Bedingungen. Zulässige Eintauchtiefe, Dauer, Kabel und Druckausgleich müssen dem Datenblatt entnommen werden.
Warum gilt die Schutzart bei einem M12-Sensor nur im gesteckten Zustand?
Die Abdichtung entsteht erst durch den passenden und korrekt montierten Gegenstecker. Ohne Gegenstecker liegen Kontakte und Dichtfläche offen.
Was ist bei einem belüfteten Sensorkabel zu beachten?
Die Druckausgleichskapillare muss trocken und zur Atmosphäre offen bleiben. Das Kabelende darf nicht luftdicht verschlossen oder in einem feuchten Gehäuse abgelegt werden.
Kann Kondenswasser trotz IP67 entstehen?
Ja. Der IP-Code bewertet das Eindringen von Wasser von außen. Bereits im Gehäuse vorhandene feuchte Luft kann bei Temperaturabfall kondensieren.
Welches Ausgangssignal eignet sich für lange Außenleitungen?
4–20 mA ist meist robuster als 0–10 V. Die verfügbare Schleifenspannung, Gesamtbürde und der Überspannungsschutz müssen dabei berücksichtigt werden.
Soll das Sensorkabel nach oben oder nach unten geführt werden?
Im Bereich des elektrischen Anschlusses sollte es zunächst nach unten verlaufen. Eine Tropfschlaufe verhindert, dass Wasser direkt zum Stecker oder zur Kabelverschraubung läuft.
Schützt ein Edelstahlgehäuse automatisch vor Korrosion?
Nein. Die Beständigkeit hängt von der konkreten Edelstahlqualität, den Dichtungen, dem Medium und der Umgebungsatmosphäre ab.
Wann ist ein zusätzliches Schutzgehäuse sinnvoll?
Bei direktem Schlagregen, Sonneneinstrahlung, mechanischer Gefährdung oder intensiver Reinigung kann ein Schutzgehäuse sinnvoll sein. Es muss jedoch belüftet beziehungsweise entwässert werden, damit sich kein Kondensat sammelt.
Wie lässt sich feststellen, ob eine Störung vom Sensor oder von der SPS kommt?
Bei einem 4–20-mA-System kann der SPS-Eingang mit einem Stromschleifenkalibrator simuliert werden. Anschließend wird der Sensor separat mit einem bekannten Druck geprüft.
Welche Angaben benötigt ICS Schneider für die Auswahl?
Benötigt werden Messbereich, Relativ- oder Absolutdruck, Medium, Prozessanschluss, Ausgangssignal, Kabellänge, Umgebungstemperatur, Witterungsbelastung, mögliche Überflutung, Reinigungsverfahren und vorhandene Signalauswertung.