Differenzdruckmanometer bei hohem statischem Druck: Überlastschutz und Nullpunkt richtig bewerten

→ Produktkategorie: Druckmesstechnik

 

Ein Filter arbeitet in einer Prozessleitung mit:

25 bar Betriebsdruck

.

Über dem Filter sollen jedoch nur:

0 … 250 mbar Differenzdruck

gemessen werden.

Auf den ersten Blick scheint deshalb ein Differenzdruckmanometer mit:

0 … 250 mbar

ausreichend.

Das ist jedoch nur ein Teil der Auslegung.

Während das Messgerät lediglich die Differenz zwischen Hoch- und Niederdruckseite anzeigen soll, stehen beide Prozessanschlüsse gleichzeitig unter einem wesentlich höheren Betriebsdruck.

Beispielsweise:

p+ = 25,20 bar

und:

p- = 24,95 bar

.

Der Differenzdruck beträgt:

Δp = p+ − p- = 0,25 bar = 250 mbar

Das Messsystem steht gleichzeitig unter ungefähr:

25 bar statischem Druck

.

Ein Differenzdruckmanometer muss deshalb immer für mindestens zwei unterschiedliche Belastungen ausgewählt werden:

• den tatsächlich zu messenden Differenzdruck,
• den maximal möglichen statischen beziehungsweise gemeinsamen Betriebsdruck.

Zusätzlich muss geklärt werden, welche:

• einseitige Überlast,
• beidseitige Überlast,
• wechselnde Differenzdrucküberlast,
• Druckspitzen

im Betrieb oder während Anfahren, Abschalten und Ventilbetätigung auftreten können.

Ein kleiner Messbereich bedeutet deshalb keinesfalls automatisch, dass das Gerät nur für kleine Prozessdrücke geeignet sein muss. Umgekehrt bedeutet ein hoher zulässiger statischer Druck nicht automatisch, dass jedes beliebige einseitige Überlastszenario zulässig ist.

Passende Geräte finden Sie bei ICS Schneider unter Druckmesstechnik sowie unter Differenzdruckmanometer.

Was misst ein Differenzdruckmanometer?

Ein Differenzdruckmanometer besitzt zwei Druckanschlüsse.

Typischerweise:

p+

für die Hochdruckseite und:

p-

für die Niederdruckseite.

Die angezeigte Messgröße ist

Δp = p+ − p-

Beispiel

p+ = 18,40 bar

p- = 18,15 bar

Damit ergibt sich

Δp = 0,25 bar = 250 mbar

Das Manometer muss also nicht

0 … 20 bar

anzeigen.

Für die eigentliche Messaufgabe kann beispielsweise:

0 … 400 mbar

ausreichend sein.

Mechanisch muss das Gerät trotzdem

den hohen Druck auf beiden Prozessanschlüssen sicher aufnehmen können.

Was bedeutet statischer Druck?

Bei einer Differenzdruckmessung wird häufig vom:

statischen Druck

oder:

Betriebsdruck

gesprochen.

Gemeint ist vereinfacht

der hohe gemeinsame Druck, auf dem die kleine Differenzdruckmessung stattfindet.

Als Näherung kann betrachtet werden

pstat ≈ (p+ + p-) / 2

Beispiel

p+ = 100,20 bar

p- = 100,00 bar

Dann beträgt

Δp = 0,20 bar

während der gemeinsame Druck ungefähr:

pstat = 100,10 bar

beträgt.

Das Verhältnis ist bemerkenswert

Der Differenzdruck macht hier nur etwa:

0,2 %

des gemeinsamen Druckniveaus aus.

Genau deshalb

sind Differenzdruckmessungen bei hohem statischem Druck technisch anspruchsvoll.

Kleinen Differenzdruck bei hohem Betriebsdruck verstehen

Eine typische Anwendung ist die Filterüberwachung.

Vor einem Filter

herrscht:

p1 = 30,18 bar

Hinter dem Filter

herrscht:

p2 = 30,03 bar

Gesucht wird nicht der Leitungsdruck

sondern der Druckverlust über dem Filter:

Δp = 150 mbar

Ein geeignetes Differenzdruckmanometer

könnte deshalb beispielsweise einen Messbereich von:

0 … 250 mbar

besitzen.

Aber

das Messsystem muss gleichzeitig mindestens für den auftretenden:

statischen Betriebsdruck ≥ 30 bar

ausgelegt sein.

Zusätzlich muss betrachtet werden

was passiert, wenn:

• eine Impulsleitung abgesperrt wird,
• eine Seite zuerst unter Druck gesetzt wird,
• ein Ventil abrupt schließt,
• der Filter vollständig blockiert,
• eine Seite drucklos wird.

Welche Druckwerte müssen bei der Auswahl angegeben werden?

Für eine zuverlässige Auslegung reichen Angaben wie:

Messbereich 0 … 250 mbar

nicht aus.

Mindestens bekannt sein sollten

• gewünschter Differenzdruckmessbereich,
• normaler statischer Betriebsdruck,
• maximal möglicher Betriebsdruck,
• maximal möglicher einseitiger Differenzdruck,
• mögliche Druckspitzen,
• Medium,
• Temperatur,
• Prozessanschluss,
• benötigte Werkstoffe.

Bei kritischen Anwendungen zusätzlich

• Druckänderungsgeschwindigkeit,
• Pulsationen,
• Vibrationen,
• Ex-Anforderungen,
• benötigte Schaltkontakte,
• elektrisches Ausgangssignal.

Eine sinnvolle Anfrage lautet deshalb beispielsweise

Δp 0 … 250 mbar / Betriebsdruck 35 bar / maximal 40 bar / Wasser / 80 °C

und nicht lediglich:

Manometer 250 mbar

Differenzdruckmessbereich und Überlastsicherheit unterscheiden

Der Differenzdruckmessbereich beschreibt den Bereich, in dem das Instrument messen und anzeigen soll.

Beispiel

0 … 160 mbar

Die Überlastsicherheit beschreibt dagegen

welche höhere Druckbeanspruchung das Messsystem ohne unzulässige Schädigung aufnehmen darf.

Diese Werte können sehr weit auseinanderliegen

Ein hochüberlastsicheres Differenzdruckmanometer kann beispielsweise:

0 … 60 mbar

anzeigen und gleichzeitig für einen wesentlich höheren Betriebs- und Überlastdruck konstruiert sein.

Deshalb gilt

Messbereich ≠ zulässiger statischer Druck ≠ Überlastgrenze

Alle drei Angaben

müssen getrennt geprüft werden.

Warum einseitige Überlast besonders kritisch ist

Im normalen Betrieb liegen beide Seiten eines Differenzdruckmanometers häufig nahezu auf demselben Druckniveau.

Beispielsweise

p+ = 40,15 bar

p- = 40,00 bar

Dann beträgt die Belastung durch den Differenzdruck nur

150 mbar

Kritisch wird die Situation

wenn eine Seite plötzlich drucklos wird.

Beispiel

p+ = 40 bar

p- = 0 bar

Dann entsteht

Δp = 40 bar

Das entspricht bei einem Messbereich von 0 … 250 mbar

dem:

160-fachen Skalenendwert

Eine solche Belastung kann beispielsweise entstehen durch

• falsche Ventilbetätigung,
• undichte oder blockierte Impulsleitung,
• einseitiges Druckbeaufschlagen beim Anfahren,
• einseitige Entlüftung,
• Wartungsarbeiten.

Deshalb ist besonders wichtig

Die Angabe „geeignet für 40 bar statischen Druck“ darf nicht ohne Prüfung mit „beliebig einseitig bis 40 bar überlastbar“ gleichgesetzt werden.

Die konkrete ein-, beid- und wechselseitige Überlastsicherheit muss aus den technischen Daten der jeweiligen Geräteausführung hervorgehen.

Druckspitzen und schnelle Druckänderungen berücksichtigen

Neben dem stationären Betriebsdruck können dynamische Druckereignisse auftreten.

Typische Ursachen

• schnelles Öffnen oder Schließen von Ventilen,
• Pumpenstart,
• Pumpenabschaltung,
• Druckstöße,
• Pulsationen,
• Umschalten von Prozesslinien.

Dadurch können kurzfristig

sehr hohe:

Δp-Spitzen

auftreten.

Diese müssen nicht lange dauern

um ein empfindliches Messelement mechanisch zu beanspruchen.

Bei WIKA Hochdruck-Differenzdruckmanometern

wie DPGT43HP oder DPGS43HP wird deshalb eine Messzellenflüssigkeitsdämpfung eingesetzt, um die Anzeige bei hohen Druckänderungsgeschwindigkeiten zu beruhigen.

Wichtig

Eine Dämpfung ersetzt nicht die notwendige:

mechanische Überlastfestigkeit

Messprinzip passend zur Anwendung auswählen

Differenzdruckmanometer können mit unterschiedlichen Messsystemen arbeiten.

Plattenfeder-Systeme

sind besonders für:

• kleine Differenzdrücke,
• hohe statische Drücke,
• Prozessanwendungen

interessant.

Bei hochüberlastsicheren Ausführungen

kann das Messelement konstruktiv so abgestützt werden, dass bei Überlast eine mechanische Begrenzung der Auslenkung erfolgt.

Magnetkolben-Systeme

wie beim WIKA 700.01 sind dagegen kompakt und eignen sich unter anderem für:

• Filterüberwachung,
• Pumpenüberwachung,
• Gas- und Luftversorgung,
• Rohrleitungssysteme.

Bei Flüssigkeiten

kann je nach Anwendung beispielsweise die Ausführung 700.02 mit Magnetkolben und Trennmembrane sinnvoll sein.

Die Auswahl sollte deshalb nicht ausschließlich nach

Messbereich

erfolgen.

Differenzdruckmessbereich richtig dimensionieren

Ein möglichst kleiner Messbereich verbessert grundsätzlich die Ablesbarkeit kleiner Druckdifferenzen.

Aber

der Messbereich muss auch den tatsächlich möglichen Betriebsbereich abdecken.

Beispiel

Normaler Filterzustand:

Δp = 40 … 100 mbar

Filterwechsel bei

Δp = 180 mbar

Maximal erwartbar

Δp = 220 mbar

Ein Bereich von

0 … 250 mbar

kann hier sinnvoller sein als:

0 … 100 mbar

Denn

der kleinere Bereich würde zwar im Normalbetrieb besser auflösen, wäre aber im tatsächlichen Prozess regelmäßig außerhalb des vorgesehenen Messbereichs.

Umgekehrt

wäre:

0 … 10 bar

für eine typische Differenz von 100 mbar wenig sinnvoll.

Grundregel

Der Messbereich sollte zur tatsächlichen Differenzdruckaufgabe passen – die statische Druckfestigkeit wird davon getrennt ausgewählt.

Nullpunkt richtig bewerten

Bei:

p+ = p-

gilt theoretisch:

Δp = 0

Das Instrument sollte dann

entsprechend seinen zulässigen Fehlergrenzen:

0

anzeigen.

In der Praxis muss jedoch unterschieden werden zwischen

Nullpunkt bei drucklosem Gerät

und:

Nullpunkt bei beidseitig anliegendem statischem Druck

Beispiel

Ein Manometer zeigt bei:

p+ = p- = 0 bar

exakt Null.

Im Prozess herrschen anschließend beidseitig

30 bar

Auch wenn die Druckdifferenz weiterhin null ist

kann der statische Druck abhängig vom verwendeten Messsystem einen Einfluss auf die Anzeige besitzen.

Deshalb

sollte bei Anwendungen mit besonders kleinen Differenzdrücken geprüft werden:

• welcher Einfluss des statischen Drucks angegeben ist,
• wie der Hersteller die Nullpunktkontrolle vorsieht,
• ob eine Nullpunktkorrektur vorgesehen ist,
• unter welchen Bedingungen diese durchgeführt werden darf.

Wichtig

Ein Nullpunktfehler sollte nicht einfach verstellt werden, bevor geklärt wurde, ob die Ursache tatsächlich im Gerät oder in der Messstelle liegt.

Einfluss des statischen Drucks auf die Anzeige

Bei sehr kleinen Differenzdruckmessbereichen kann der Einfluss des gemeinsamen Drucks relevant werden.

Das Datenblatt der WIKA Typen 732.31, 733.31, 732.51 und 733.51

weist beispielsweise einen eigenen Kennwert für:

Einfluss statischer Druck

aus.

Für kleine Anzeigespannen bis 0,25 bar

wird dort angegeben:

±0,3 % pro 1 bar statischem Druck

bezogen auf den jeweiligen Skalenendwert.

Für Anzeigespannen über 0,25 bar

wird angegeben:

±0,04 % pro 1 bar statischem Druck

Das zeigt einen wichtigen Zusammenhang

Je kleiner der zu messende Differenzdruck im Verhältnis zum gemeinsamen Druck ist, desto wichtiger wird dieser Einfluss in der Messunsicherheitsbetrachtung.

Deshalb reicht die Aussage

Gerät ist bis 40 bar statisch druckfest

für eine Genauigkeitsbewertung nicht aus.

Es muss zusätzlich gefragt werden

Wie verändert der statische Druck die Messabweichung?

Warum ein Ventilblock sinnvoll ist

Zwischen Prozess und Differenzdruckmanometer wird häufig ein Ventilblock eingesetzt.

Typische Funktionen sind

• Hochdruckseite absperren,
• Niederdruckseite absperren,
• beide Seiten miteinander verbinden beziehungsweise ausgleichen,
• je nach Ausführung entlüften oder prüfen.

Ein Ausgleichsventil ermöglicht

unter geeigneten Bedingungen:

p+ = p-

Damit kann

eine Nullpunktkontrolle der Messkette ermöglicht werden, ohne den gesamten Prozess drucklos zu machen.

Zusätzlich

kann ein Ventilblock die Demontage und Wartung des Messgeräts erleichtern.

Aber

Ein Ventilblock schützt nur dann vor Fehlbelastungen, wenn seine Schaltung und Bedienung zur konkreten Messstelle passen.

Fehler bei der Ventilbetätigung vermeiden

Bei einem kleinen Differenzdruckmessbereich und hohem Betriebsdruck kann eine falsche Ventilsequenz eine sehr hohe einseitige Belastung erzeugen.

Beispiel

Messbereich:

0 … 100 mbar

Betriebsdruck:

100 bar

Wird während Wartungsarbeiten eine Seite

drucklos gemacht, während auf der anderen Seite weiterhin:

100 bar

anliegen, entsteht kurzzeitig eine Differenzdruckbeanspruchung von:

100 bar

Das entspricht

1.000 × Skalenendwert

Deshalb

sollten Anfahr-, Abschalt-, Nullprüf- und Entlüftungsabläufe entsprechend:

• Geräteanleitung,
• Ventilblockausführung,
• Anlagendokumentation

festgelegt werden.

Insbesondere sollte nicht pauschal angenommen werden

dass das Entlüften einer einzelnen Seite unter vollem Betriebsdruck für jedes Differenzdruckmessgerät zulässig ist.

Impulsleitungen und Höhendifferenzen berücksichtigen

Ein falscher Nullpunkt muss nicht vom Manometer selbst verursacht werden.

Bei flüssigen Messstoffen

können unterschiedliche Flüssigkeitssäulen in den beiden Impulsleitungen einen hydrostatischen Differenzdruck erzeugen.

Vereinfacht gilt

Δph = ρ × g × Δh

Mit

• ρ = Dichte des Mediums,
• g = Erdbeschleunigung,
• Δh = Höhendifferenz.

Bei Wasser

entspricht bereits eine Höhendifferenz von ungefähr:

1 m

einem hydrostatischen Druck von ungefähr:

98 mbar

Bei einem Messbereich von

0 … 160 mbar

wäre dieser Einfluss erheblich.

Deshalb müssen unter anderem

• Verlauf der Impulsleitungen,
• Füllzustand,
• Lufteinschlüsse,
• Kondensat,
• Höhendifferenzen

berücksichtigt werden.

Wichtig

Vor einer Nullpunktkorrektur sollte deshalb immer geprüft werden, ob die Messstelle selbst einen realen hydrostatischen Differenzdruck erzeugt.

Filterüberwachung mit Differenzdruck

Eine der häufigsten Anwendungen ist die Zustandsüberwachung von Filtern.

Gemessen wird

ΔpFilter = pvor Filter − pnach Filter

Mit zunehmender Verschmutzung

steigt normalerweise der Druckverlust.

Beispiel

Neuer Filter:

50 mbar

Normalbetrieb

50 … 150 mbar

Wartungsgrenze

200 mbar

Der Leitungsdruck kann gleichzeitig

30 bar

betragen.

Das Instrument muss deshalb

einerseits den kleinen Bereich:

0 … 250 mbar

gut auflösen und andererseits den hohen statischen Prozessdruck aufnehmen können.

Pumpenüberwachung mit Differenzdruck

Auch Pumpen können über eine Druckdifferenz überwacht werden.

Beispielsweise

Δp = pDruckseite − pSaugseite

Daraus können Hinweise entstehen auf

• Pumpenbetrieb,
• Förderzustand,
• ungewöhnliche Betriebszustände.

Hier kann die Differenz jedoch

wesentlich größer sein als bei einer Filterüberwachung.

Deshalb

sollte der Messbereich entsprechend der tatsächlichen Pumpenkennwerte gewählt werden und nicht automatisch ein besonders kleiner Differenzdruckbereich verwendet werden.

Füllstandsmessung an geschlossenen Behältern

Differenzdruck kann außerdem für die Füllstandsmessung in geschlossenen Behältern eingesetzt werden.

Prinzip

Auf der Unterseite des Behälters wirkt:

Gasdruck + hydrostatischer Druck

Auf der Oberseite

wirkt im Wesentlichen:

Gasdruck

Die Differenz ist damit

vereinfacht:

Δp = ρ × g × h

Der Gasdruck kann beispielsweise

20 bar

betragen, während der hydrostatische Messbereich nur:

0 … 500 mbar

umfasst.

Auch hier ist deshalb

die Kombination aus:

kleinem Δp + hohem statischem Druck

entscheidend.

Wann Schaltkontakte sinnvoll sind

Bei einer Filter- oder Pumpenüberwachung soll häufig nicht nur lokal angezeigt werden.

Zusätzlich kann benötigt werden

Grenzwert erreicht → Schaltsignal

Beispiel

Δp ≥ 200 mbar → Filterwechselmeldung

Dafür bietet ICS beispielsweise

die:

WIKA Typen DPGS43HP.100 und DPGS43HP.160

ICS nennt

• Differenzdruckmessbereiche ab 0 … 60 mbar,
• hohen statischen Betriebsdruck,
• hohe Überlastsicherheit bis 40, 100, 250 oder 400 bar,
• Induktivkontakte für explosionsgefährdete Bereiche,
• Schaltkontakte für SPS-Anwendungen.

Damit können

lokale Anzeige und Schaltfunktion in einem Gerät kombiniert werden.

Wann ein elektrisches Ausgangssignal sinnvoll ist

Für eine kontinuierliche Übertragung an:

• SPS,
• Leitsystem,
• Datenlogger,
• Fernüberwachung

ist ein analoges Ausgangssignal sinnvoll.

Eine entsprechende Lösung ist das

WIKA DPGT43HP

ICS nennt als Ausgangssignale unter anderem

4 … 20 mA

0 … 20 mA

und:

0 … 10 V

Damit stehen gleichzeitig

eine:

mechanische Vor-Ort-Anzeige

und:

elektrische Prozesswertübertragung

zur Verfügung.

Empfohlener Auswahl- und Prüfablauf

1. Messaufgabe definieren: Filter, Pumpe, Behälter, Durchfluss oder andere Differenzdruckanwendung festlegen.
2. Normalen Differenzdruck bestimmen: Typischen Betriebsbereich ermitteln.
3. Maximalen Differenzdruck bestimmen: Verschmutzung, Blockade und andere Prozesszustände berücksichtigen.
4. Messbereich auswählen: Ausreichende Auflösung und Reserve kombinieren.
5. Normalen statischen Druck bestimmen: Gemeinsames Prozessdruckniveau erfassen.
6. Maximalen Betriebsdruck bestimmen: Einschließlich möglicher Anlagenzustände.
7. Einseitige Überlast analysieren: Prüfen, ob eine Seite bei vollem Betriebsdruck drucklos werden kann.
8. Druckspitzen berücksichtigen: Ventile, Pumpen und schnelle Schaltvorgänge analysieren.
9. Messprinzip auswählen: Plattenfeder, Magnetkolben oder andere geeignete Bauform bestimmen.
10. Medium prüfen: Gas oder Flüssigkeit, Korrosivität, Viskosität und Kristallisation berücksichtigen.
11. Werkstoffe festlegen: Messstoffberührte Teile zur Anwendung passend auswählen.
12. Temperatur prüfen: Prozess- und Umgebungstemperatur berücksichtigen.
13. Statischen Druckeinfluss bewerten: Besonders bei kleinen Differenzdruckmessbereichen.
14. Ventilblock planen: Absperrung, Druckausgleich und gegebenenfalls Prüfmöglichkeiten vorsehen.
15. Impulsleitungen planen: Höhen, Kondensat und mögliche Lufteinschlüsse berücksichtigen.
16. Montagelage festlegen: Herstellerangaben beachten.
17. Nullpunkt vor Inbetriebnahme prüfen: Gerät im definierten Zustand kontrollieren.
18. Anfahren gemäß Messstellenkonzept: Unzulässige einseitige Überlast vermeiden.
19. Nullpunkt unter Betriebsbedingungen plausibilisieren: Falls technisch vorgesehen.
20. Messwert mit Prozesszustand vergleichen: Plausibilität überprüfen.
21. Schaltkontakte beziehungsweise Ausgangssignal prüfen: Falls vorhanden.
22. Überlastfälle dokumentieren: Zulässige Prozesszustände und Ventilbedienung festlegen.
23. Wiederkehrende Prüfung planen: Nullpunkt, Funktion und gegebenenfalls Kalibrierung in den Wartungsplan aufnehmen.

Typische Fehler bei Differenzdruckmanometern unter hohem statischem Druck

Beobachtung	Mögliche Ursache	Sinnvolle Prüfung
Manometer wurde trotz kleinem Δp beschädigt	Statischer Druck oder einseitige Überlast zu hoch	Betriebsdruck und Überlastsicherheit prüfen
Zeiger bleibt nach Wartung außerhalb Null	Einseitige Überlast während Ventilbetätigung	Ventilsequenz und Nullpunkt kontrollieren
Nullpunkt stimmt drucklos, aber nicht im Betrieb	Einfluss des statischen Drucks oder Messstellenfehler	Herstellerangabe und Impulsleitungen prüfen
Anzeige springt beim Ventilöffnen	Schnelle Druckänderung oder Druckstoß	Anfahrvorgang und Dämpfung prüfen
Filterdifferenz erscheint ungewöhnlich hoch	Impulsleitung blockiert oder Ventil nicht vollständig geöffnet	Messleitungen und Ventilblock prüfen
Filterdifferenz erscheint zu niedrig	Ausgleichsventil nicht vollständig geschlossen	Ventilblock prüfen
Konstanter Nullpunktversatz bei Flüssigkeit	Unterschiedliche Flüssigkeitssäulen	Höhendifferenz und Impulsleitungen prüfen
Anzeige driftet nach Entlüftung	Lufteinschluss beziehungsweise ungleich gefüllte Leitungen	Messleitungen fachgerecht prüfen
Zeiger schlägt regelmäßig an den Endanschlag	Messbereich zu klein oder Prozessspitzen	Δp-Maximum und Überlastfall analysieren
Anzeige ist stabil, aber systematisch verschoben	Statischer Druckeinfluss	Datenblattangabe in Genauigkeitsbewertung einbeziehen
Schaltkontakt löst zu früh oder zu spät aus	Nullpunkt, Schaltpunkt oder Messbereich ungeeignet	Mechanischen Messwert und Kontakt separat prüfen

Praxisbeispiel: Filter bei 25 bar Betriebsdruck überwachen

In einer Prozessleitung soll der Verschmutzungszustand eines Filters überwacht werden.

Prozessdaten

Betriebsdruck:

25 bar

Differenzdruck bei sauberem Filter

40 mbar

Normaler Betriebsbereich

40 … 150 mbar

Filterwechselgrenze

200 mbar

Maximal erwartbarer Differenzdruck

230 mbar

Schritt 1: Messbereich

Ein Bereich von:

0 … 250 mbar

bietet eine deutlich bessere Ablesbarkeit als beispielsweise:

0 … 10 bar

Schritt 2: statischer Druck

Das Differenzdruckmanometer muss gleichzeitig für mindestens:

25 bar Betriebsdruck

geeignet sein.

Schritt 3: maximaler Prozessdruck

Der tatsächliche maximale Leitungsdruck wird geprüft.

Angenommen:

pmax = 32 bar

Dann

muss die gewählte Druckstufe ausreichend darüber liegen.

Schritt 4: Überlastfall

Es wird betrachtet, was passiert, wenn eine Impulsleitung während Wartungsarbeiten drucklos wird.

Dann könnte theoretisch

nahezu der volle Betriebsdruck einseitig am Differenzdruckmesssystem anliegen.

Deshalb

wird ein Gerät gewählt, dessen dokumentierte Überlastsicherheit zur tatsächlichen Messstelle passt.

Schritt 5: Nullpunkt

Bei ausgeglichenem Druck:

p+ = p-

wird der Nullpunkt entsprechend der Geräte- und Anlagenanweisung geprüft.

Schritt 6: Wartungsgrenze

Wenn lediglich eine lokale Anzeige benötigt wird, genügt ein geeignetes mechanisches Differenzdruckmanometer.

Soll automatisch gemeldet werden

Δp ≥ 200 mbar

kann beispielsweise eine Version mit Schaltkontakten sinnvoll sein.

Soll der komplette Filtertrend aufgezeichnet werden

ist ein Differenzdruckmanometer mit elektrischem Ausgangssignal besonders geeignet.

Ergebnis

Die richtige Geräteauswahl ergibt sich nicht allein aus „0 … 250 mbar“, sondern aus der Kombination von Differenzdruckmessbereich, 25-bar-Betriebsdruck, maximalem Prozessdruck, Überlastszenario, Medium und gewünschter Signalfunktion.

Passende ICS-Produkte für Differenzdruck bei hohem statischem Druck

WIKA Typen 732.31, 733.31, 732.51 und 733.51

Für kleine Differenzdrücke bei vergleichsweise hohem Prozessdruck führt ICS die:

WIKA Typen 732.31, 733.31, 732.51 und 733.51

ICS nennt unter anderem

• Differenzdruckmessbereiche von 0 … 16 mbar bis 0 … 40 bar,
• hohen Betriebsdruck beziehungsweise statischen Druck bis 40 bar,
• Überlastsicherheit bis 40 bar,
• vollverschweißten Messstoffraum,
• bei den Typen 732.31 und 733.31 Sicherheitsstufe S3 nach EN 837.

Typische Anwendungen

sind:

• Pumpenüberwachung,
• Filterüberwachung,
• Prozessindustrie.

Besonders interessant

ist die Kombination aus:

kleinem Δp-Messbereich + hohem statischem Betriebsdruck

Bei hohen Genauigkeitsanforderungen

sollte zusätzlich der im Datenblatt angegebene Einfluss des statischen Drucks berücksichtigt werden.

WIKA DPGT43HP – Differenzdruckmanometer mit Ausgangssignal

Für Anwendungen mit hohem Betriebsdruck und zusätzlicher elektrischer Signalübertragung führt ICS das:

WIKA DPGT43HP

ICS nennt

• Differenzdruckmessbereiche ab 0 … 60 mbar,
• Betriebsdruck beziehungsweise statischen Druck wahlweise bis 40, 100, 250 oder 400 bar,
• entsprechend hohe Überlastsicherheit,
• Messzellenflüssigkeitsdämpfung bei hohen Druckänderungsgeschwindigkeiten,
• Ausgangssignale für Prozesswertübertragung.

Das Gerät eignet sich besonders

wenn benötigt werden:

Vor-Ort-Anzeige + elektrische Fernübertragung

WIKA DPGS43HP – Differenzdruckmanometer mit Schaltkontakten

Für Grenzwertüberwachung führt ICS die:

WIKA Typen DPGS43HP.100 und DPGS43HP.160

ICS nennt

• Differenzdruckmessbereiche ab 0 … 60 mbar,
• hohen statischen Druck und Überlastsicherheit bis 40, 100, 250 oder 400 bar,
• Messzellenflüssigkeitsdämpfung,
• Induktivkontakte,
• Schaltkontakte für SPS-Anwendungen.

Typische Aufgabe

Filterdruckverlust anzeigen + Grenzwert schalten

WIKA Typen 732.14 und 762.14

Für besonders hohe Betriebsdrücke führt ICS außerdem die:

WIKA Typen 732.14 und 762.14

ICS nennt

• Anzeigebereiche bis 0 … 40 bar,
• hohen statischen Druck und Überlastsicherheit wahlweise 40, 100, 250, 400 oder 650 bar,
• Übertragungsflüssigkeit zur Dämpfung bei hohen Druckänderungsgeschwindigkeiten,
• CrNi-Stahl-Ausführung beziehungsweise Sonderwerkstoffe.

Damit ist diese Baureihe besonders interessant

wenn das gemeinsame Druckniveau deutlich oberhalb der klassischen 40-bar-Anwendungen liegt.

WIKA Typen 700.01 und 700.02

Für kompakte Überwachungsaufgaben stehen bei ICS außerdem die:

WIKA Typen 700.01 und 700.02

ICS nennt

• Typ 700.01: Messbereiche von 0 … 400 mbar bis 0 … 10 bar,
• Typ 700.02: Messbereiche von 0 … 160 mbar bis 0 … 2,5 bar,
• statische Drücke beim Typ 700.01 wahlweise bis 100, 250 oder 400 bar,
• Typ 700.02 bis maximal 100 bar,
• hohe ein-, beid- und wechselseitige Überlastbarkeit entsprechend der jeweiligen Ausführung,
• optionale Reed-Kontakte.

Typische Anwendungen laut ICS

• Filteranlagen,
• Pumpenüberwachung,
• Kühlkreisläufe,
• Rohrleitungssysteme.

Welche Lösung passt?

Anwendung	Passende ICS-Lösung
Sehr kleiner Differenzdruck ab 16 mbar bei statischem Druck bis 40 bar	WIKA 732.31 / 733.31 / 732.51 / 733.51
Kleiner Differenzdruck bei hohem statischem Druck bis 400 bar und elektrischem Ausgang	WIKA DPGT43HP
Kleiner Differenzdruck bei hohem statischem Druck mit Grenzwertkontakten	WIKA DPGS43HP
Prozessanwendung mit statischem Druck bis 650 bar	WIKA 732.14 / 762.14
Kompakte Filter- oder Pumpenüberwachung bei hohem Betriebsdruck	WIKA 700.01 / 700.02 entsprechend Medium und Druckstufe

Weitere Geräte finden Sie unter Differenzdruckmanometer bei ICS Schneider.

Fazit

Bei einer Differenzdruckmessung unter hohem Betriebsdruck müssen zwei vollkommen unterschiedliche Druckgrößen gleichzeitig beherrscht werden:

kleiner Differenzdruck + hoher statischer Druck

Der Messbereich beschreibt nur die eigentliche Differenz

Beispielsweise:

0 … 250 mbar

Das Messsystem kann gleichzeitig einem Betriebsdruck von

25 bar, 100 bar oder mehr

ausgesetzt sein.

Überlastsicherheit ist eine separate Geräteeigenschaft

Besonders kritisch sind einseitige Belastungen beim:

• Anfahren,
• Abschalten,
• Entlüften,
• Absperren,
• Warten.

Auch der Nullpunkt muss richtig interpretiert werden

Ein Nullpunkt bei:

0 bar / 0 bar

ist nicht automatisch vollständig identisch mit dem Verhalten bei:

40 bar / 40 bar

Der statische Druck kann die Messgenauigkeit beeinflussen

und sollte besonders bei sehr kleinen Differenzdruckmessbereichen berücksichtigt werden.

Ein Ventilblock unterstützt Betrieb und Prüfung

aber eine falsche Ventilbedienung kann gerade bei kleinen Messbereichen eine extreme einseitige Überlast verursachen.

Für die Praxis gilt deshalb

Messaufgabe definieren → normalen und maximalen Differenzdruck bestimmen → statischen Betriebsdruck erfassen → maximalen Prozessdruck prüfen → einseitige Überlastfälle analysieren → Druckspitzen berücksichtigen → geeignetes Messprinzip auswählen → Messbereich dimensionieren → Werkstoffe und Medium prüfen → Einfluss des statischen Drucks bewerten → Ventilblock und Impulsleitungen planen → Nullpunkt korrekt prüfen → Anfahr- und Wartungsabläufe definieren → Messwert unter Betriebsbedingungen plausibilisieren → wiederkehrende Prüfung einplanen.

FAQ: Differenzdruckmanometer bei hohem statischem Druck

Was misst ein Differenzdruckmanometer?

Es misst die Differenz zwischen zwei Prozessdrücken nach Δp = p+ − p-.

Was ist der statische Druck bei einer Differenzdruckmessung?

Damit wird der gemeinsame Betriebsdruck bezeichnet, auf dessen Druckniveau die wesentlich kleinere Differenzdruckmessung stattfindet.

Kann ich 100 mbar Differenzdruck bei 40 bar Leitungsdruck messen?

Ja, wenn das verwendete Differenzdruckmessgerät sowohl für den erforderlichen kleinen Messbereich als auch für mindestens den auftretenden statischen Druck und die möglichen Überlastfälle ausgelegt ist.

Was ist wichtiger: Messbereich oder statischer Druck?

Beides. Der Messbereich bestimmt die eigentliche Differenzdruckmessung, während die zulässige statische Druckstufe bestimmt, welchem gemeinsamen Prozessdruck das Messsystem ausgesetzt werden darf.

Ist der statische Druck dasselbe wie der Differenzdruck?

Nein. Bei 30,2 bar auf der Hochdruckseite und 30,0 bar auf der Niederdruckseite beträgt der Differenzdruck lediglich 0,2 bar, obwohl das Gerät unter ungefähr 30 bar statischem Druck arbeitet.

Was bedeutet einseitige Überlast?

Eine Seite des Differenzdruckmesssystems wird mit einem hohen Druck beaufschlagt, während auf der anderen Seite ein deutlich niedrigerer Druck herrscht.

Warum kann einseitige Überlast gefährlich sein?

Weil dadurch eine Differenz entstehen kann, die um ein Vielfaches größer als der eigentliche Messbereich des Instruments ist.

Ist ein Gerät mit 100 bar statischem Druck automatisch einseitig bis 100 bar überlastbar?

Nicht automatisch. Die zulässige ein-, beid- und wechselseitige Überlast muss für die konkrete Geräteausführung geprüft werden.

Was bedeutet hochüberlastsicher?

Das Messsystem ist konstruktiv dafür ausgelegt, deutlich höhere Druckdifferenzen als den normalen Messbereich ohne unzulässige Schädigung aufzunehmen. Die konkrete Grenze ergibt sich aus den technischen Daten.

Wie entsteht eine einseitige Überlast während Wartungsarbeiten?

Zum Beispiel wenn eine Impulsleitung drucklos gemacht wird, während die andere weiterhin unter vollem Prozessdruck steht.

Kann ein falsches Öffnen von Ventilen ein Differenzdruckmanometer beschädigen?

Ja. Bei hohem statischem Druck kann eine ungünstige Ventilsequenz kurzzeitig nahezu den gesamten Prozessdruck als Differenzdruck über dem Messsystem erzeugen.

Was ist ein Ventilblock?

Ein Ventilblock verbindet das Differenzdruckmessgerät mit dem Prozess und ermöglicht je nach Ausführung das Absperren, Ausgleichen und gegebenenfalls Prüfen beziehungsweise Entlüften der Messstelle.

Wozu dient das Ausgleichsventil?

Es kann die Hoch- und Niederdruckseite miteinander verbinden, sodass beide Seiten unter geeigneten Bedingungen denselben Druck erhalten.

Kann der Nullpunkt bei laufendem Prozess geprüft werden?

Je nach Messstellen- und Ventilblockkonzept kann ein Druckausgleich zur Nullpunktkontrolle möglich sein. Das genaue Vorgehen muss den Geräte- und Anlagenanweisungen entsprechen.

Warum zeigt ein Differenzdruckmanometer trotz gleicher Prozessdrücke nicht exakt Null?

Mögliche Ursachen sind unter anderem statischer Druckeinfluss, mechanischer Nullpunktversatz, unterschiedliche Flüssigkeitssäulen, blockierte Impulsleitungen oder Lufteinschlüsse.

Kann der statische Druck die Genauigkeit beeinflussen?

Ja. Insbesondere bei kleinen Differenzdruckmessbereichen kann der statische Druck einen relevanten Einfluss auf die Messabweichung haben. Dieser Wert sollte dem jeweiligen Datenblatt entnommen werden.

Sollte ich einen Nullpunktfehler einfach korrigieren?

Nicht bevor ausgeschlossen wurde, dass die Ursache in Impulsleitungen, Ventilstellung, Flüssigkeitssäulen oder anderen Einbaubedingungen liegt.

Warum beeinflussen Höhendifferenzen in Impulsleitungen die Messung?

Flüssigkeitssäulen erzeugen hydrostatische Drücke. Unterschiedliche Höhen auf beiden Seiten erzeugen daher einen zusätzlichen Differenzdruck.

Wie groß ist der hydrostatische Druck von einem Meter Wassersäule?

Ungefähr 98 mbar. Bei kleinen Differenzdruckmessbereichen kann deshalb bereits eine relativ geringe Höhendifferenz erheblich sein.

Welcher Messbereich ist für eine Filterüberwachung sinnvoll?

Der Bereich sollte den normalen Filterdruckverlust und den maximal zulässigen Verschmutzungszustand mit ausreichender Reserve abdecken.

Warum sollte ich nicht einfach einen sehr großen Messbereich wählen?

Ein unnötig großer Messbereich verschlechtert die Ablesbarkeit kleiner Differenzdruckänderungen.

Kann ein Differenzdruckmanometer zur Pumpenüberwachung eingesetzt werden?

Ja. Der Differenzdruck zwischen Saug- und Druckseite kann zur Überwachung bestimmter Pumpenzustände verwendet werden.

Kann Differenzdruck zur Füllstandmessung verwendet werden?

Ja. In geschlossenen Behältern kann der Gasdruck auf der Niederdruckseite kompensiert werden, sodass der hydrostatische Druck der Flüssigkeit als Differenzdruck erfasst wird.

Was ist die WIKA Baureihe 732.31 / 733.31 / 732.51 / 733.51?

Es handelt sich um bei ICS gelistete Differenzdruckmanometer für die Prozessindustrie mit Messbereichen ab 0 … 16 mbar und statischem Betriebsdruck bis 40 bar.

Für welche Anwendungen eignen sich diese Geräte?

Unter anderem für Pumpenüberwachung, Filterüberwachung und andere Prozessanwendungen mit kleinen Differenzdrücken.

Was ist das WIKA DPGT43HP?

Das DPGT43HP ist ein hochüberlastsicheres Differenzdruckmanometer mit elektrischem Ausgangssignal und analoger Vor-Ort-Anzeige.

Welche statischen Drücke unterstützt das DPGT43HP?

ICS nennt je nach Ausführung Druckstufen bis 40, 100, 250 oder 400 bar.

Ab welchem Differenzdruckmessbereich ist das DPGT43HP erhältlich?

ICS nennt Differenzdruckmessbereiche ab 0 … 60 mbar.

Was ist das WIKA DPGS43HP?

Das DPGS43HP ist ein hochüberlastsicheres Differenzdruckmanometer mit Schaltkontakten.

Wann ist das DPGS43HP sinnvoll?

Wenn zusätzlich zur lokalen Anzeige ein definierter Differenzdruckgrenzwert überwacht und elektrisch weitergegeben werden soll.

Was sind die WIKA Typen 732.14 und 762.14?

Es handelt sich um Differenzdruckmanometer für die Prozessindustrie mit hohen statischen Druckstufen bis 650 bar.

Was sind die WIKA Typen 700.01 und 700.02?

Es handelt sich um kompakte Differenzdruckmanometer mit Magnetkolben beziehungsweise Magnetkolben und Trennmembrane für Anwendungen wie Filter-, Pumpen- und Rohrleitungsüberwachung.

Kann der WIKA 700.01 bei hohem statischem Druck eingesetzt werden?

Ja. ICS nennt für den Typ 700.01 statische Druckstufen von 100, 250 oder 400 bar.

Welche Variante eignet sich eher für Flüssigkeiten?

ICS beschreibt den WIKA 700.02 mit Trennmembrane ausdrücklich für flüssige Messstoffe, unter anderem in der Wasseraufbereitung und -versorgung.

Was muss ich bei der Bestellung eines Differenzdruckmanometers angeben?

Mindestens Differenzdruckmessbereich, normalen und maximalen statischen Druck, mögliche Überlast, Medium, Temperatur, Prozessanschluss und gewünschte Werkstoffe.

Wo finde ich die WIKA Typen 732.31, 733.31, 732.51 und 733.51 bei ICS Schneider?

Weitere Informationen finden Sie unter WIKA Differenzdruckmanometer 732.31 / 733.31 / 732.51 / 733.51 bei ICS Schneider.

Wo finde ich das WIKA DPGT43HP bei ICS Schneider?

Weitere Informationen finden Sie unter WIKA DPGT43HP bei ICS Schneider.

Wo finde ich das WIKA DPGS43HP bei ICS Schneider?

Weitere Informationen finden Sie unter WIKA DPGS43HP bei ICS Schneider.

Wo finde ich die WIKA Typen 732.14 und 762.14 bei ICS Schneider?

Weitere Informationen finden Sie unter WIKA 732.14 / 762.14 bei ICS Schneider.

Wo finde ich die WIKA Typen 700.01 und 700.02 bei ICS Schneider?

Weitere Informationen finden Sie unter WIKA 700.01 / 700.02 bei ICS Schneider.

Wo finde ich weitere Differenzdruckmanometer bei ICS Schneider?

Eine Übersicht finden Sie unter Differenzdruckmanometer bei ICS Schneider.