Druckspitzen ereignisgesteuert aufzeichnen: Trigger, Pre-Trigger und Abtastrate richtig einstellen

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Seltene Druckspitzen gehören zu den schwierigsten Fehlerbildern in hydraulischen Anlagen, Prüfständen und mobilen Arbeitsmaschinen. Die Anlage arbeitet über Stunden unauffällig, während ein kurzer Schaltvorgang, ein abrupt schließendes Ventil oder ein mechanischer Anschlag innerhalb weniger Millisekunden einen kritischen Druckstoß erzeugt.

Mit einem gewöhnlichen Drucklogger, der nur alle Sekunden oder Minuten einen Wert speichert, bleiben solche Ereignisse vollständig unsichtbar. Selbst eine nachträgliche Maximalwertanzeige hilft nur begrenzt, wenn weder der zeitliche Verlauf noch der Betriebszustand vor und nach der Druckspitze aufgezeichnet wurden.

Für eine belastbare Diagnose müssen Drucksensor, Messanschluss, Signalübertragung, Abtastrate, Filterung und Triggerfunktion als vollständige Messkette betrachtet werden. Ein schneller Logger kann keinen langsamen Sensor ausgleichen. Ebenso kann ein geeigneter Sensor eine Druckspitze nicht korrekt erfassen, wenn sie durch einen langen Messschlauch, eine Drossel oder einen Stoßminderer gedämpft wird.

Geeignete Geräte finden Sie in der ICS-Kategorie Datenlogger für Druck. Drucksensoren, Anschlusstechnik und weitere Komponenten sind unter Druckmesstechnik zusammengefasst.

Warum werden kurze Druckspitzen häufig übersehen?

Ein Datenlogger speichert den Druck nicht kontinuierlich, sondern zu festgelegten Zeitpunkten. Zwischen zwei Abtastungen weiß das Gerät nicht, welchen Verlauf der Druck tatsächlich genommen hat.

Wird nur alle zehn Sekunden ein Wert gespeichert, kann zwischen zwei Messpunkten eine Druckspitze auftreten und wieder vollständig verschwinden. Im Diagramm erscheint anschließend ein scheinbar ruhiger Druckverlauf.

Das Problem tritt unter anderem auf bei:

• schnell schließenden Wege- oder Sitzventilen,
• abruptem Abbremsen hydraulischer Zylinder,
• mechanischen Endanschlägen,
• Lastwechseln an Pumpen und Hydromotoren,
• Öffnen oder Schließen von Rückschlagventilen,
• Schalten von Druckbegrenzungsventilen,
• Umschalten zwischen Pumpenstufen,
• Kavitation und anschließendem Zusammenbruch von Dampfblasen,
• hydraulischen Speichern mit falscher Vorspannung,
• Schlauch- und Rohrleitungsresonanzen.

Eine seltene Spitze kann für die Lebensdauer von Schläuchen, Dichtungen, Ventilen, Sensoren und Gehäusen entscheidend sein, obwohl der normale Betriebsdruck vollständig innerhalb der zulässigen Werte liegt.

Die gesamte dynamische Messkette betrachten

Die nutzbare Geschwindigkeit einer Druckmessung wird durch das langsamste Element der Messkette begrenzt.

Die Messkette besteht typischerweise aus:

Druckstelle → Anschlussbohrung → Adapter beziehungsweise Messkupplung → Schlauch → Drucksensor → Sensorsignal → Messgeräteeingang → Eingangsfilter → Datenlogger → Auswertesoftware

Eine hohe Logger-Abtastrate allein genügt nicht. Beispiele:

• Ein Logger tastet mit 10 kHz ab, der Sensor benötigt jedoch 20 ms zum Einschwingen.
• Der Sensor ist schnell, aber ein langer, elastischer Messschlauch dämpft die Druckspitze.
• Sensor und Logger sind schnell, im Messgerät ist jedoch ein 50-Hz-Tiefpass aktiviert.
• Die Messkette ist dynamisch geeignet, der gewählte Messbereich wird aber überschritten und das Signal abgeschnitten.

Vor einer Messung muss deshalb für jedes Element geprüft werden, ob seine dynamischen Eigenschaften zur erwarteten Ereignisdauer passen.

Abtastrate und Abtastintervall richtig auswählen

Die Abtastrate gibt an, wie viele Messwerte pro Sekunde erfasst werden. Das zugehörige Abtastintervall beträgt:

Δt = 1 / f_s

Dabei ist f_s die Abtastrate.

Abtastrate	Abtastintervall	Bewertung für schnelle Druckspitzen
1 Hz	1 s	Nur für langsame Druckverläufe
10 Hz	100 ms	Kurze Schaltspitzen werden meist übersehen
100 Hz	10 ms	Für langsamere Druckstöße, nicht für Ereignisse im unteren Millisekundenbereich
1 kHz	1 ms	Erfasst eine 5-ms-Spitze mit ungefähr fünf Messpunkten
10 kHz	0,1 ms	Erfasst eine 5-ms-Spitze mit ungefähr 50 Messpunkten

Für die reine Erkennung eines Ereignisses können wenige Messpunkte ausreichen. Soll dagegen Form, Anstiegszeit, Überschwingung und Abklingen beurteilt werden, sollten über die kürzeste relevante Ereignisdauer deutlich mehr Messpunkte vorliegen.

Als praktische Planungsregel sind häufig mindestens fünf bis zehn Messpunkte über der kürzesten interessierenden Signaländerung sinnvoll. Bei einer erwarteten Anstiegszeit von 2 ms sollte daher eher mit mehreren Kilohertz als nur mit einigen hundert Hertz gearbeitet werden.

Eine sehr hohe Abtastrate ist dennoch nicht automatisch optimal. Sie erhöht:

• den Speicherbedarf,
• die übertragene Datenmenge,
• den Aufwand bei der Auswertung,
• die Empfindlichkeit gegenüber hochfrequentem Rauschen,
• gegebenenfalls die Begrenzung der gleichzeitig aufzeichnungsfähigen Kanäle.

Die Abtastrate sollte deshalb so hoch wie erforderlich, aber nicht ohne technische Begründung maximal eingestellt werden.

Welche Triggerarten eignen sich?

Bei einer ereignisgesteuerten Aufzeichnung speichert der Logger nicht unbegrenzt mit höchster Geschwindigkeit. Stattdessen wartet er auf ein festgelegtes Ereignis und sichert anschließend den relevanten Zeitraum.

Pegeltrigger bei steigender Flanke

Die Aufzeichnung wird ausgelöst, sobald der Druck einen Grenzwert von unten nach oben überschreitet. Diese Einstellung eignet sich für positive Druckspitzen.

Pegeltrigger bei fallender Flanke

Der Trigger reagiert, wenn der Druck unter einen festgelegten Wert fällt. Damit lassen sich Druckeinbrüche, Pumpenausfälle oder Kavitation untersuchen.

Fenstertrigger

Der Logger reagiert, sobald der Druck einen zulässigen Bereich verlässt. Damit können sowohl Druckspitzen als auch Druckabfälle mit derselben Messung erfasst werden.

Externer Digitaltrigger

Ein Schaltsignal von Ventil, Steuerung, Endschalter oder SPS startet die Aufzeichnung. Dies ist hilfreich, wenn der auslösende Maschinenzustand bekannt ist und die Druckreaktion zeitlich dazu ausgewertet werden soll.

Logische Verknüpfung mehrerer Bedingungen

Bei geeigneten Messsystemen können mehrere Bedingungen mit UND oder ODER verknüpft werden. Beispiele:

• Druck über Grenzwert und Ventilsignal aktiv,
• Druck über Grenzwert oder Druck unter Mindestwert,
• Druckspitze nur bei einer bestimmten Motordrehzahl,
• Trigger nur während eines definierten Prüfzyklus.

Der Triggerwert sollte oberhalb der normalen Betriebsstreuung liegen, aber unterhalb der vermuteten kritischen Spitze. Wird er zu niedrig gewählt, entstehen zahlreiche unbrauchbare Ereignisdateien. Liegt er zu hoch, wird das gesuchte Ereignis möglicherweise nicht aufgezeichnet.

Wie funktionieren Pre-Trigger und Ringspeicher?

Der Pre-Trigger sichert Messwerte, die bereits vor dem eigentlichen Triggerereignis aufgenommen wurden. Dadurch lässt sich erkennen, wodurch die Druckspitze verursacht wurde.

Während der Logger auf ein Ereignis wartet, schreibt er die Messwerte fortlaufend in einen Ringspeicher. Ist der Speicher voll, werden die ältesten Werte überschrieben. Sobald die Triggerbedingung erfüllt ist, wird der definierte Zeitraum vor dem Ereignis dauerhaft übernommen.

Ohne Pre-Trigger beginnt die gespeicherte Kurve erst beim Überschreiten des Grenzwerts. Wichtige Informationen fehlen dann:

• Druckniveau unmittelbar vor dem Ereignis,
• langsame Druckerhöhung vor der Spitze,
• Pumpen- oder Ventilschaltzustand,
• vorhergehende Schwingungen,
• Ausgangsposition eines Zylinders,
• Durchfluss und Drehzahl vor der Belastung.

Der notwendige Pre-Trigger-Zeitraum richtet sich nach der Anlage. Für einen schnellen Ventilschaltvorgang können einige hundert Millisekunden genügen. Bei einer Maschine mit mehrstufigem Arbeitszyklus können mehrere Sekunden erforderlich sein.

Beispiel:

• Gesamte Aufzeichnungsdauer: 4 s,
• Pre-Trigger: 1 s,
• Triggerzeitpunkt: 25 % der Datei,
• Post-Trigger: 3 s.

Damit werden sowohl der Anlagenzustand vor der Grenzwertüberschreitung als auch die anschließende Druckberuhigung aufgezeichnet.

Post-Trigger und Aufzeichnungsdauer festlegen

Der Post-Trigger bestimmt, wie lange nach dem Ereignis weiter aufgezeichnet wird. Er muss lang genug sein, um das vollständige Abklingen und mögliche Folgeereignisse zu erfassen.

Ein zu kurzer Post-Trigger kann folgende Informationen abschneiden:

• zweite oder dritte Druckspitze,
• Nachschwingen der Leitung,
• Öffnen eines Druckbegrenzungsventils,
• Druckabfall nach einer Überdruckspitze,
• Reaktion eines Speichers,
• Rückkehr zum normalen Betriebsdruck.

Ein zu langer Zeitraum belegt dagegen unnötig Speicher und erschwert die Auswertung. Bei unbekanntem Fehlerbild ist zunächst eine großzügigere Nachlaufzeit sinnvoll. Nach der ersten erfolgreichen Aufzeichnung kann das Zeitfenster gezielt verkürzt werden.

Hysterese und erneute Triggerbereitschaft einstellen

Liegt der Druck nahe am Triggerwert, kann das Signal den Grenzwert mehrfach über- und unterschreiten. Ohne Hysterese entstehen dadurch viele einzelne Trigger oder ein unkontrolliertes Wiederauslösen.

Beispiel:

• Triggerwert bei steigender Flanke: 280 bar,
• Hysterese: 10 bar,
• erneute Triggerbereitschaft erst unterhalb von 270 bar.

Die Hysterese sollte größer als das normale Signalrauschen sein. Sie darf jedoch nicht so groß gewählt werden, dass ein nachfolgendes relevantes Ereignis nicht erneut erkannt wird.

Zusätzlich kann eine Tot- oder Sperrzeit nach jedem Ereignis sinnvoll sein. Sie verhindert, dass eine einzelne gedämpfte Schwingung als zahlreiche separate Ereignisse gespeichert wird.

Speicherbedarf und Kanalzahl berechnen

Die Anzahl der gespeicherten Messwerte ergibt sich vereinfacht aus:

N = f_s × t × n

Dabei bedeuten:

• N: Anzahl der Messwerte,
• f_s: Abtastrate je Kanal,
• t: Aufzeichnungsdauer,
• n: Anzahl der aufgezeichneten Kanäle.

Beispiel:

• vier Messkanäle,
• 10.000 Messwerte pro Sekunde und Kanal,
• 30 s Aufzeichnungsdauer.

Damit entstehen:

N = 10.000 × 30 × 4 = 1.200.000 Messwerte

Bei angenommenen vier Byte pro Messwert ergibt das mindestens 4,8 MB reine Messdaten. Zeitstempel, Kanalinformationen und Dateiverwaltung erhöhen den tatsächlichen Speicherbedarf zusätzlich.

Bei mehreren Kanälen muss geprüft werden, ob die angegebene maximale Abtastrate:

• für jeden Kanal gleichzeitig,
• nur für einzelne Highspeed-Kanäle oder
• als Gesamtabtastrate über alle Kanäle

zur Verfügung steht. Diese Angaben unterscheiden sich je nach Messgerät.

Messbereich und Druckreserve auswählen

Der Drucksensor muss die höchste tatsächlich auftretende Spitze innerhalb seines Messbereichs erfassen. Wird der Messbereich überschritten, erreicht das Ausgangssignal seinen Endwert. Die Kurve wird abgeschnitten und die wirkliche Spitzenhöhe bleibt unbekannt.

Der Überlast- oder Berstdruck eines Sensors ist kein zusätzlicher Messbereich. Er beschreibt lediglich eine Belastungsgrenze, innerhalb derer der Sensor nicht beziehungsweise nicht unmittelbar mechanisch beschädigt werden soll.

Bei unbekannten Druckspitzen empfiehlt sich zunächst ein Sensor mit ausreichender Messbereichsreserve. Nach der ersten Messkampagne kann gegebenenfalls ein kleinerer Messbereich verwendet werden, um Auflösung und Genauigkeit im normalen Betriebsbereich zu verbessern.

Bei der Auswahl sind zu berücksichtigen:

• normaler Betriebsdruck,
• Einstelldruck von Druckbegrenzungsventilen,
• maximal zulässiger Anlagendruck,
• vermutete Höhe der Transienten,
• zulässiger Überlastdruck des Sensors,
• Auflösung der vollständigen Messkette,
• mögliche Druckspitzen in beide Richtungen.

Ein 250-bar-Sensor ist nicht geeignet, wenn an einer 210-bar-Anlage kurzzeitige Spitzen über 300 bar vermutet werden. In diesem Fall sollte zunächst beispielsweise ein ausreichend dynamischer 400- oder 600-bar-Sensor geprüft werden.

Sensorbandbreite und Ansprechzeit prüfen

Die Genauigkeit eines Drucksensors beschreibt nicht automatisch sein dynamisches Verhalten. Ein hochgenauer Prozessdrucktransmitter kann durch interne Filterung oder elektronische Dämpfung zu langsam für Millisekundenereignisse sein.

Wichtige Sensordaten sind:

• Ansprechzeit,
• Bandbreite beziehungsweise Grenzfrequenz,
• interne Abtastrate,
• einstellbare Dämpfung,
• Ausgangssignal und Übertragungsrate,
• Überlastfestigkeit,
• Druckwechselbeständigkeit.

Ein Logger mit 10 kHz liefert keine zehn Kilohertz nutzbare Druckinformation, wenn der Sensor eine Ansprechzeit von beispielsweise 50 ms besitzt.

Auch die Signalart ist zu berücksichtigen. Ein analoges 4–20-mA-Signal kann grundsätzlich dynamisch übertragen werden, die tatsächliche Geschwindigkeit hängt jedoch von Sensor, Stromschleife, Eingangsbeschaltung und Filterung ab.

Bei digital übertragenen Sensorwerten begrenzen Aktualisierungsrate, Buszyklus und interne Sensorverarbeitung die nutzbare zeitliche Auflösung.

Messstelle, Schlauch und Adapter richtig ausführen

Druckspitzen sind lokale dynamische Ereignisse. Der Druckverlauf direkt am Ventil kann sich deutlich von einer Messung mehrere Meter entfernt unterscheiden.

Die Messstelle sollte möglichst nahe an der vermuteten Ursache beziehungsweise am gefährdeten Bauteil liegen, beispielsweise:

• direkt am Ventilblock,
• am Zylinderanschluss,
• am Pumpenausgang,
• vor und hinter einem Rückschlagventil,
• vor und hinter einer Drossel,
• am Eingang eines Hydrospeichers.

Für schnelle Messungen sollte die hydraulische Verbindung kurz, gasfrei und ausreichend steif sein. Lange Schläuche können:

• Druckspitzen dämpfen,
• eine zeitliche Verzögerung verursachen,
• eigene Resonanzen erzeugen,
• durch eingeschlossene Luft zusätzlich verfälschen.

Stoßminderer, Kapillardrosseln oder stark gedämpfte Manometerventile dürfen nicht unbemerkt in der Messstrecke verbleiben. Sie schützen zwar ein Anzeigeinstrument vor Pulsationen, verhindern aber gerade die Erfassung der gesuchten schnellen Druckspitze.

Der Sensor sollte dennoch nicht ungeschützt an einer stark vibrierenden Stelle montiert werden. Gegebenenfalls ist ein sehr kurzer, geeigneter Hochdruckanschluss mechanisch günstiger als eine starre Montage an einem schwingenden Aggregat.

Filterung und Peak-Erkennung richtig bewerten

Filter reduzieren Rauschen und unerwünschte hochfrequente Signalanteile. Gleichzeitig verändern sie jedoch die Form einer schnellen Druckspitze.

Ein zu niedrig eingestellter Tiefpass kann:

• die gemessene Spitzenhöhe reduzieren,
• die Anstiegszeit verlängern,
• kurze Ereignisse vollständig glätten,
• zwei getrennte Spitzen zu einer breiten Kurve verbinden.

Die Filtereinstellung muss deshalb dokumentiert und auf das Messziel abgestimmt werden. Für die erste Fehlersuche ist häufig eine dynamische beziehungsweise wenig gedämpfte Einstellung sinnvoll. Störende Frequenzanteile können anschließend bei der Auswertung zusätzlich betrachtet werden.

Der höchste gespeicherte Einzelwert ist nicht zwangsläufig der physikalisch höchste Druck. Liegt die Spitze zwischen zwei Abtastzeitpunkten, wird sie möglicherweise unterschätzt.

Ein Hardware-Peak-Detektor oder ein schneller interner Maximalwertspeicher kann kurze Spitzen zusätzlich erfassen. Er ersetzt aber nicht den vollständigen Zeitverlauf, wenn Ursache und Dynamik untersucht werden sollen.

Zeitstempel und mehrere Messkanäle synchronisieren

Für eine Ursachenanalyse reicht ein einzelner Druckkanal häufig nicht aus. Hilfreiche Zusatzgrößen sind:

• zweiter Druck vor oder hinter einem Ventil,
• Volumenstrom,
• Zylindergeschwindigkeit oder Weg,
• Pumpendrehzahl,
• Ventilsteuersignal,
• Motorstrom,
• Temperatur,
• digitales Maschinenereignis.

Die Kanäle müssen zeitlich ausreichend synchron erfasst werden. Nur dann lässt sich feststellen, ob beispielsweise zuerst das Ventil geschlossen, der Durchfluss abgebremst oder der Druck angestiegen ist.

Werden mehrere unabhängige Logger eingesetzt, genügt ein manuell eingestellter Uhrzeitstempel für Millisekundenereignisse meist nicht. Benötigt werden ein gemeinsamer externer Trigger oder eine bestätigte geräteübergreifende Synchronisation.

Aufzeichnungstrigger und Sicherheitsabschaltung unterscheiden

Ein Trigger im Datenlogger dient der Messwertaufzeichnung. Er ist nicht automatisch eine sicherheitsgerichtete Druckbegrenzung.

Die Anlage benötigt weiterhin geeignete Schutzmaßnahmen wie:

• Druckbegrenzungsventile,
• druckfeste Komponenten,
• sichere Steuerungsfunktionen,
• mechanische Schutzvorrichtungen,
• gegebenenfalls zertifizierte Druckschalter oder Sicherheitsketten.

Der Aufzeichnungstrigger kann bewusst unterhalb einer kritischen Abschaltgrenze liegen. Dadurch werden auffällige Ereignisse dokumentiert, bevor die eigentliche Schutzfunktion eingreift.

Eine Änderung von Triggerwert, Filter oder Messbereich darf niemals dazu führen, dass vorhandene Sicherheitsgrenzen der Maschine verändert oder umgangen werden.

Empfohlener Ablauf zur Konfiguration

1. Fehlerbild definieren: Vermutete Ursache, Betriebszustand und erwartete Ereignisdauer festlegen.
2. Messstelle auswählen: Sensor möglichst nahe am relevanten Ventil oder Verbraucher montieren.
3. Druckbereich festlegen: Normaldruck, vermutete Spitze und ausreichende Messreserve berücksichtigen.
4. Dynamik prüfen: Ansprechzeit und Bandbreite von Sensor, Eingang und Messverbindung bewerten.
5. Kanäle festlegen: Druck sowie relevante Steuer-, Durchfluss-, Weg- oder Drehzahlsignale erfassen.
6. Abtastrate wählen: Mehrere Messpunkte über der kürzesten erwarteten Signaländerung vorsehen.
7. Filter einstellen: Für die erste Messung keine unnötig starke Dämpfung aktivieren.
8. Grundverlauf aufnehmen: Normalen Betriebsdruck und Signalrauschen ohne Trigger bestimmen.
9. Triggerwert setzen: Oberhalb normaler Schwankungen, aber unterhalb der gesuchten Spitze.
10. Flanke auswählen: Steigende Flanke für Überdruck, fallende Flanke für Druckeinbruch.
11. Hysterese einstellen: Größer als das Signalrauschen, aber kleiner als relevante Ereignisabstände.
12. Pre-Trigger festlegen: Ausreichend Zeit für den Anlagenzustand vor der Spitze speichern.
13. Post-Trigger festlegen: Abklingen, Folgeimpulse und Reaktion der Anlage vollständig erfassen.
14. Testereignis durchführen: Triggerfunktion und Dateiinhalt unter kontrollierten Bedingungen prüfen.
15. Signalbegrenzung kontrollieren: Sicherstellen, dass Sensor und Eingang nicht am Messbereichsende anschlagen.
16. Messung wiederholen: Mehrere Ereignisse auf Reproduzierbarkeit untersuchen.
17. Daten exportieren: Rohdaten, Gerätekonfiguration und Ereignisdateien gemeinsam sichern.

Praxisbeispiel: Druckstoß beim Ventilschließen

Bei einem hydraulischen Prüfstand treten unregelmäßig Schäden an einer Hochdruckschlauchleitung auf. Der normale Betriebsdruck liegt zwischen 190 und 250 bar. Ein bisher eingesetzter Logger speichert einen Messwert pro Sekunde und zeigt maximal 251 bar.

Für die dynamische Untersuchung wird folgende Messkette aufgebaut:

• schneller Drucksensor mit Messbereich 0 bis 600 bar,
• kurzer Messanschluss direkt am Ventilblock,
• Datenlogger mit 10 kHz Abtastrate,
• zusätzlicher Digitalkanal für das Ventilschaltsignal.

Die Aufzeichnung wird wie folgt konfiguriert:

• Triggerkanal: Druck,
• Triggerart: steigende Flanke,
• Triggerwert: 280 bar,
• Hysterese: 15 bar,
• Pre-Trigger: 0,5 s,
• Post-Trigger: 2,5 s,
• Abtastrate: 10 kHz.

Die Aufzeichnung zeigt, dass ungefähr 4 ms nach dem Schließen des Ventils eine 7 ms lange Druckspitze von 342 bar auftritt. Anschließend schwingt der Druck für etwa 120 ms zwischen 220 und 290 bar.

Bei einer Abtastrate von einem Messwert pro Sekunde lag das gesamte Ereignis zwischen zwei gespeicherten Messpunkten und war deshalb nicht sichtbar.

Nach Anpassung der Ventilrampe und Prüfung des Hydrospeichers wird die Messung unter identischen Bedingungen wiederholt. Die höchste reproduzierbare Spitze beträgt anschließend 274 bar.

Das Beispiel zeigt, dass für die Fehleranalyse nicht nur der maximale Wert, sondern auch der zeitliche Zusammenhang zwischen Ventilsignal, Druckanstieg und Nachschwingung entscheidend ist.

Typische Fehler bei der Aufzeichnung von Druckspitzen

Fehler	Mögliche Folge	Geeignete Maßnahme
Abtastrate zu niedrig	Kurze Druckspitze wird übersehen oder stark unterschätzt	Abtastrate an die kürzeste erwartete Ereignisdauer anpassen
Nur Maximalwert ohne Zeitverlauf gespeichert	Ursache und zeitliche Abfolge bleiben unbekannt	Triggeraufzeichnung mit Pre- und Post-Trigger verwenden
Kein Pre-Trigger eingestellt	Anlagenzustand vor der Spitze fehlt	Ausreichenden Ringspeicher-Vorlauf konfigurieren
Triggerwert zu niedrig	Zahlreiche normale Betriebsereignisse lösen aus	Normalbereich zunächst messen und Trigger darüber festlegen
Triggerwert zu hoch	Gesuchte Druckspitze wird nicht gespeichert	Trigger mit ausreichendem Abstand unterhalb der vermuteten Spitze setzen
Keine Hysterese	Mehrfachtrigger durch Signalrauschen oder Nachschwingen	Geeignete Rücksetzschwelle festlegen
Messbereich zu klein	Signal wird am Endwert abgeschnitten	Sensor mit ausreichender Messbereichsreserve verwenden
Überlastbereich als Messbereich interpretiert	Spitzenhöhe bleibt unbekannt und Sensor kann beschädigt werden	Nennmessbereich und Überlastgrenze getrennt bewerten
Langsamer Prozesssensor eingesetzt	Spitze wird dynamisch geglättet	Sensorbandbreite und Ansprechzeit prüfen
Langer, elastischer Messschlauch	Dämpfung, Verzögerung oder Resonanz	Kürzesten technisch sicheren Messanschluss verwenden
Stoßminderer vor dem Sensor	Gesuchter Druckstoß wird herausgefiltert	Dämpfungselement für die dynamische Messung entfernen, sofern zulässig
50-Hz-Filter bei Millisekundenereignis aktiviert	Spitzenhöhe und Anstiegszeit werden verfälscht	Filter passend zum Messziel auswählen und dokumentieren
Mehrere Logger nur über ihre Uhrzeit verglichen	Zeitliche Reihenfolge im Millisekundenbereich ist unklar	Gemeinsamen Trigger oder bestätigte Synchronisation verwenden
Loggertrigger als Sicherheitseinrichtung verwendet	Schutzfunktion der Anlage ist nicht gewährleistet	Diagnoseaufzeichnung und Sicherheitsabschaltung getrennt auslegen

Was gehört in die Messdokumentation?

Eine nachvollziehbare Dokumentation sollte mindestens enthalten:

• Anlage, Maschine und Messzweck,
• Datum und verantwortliche Person,
• Betriebszustand während der Messung,
• Position jedes Drucksensors,
• Sensorhersteller, Typ und Seriennummer,
• Druckmessbereich und Überlastgrenze,
• Kalibrierstatus,
• Ansprechzeit beziehungsweise Bandbreite,
• Art und Länge der hydraulischen Messverbindung,
• verwendetes Messgerät und Eingangskanal,
• Abtastrate je Kanal,
• aktive Eingangs- und Softwarefilter,
• Triggerkanal und Triggerart,
• Triggerwert, Flanke und Hysterese,
• Pre- und Post-Trigger-Zeit,
• Anzahl der aufgezeichneten Ereignisse,
• Maximal- und Minimalwerte,
• Anstiegszeit und Ereignisdauer,
• Zeitbezug zu Ventil-, Drehzahl- oder Steuersignalen,
• Rohdaten und Exportformat,
• Änderungen an der Anlage und anschließende Vergleichsmessung.

Ein Screenshot allein genügt für eine spätere Neuauswertung meist nicht. Rohdaten und vollständige Gerätekonfiguration sollten gemeinsam mit dem Prüfbericht gespeichert werden.

Welche Produkte und Lösungen eignen sich?

MultiSystem 5070

Das MultiSystem 5070 ist ein mobiles Mehrkanal-Messsystem für Druck, Temperatur, Durchfluss sowie analoge, digitale und CAN-basierte Signale.

Die Analogeingänge ermöglichen Abtastraten bis 10 kHz. Pro Messreihe können bis zu sechs Millionen Messwerte gespeichert werden. Mehrere Kanäle lassen sich als Start- oder Stopptrigger verwenden und logisch miteinander verknüpfen.

Damit eignet sich das Gerät unter anderem für ereignisgesteuerte Druckmessungen an mobilen Maschinen, Hydraulikanlagen und Prüfständen.

MultiControl 8050

Das MultiControl 8050 ist eine Messbox für mobile Anwendungen und Prüfstände. Es besitzt zwei Highspeed-Analogeingänge mit bis zu 10 kHz sowie weitere analoge, digitale, Frequenz- und CAN-Eingänge.

Bis zu sechs Millionen Messwerte können pro Messreihe gespeichert werden. Die Bedienung und Auswertung erfolgt über einen angeschlossenen PC mit der zugehörigen Hydrotechnik-Software.

Die Ausführung eignet sich besonders für fest aufgebaute Prüfstände, an denen mehrere Größen synchron zu einer Druckspitze ausgewertet werden sollen.

MultiHandy 2025

Das MultiHandy 2025 ist für mobile Service- und Diagnoseaufgaben vorgesehen. Messspitzen können erkannt, bewertet und für Prüfberichte dokumentiert werden.

Das Gerät ist in vorkonfigurierten Sets mit Drucksensoren unterschiedlicher Messbereiche erhältlich. Vor dem Einsatz für sehr kurze Millisekundenereignisse müssen die konkrete Abtastrate, Sensordynamik und gewünschte Ereignisdauer gemeinsam geprüft werden.

IMP320 schneller Präzisions-Drucksensor

Der IMP320 ist für schnelle Druckverläufe, Drucksprünge und Druckschläge ausgelegt.

Der Sensor besitzt eine interne Abtastrate von 10 kHz und eine Ansprechzeit von höchstens 0,5 ms. Messbereiche stehen von niedrigen Drücken bis 600 bar zur Verfügung.

Damit kann der Sensor in einer entsprechend schnellen Messkette auch kurze hydraulische Druckereignisse abbilden.

HySense PR509

Der HySense PR509 ist ein piezoresistiver Drucksensor mit 4–20-mA-Ausgang, kurzer Ansprechzeit und automatischer Sensorerkennung für geeignete Hydrotechnik-Messgeräte.

Er eignet sich für mobile Hydraulikmessungen, sofern Messbereich, Sensordynamik und Loggerkonfiguration zur Dauer des gesuchten Ereignisses passen.

MultiXtend Trigger

Das MultiXtend Trigger verteilt ein gemeinsames Triggersignal auf mehrere kompatible Hydrotechnik-Messsysteme.

Damit können bei geeigneter Gerätekombination mehrere Messgeräte zeitgleich ausgelöst und umfangreiche Mehrkanalmessungen anschließend gemeinsam ausgewertet werden.

ICS Schneider Messtechnik unterstützt bei der Auswahl von Drucksensor, Messbereich, Abtastrate, Triggerlogik, Anschlussleitung und Messgerät sowie bei der Zusammenstellung vollständiger Messkoffer für Hydraulik, Prüfstände und mobile Arbeitsmaschinen.

Fazit

Seltene Druckspitzen lassen sich mit langsamen Intervallaufzeichnungen nicht zuverlässig erkennen. Ein Ereignis von wenigen Millisekunden kann vollständig zwischen zwei gespeicherten Messwerten liegen.

Die Abtastrate muss zur kürzesten relevanten Signaländerung passen. Für eine Beurteilung der Kurvenform sind mehrere Messpunkte über Anstieg, Spitze und Abklingen erforderlich.

Ein Pegeltrigger begrenzt die Datenmenge auf relevante Ereignisse. Der Pre-Trigger zeigt, welcher Anlagenzustand zur Druckspitze geführt hat, während der Post-Trigger das Nachschwingen und die Rückkehr zum Normalbetrieb dokumentiert.

Hysterese und Sperrzeit verhindern Mehrfachtrigger durch Signalrauschen. Triggerwert und Rücksetzschwelle müssen anhand eines zuvor gemessenen normalen Betriebsbereichs festgelegt werden.

Der nutzbare Frequenzbereich wird durch die gesamte Messkette bestimmt. Ein schneller Logger kann weder einen langsamen Drucksensor noch einen stark dämpfenden Messschlauch kompensieren.

Messbereich, Überlastfestigkeit und Auflösung müssen getrennt bewertet werden. Wird das Messbereichsende erreicht, ist die tatsächliche Höhe der Druckspitze nicht mehr bestimmbar.

Für eine belastbare Diagnose sollten Druck, Ventilsignal, Durchfluss, Drehzahl oder Weg synchron aufgezeichnet werden. Erst der zeitliche Zusammenhang ermöglicht eine eindeutige Ursachenanalyse.

Häufige Fragen zur ereignisgesteuerten Aufzeichnung von Druckspitzen

Warum zeigt mein Drucklogger keine vermutete Druckspitze?

Häufig ist die Abtastrate zu niedrig oder die Spitze wird durch Sensor, Filter, Schlauch oder Drossel gedämpft. Auch ein ungeeigneter Messpunkt kann das Ereignis verdecken.

Welche Abtastrate benötige ich für eine 5-ms-Druckspitze?

Mit 1 kHz entstehen ungefähr fünf Messpunkte über 5 ms. Für eine genauere Beurteilung der Kurvenform ist eine höhere Abtastrate, beispielsweise mehrere Kilohertz, sinnvoll.

Was bedeutet Pre-Trigger?

Der Logger speichert fortlaufend Werte in einem Ringspeicher. Beim Auslösen werden auch die Messwerte aus dem festgelegten Zeitraum vor dem Trigger dauerhaft gesichert.

Wie hoch sollte der Pre-Trigger-Anteil sein?

Er muss den relevanten Anlagenzustand vor dem Ereignis erfassen. Je nach Maschine können dafür wenige hundert Millisekunden oder mehrere Sekunden erforderlich sein.

Warum benötigt der Trigger eine Hysterese?

Ohne Hysterese kann ein verrauschtes oder schwingendes Signal den Triggerwert mehrfach über- und unterschreiten und dadurch wiederholt auslösen.

Wo sollte der Triggerwert liegen?

Oberhalb der höchsten normalen Betriebsschwankung, aber ausreichend unterhalb der erwarteten kritischen Druckspitze. Der normale Druckbereich sollte deshalb zunächst gemessen werden.

Kann ich immer die maximale Abtastrate einstellen?

Technisch ist dies nicht immer sinnvoll. Eine höhere Rate erhöht Speicherbedarf und Rauschempfindlichkeit. Sie sollte zur Ereignisdauer, Sensorbandbreite und Anzahl der Kanäle passen.

Reicht ein Sensor mit hoher Genauigkeit aus?

Nein. Zusätzlich müssen Ansprechzeit, Bandbreite, interner Filter und Druckwechselbeständigkeit zur schnellen Messaufgabe passen.

Warum dämpft ein langer Messschlauch Druckspitzen?

Das Schlauchvolumen und die elastische Schlauchwand verändern das dynamische Übertragungsverhalten. Eingeschlossene Luft verstärkt die Dämpfung zusätzlich.

Darf vor dem Sensor ein Stoßminderer eingesetzt werden?

Für eine gezielte Druckspitzenmessung ist dies meist ungeeignet, weil der Stoßminderer die gesuchte schnelle Druckänderung dämpft. Die konkrete Ausführung muss jedoch anhand der Anlage und der zulässigen Sensorbelastung bewertet werden.

Was bedeutet eine oben abgeschnittene Druckkurve?

Sensor oder Messeingang haben ihr Messbereichsende erreicht. Die tatsächliche Spitzenhöhe liegt mindestens auf diesem Niveau, kann aber nicht mehr bestimmt werden.

Kann der Datenlogger eine Druckbegrenzung ersetzen?

Nein. Der Logger dient der Diagnose und Dokumentation. Er ersetzt keine sicherheitsgerichtete Druckbegrenzung oder andere vorgeschriebene Schutzfunktion.