Bei der Auswahl eines Drucktransmitters wird häufig zuerst nach Messbereich, Ausgangssignal und Prozessanschluss gefragt. Das ist wichtig, reicht aber nicht aus. Eine der entscheidenden Fragen lautet: Welche Druckart soll eigentlich gemessen werden? Relativdruck, Absolutdruck und Differenzdruck beschreiben unterschiedliche Messaufgaben. Wird die falsche Druckart gewählt, kann ein technisch hochwertiger Drucktransmitter trotzdem falsche oder unbrauchbare Messwerte liefern.
Viele Fehlbestellungen entstehen genau an dieser Stelle. Ein Drucksensor für Relativdruck ist nicht automatisch für eine Absolutdruckmessung geeignet. Ein Absolutdrucktransmitter misst nicht dasselbe wie ein Differenzdrucktransmitter. Und ein Differenzdrucktransmitter wird nicht nur für Filterüberwachung eingesetzt, sondern auch für Füllstand, Durchfluss über Wirkdruck oder Dichteanwendungen. Dieser Beitrag erklärt die Unterschiede verständlich und zeigt anhand typischer Praxisfälle, welcher Drucktransmitter für welche Anwendung geeignet ist.
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Inhaltsverzeichnis
- Warum die richtige Druckart so wichtig ist
- Relativdruck: Messung gegen den aktuellen Atmosphärendruck
- Absolutdruck: Messung gegen das absolute Vakuum
- Differenzdruck: Messung zwischen zwei Druckanschlüssen
- Relativdruck, Absolutdruck und Differenzdruck im Vergleich
- Behälterdruck und Prozessdruck: Wann Relativdruck passt
- Vakuumanwendungen: Warum Absolutdruck oft die bessere Wahl ist
- Filterüberwachung: Differenzdruck als Verschmutzungsanzeige
- Füllstandsmessung mit Druck und Differenzdruck
- Durchflussmessung über Wirkdruck
- Dichte und Trennschicht: Erweiterte Differenzdruckanwendungen
- Typische Auswahlfehler bei Drucktransmittern
- Messbereich, Nullpunkt und Einheiten richtig wählen
- Passende Drucktransmitter und Produktbereiche
- Praxisbeispiel: Ein Tank, drei verschiedene Messaufgaben
- Fazit: Die Druckart entscheidet über die richtige Messung
- FAQ: Häufige Fragen zu Relativdruck, Absolutdruck und Differenzdruck
Warum die richtige Druckart so wichtig ist
Druck ist nicht immer derselbe Messwert. Ein Drucktransmitter kann gegen die Umgebung messen, gegen das absolute Vakuum oder gegen einen zweiten Prozessdruck. Diese Bezugsebene entscheidet darüber, was der Sensor tatsächlich ausgibt. Wenn die Bezugsebene nicht zur Anwendung passt, kann der Messwert zwar stabil und reproduzierbar sein, aber fachlich falsch interpretiert werden.
Ein typischer Fehler entsteht, wenn ein Anwender einen Relativdrucksensor bestellt, obwohl in der Anwendung ein stabiler Bezug zum absoluten Vakuum benötigt wird. Umgekehrt wird manchmal ein Absolutdrucksensor eingesetzt, obwohl der Prozess eigentlich nur den Überdruck gegenüber der Umgebung erfassen soll. Besonders häufig sind Verwechslungen bei Vakuumanwendungen, geschlossenen Behältern, Filterüberwachung, Füllstandsmessung und Durchflussmessung über Differenzdruck.
Der Unterschied ist nicht nur theoretisch. Ein Relativdrucksensor verändert seinen Messwert indirekt mit dem Luftdruck, weil er gegen die aktuelle Atmosphäre referenziert. Ein Absolutdrucksensor tut das nicht, weil sein Bezugspunkt das absolute Vakuum ist. Ein Differenzdrucktransmitter zeigt wiederum nur die Differenz zwischen zwei Anschlüssen, unabhängig davon, ob beide Seiten auf hohem oder niedrigem Druckniveau liegen.
Deshalb sollte die Auswahl eines Drucktransmitters immer mit der Frage beginnen: Gegen welchen Bezug soll gemessen werden? Erst danach folgen Messbereich, Genauigkeit, Ausgangssignal, Prozessanschluss, Werkstoffe, Zulassungen und elektrische Anbindung.
Relativdruck: Messung gegen den aktuellen Atmosphärendruck
Relativdruck ist die in vielen Industrieanwendungen am häufigsten verwendete Druckart. Der Sensor misst den Druck im Prozess im Verhältnis zum aktuellen Umgebungsdruck. Wenn ein Manometer oder Drucktransmitter 0 bar Relativdruck anzeigt, bedeutet das: Der Druck am Prozessanschluss entspricht ungefähr dem aktuellen Atmosphärendruck.
Relativdruck wird oft auch als Überdruck bezeichnet. In technischen Daten wird er häufig mit „g“, „gauge“, „rel.“ oder „Überdruck“ gekennzeichnet. Ein Messbereich von 0…10 bar relativ bedeutet, dass der Sensor von Atmosphärendruck bis 10 bar über Atmosphärendruck misst. Bei Messbereichen mit negativem Anfangswert, zum Beispiel -1…+10 bar, kann auch Unterdruck gegenüber der Umgebung erfasst werden.
Typische Anwendungen für Relativdruck sind Hydraulik, Pneumatik, Druckluftnetze, Pumpen, Maschinen, Wasserleitungen, Behälter mit atmosphärischem Bezug und viele allgemeine Prozessdruckmessungen. Der große Vorteil liegt darin, dass der Messwert dem entspricht, was viele Anwender aus der klassischen Manometeranzeige kennen.
Zu beachten ist jedoch, dass der Atmosphärendruck nicht konstant ist. Er ändert sich mit Wetterlage und Höhe über dem Meeresspiegel. Für viele Überdruckanwendungen ist das unkritisch. Bei Vakuummessungen, sehr niedrigen Druckbereichen oder Prozessen, bei denen absolute Druckverhältnisse entscheidend sind, kann diese Abhängigkeit jedoch zu Problemen führen.
Absolutdruck: Messung gegen das absolute Vakuum
Absolutdruck misst gegen das absolute Vakuum. Der Nullpunkt eines Absolutdrucksensors liegt also bei 0 bar absolut, einem theoretisch vollkommen druckfreien Zustand. Der atmosphärische Luftdruck liegt je nach Umgebung ungefähr bei 1 bar absolut. Ein Absolutdrucktransmitter zeigt daher bei offenem Anschluss zur Atmosphäre nicht 0 bar, sondern etwa den aktuellen Luftdruck an.
Diese Druckart ist immer dann wichtig, wenn der tatsächliche physikalische Druck unabhängig von Wettereinflüssen oder Höhenlage benötigt wird. Das ist zum Beispiel bei Vakuumprozessen, Barometrie, Laboranwendungen, geschlossenen Prozessen, Dampfdruckbetrachtungen, Gasgesetzen, bestimmten Prüfständen oder bei Anwendungen mit sehr niedrigen Drücken relevant.
Ein typischer Unterschied zeigt sich bei einer Vakuumanwendung. Ein Relativdrucksensor mit Messbereich -1…0 bar zeigt den Unterdruck gegenüber der Atmosphäre. Ein Absolutdrucksensor mit Messbereich 0…1 bar absolut zeigt dagegen den tatsächlichen Restdruck im System. Für viele Vakuumprozesse ist dieser Restdruck die technisch aussagekräftigere Größe.
Absolutdruck wird häufig mit „a“, „abs.“ oder „absolute“ gekennzeichnet. Bei der Bestellung ist diese Angabe besonders wichtig. Ein Sensor 0…10 bar relativ und ein Sensor 0…10 bar absolut können äußerlich ähnlich aussehen, liefern aber unterschiedliche Messwerte und sind nicht beliebig austauschbar.
Differenzdruck: Messung zwischen zwei Druckanschlüssen
Differenzdruck beschreibt die Druckdifferenz zwischen zwei Messpunkten. Ein Differenzdrucktransmitter besitzt daher zwei Druckanschlüsse, häufig als Plus- und Minus-Seite bezeichnet. Das Gerät misst nicht den Druck gegen Atmosphäre oder gegen Vakuum, sondern die Differenz zwischen beiden Anschlüssen.
Wenn die Plus-Seite 5 bar und die Minus-Seite 4,8 bar hat, beträgt der Differenzdruck 0,2 bar. Dabei kann der Betriebsdruck auf beiden Seiten deutlich höher sein als die eigentliche Differenz. Genau das macht Differenzdrucktransmitter so wichtig für Prozessanwendungen. Sie können kleine Druckunterschiede erfassen, obwohl beide Prozessanschlüsse auf einem hohen statischen Druckniveau liegen.
Typische Anwendungen sind Filterüberwachung, Füllstandsmessung in geschlossenen Behältern, Durchflussmessung über Blenden oder Wirkdruckgeber, Dichte- oder Trennschichtmessung sowie Druckverlustmessungen in Rohrleitungen, Wärmetauschern, Lüftungsanlagen und Prozesssystemen.
Die Auswahl eines Differenzdrucktransmitters erfordert besondere Aufmerksamkeit. Neben dem Differenzdruckmessbereich ist auch der zulässige statische Druck wichtig. Ein Transmitter muss nicht nur die kleine Differenz genau messen, sondern auch den Betriebsdruck auf beiden Seiten sicher aushalten.
Relativdruck, Absolutdruck und Differenzdruck im Vergleich
Die folgende Tabelle zeigt die drei Druckarten im direkten Vergleich. Sie dient als erste Orientierung, ersetzt aber keine konkrete Auslegung. Entscheidend ist immer die Anwendung und die Frage, welcher Bezugspunkt für den Prozess relevant ist.
| Druckart | Bezugspunkt | Typische Kennzeichnung | Typische Anwendungen |
|---|---|---|---|
| Relativdruck | Aktueller Atmosphärendruck | bar(g), rel., gauge, Überdruck | Hydraulik, Pneumatik, Druckluft, Pumpen, Wasserleitungen, allgemeiner Prozessdruck |
| Absolutdruck | Absolutes Vakuum | bar(a), abs., absolute | Vakuumprozesse, Barometrie, Labor, geschlossene Prozesse, niedrige Absolutdrücke |
| Differenzdruck | Druckdifferenz zwischen zwei Anschlüssen | Δp, dP, mbar, Pa, bar Differenz | Filter, Füllstand in geschlossenen Tanks, Durchfluss über Wirkdruck, Dichte, Druckverlust |
Ein einfacher Merksatz hilft bei der ersten Auswahl: Wenn der Prozessdruck gegenüber der Umgebung relevant ist, wird meist Relativdruck benötigt. Wenn der tatsächliche Druck unabhängig von Atmosphäre und Wetterlage relevant ist, wird Absolutdruck benötigt. Wenn zwei Druckpunkte miteinander verglichen werden sollen, wird Differenzdruck benötigt.
Behälterdruck und Prozessdruck: Wann Relativdruck passt
Bei vielen Behältern, Rohrleitungen und Maschinen reicht Relativdruck aus. Wenn ein Druckluftbehälter mit 8 bar betrieben wird, meint der Anwender in der Regel 8 bar über Atmosphärendruck. Auch bei hydraulischen Anlagen, Pumpendruck, Wasserdruck oder pneumatischen Systemen ist meist der Überdruck gegenüber der Umgebung entscheidend.
Relativdrucktransmitter sind daher eine naheliegende Wahl für viele klassische Industrieanwendungen. Sie liefern ein Signal, das dem technischen Verständnis vieler Anwender entspricht. Ein Druckschalter, ein Manometer und ein Relativdrucktransmitter zeigen in solchen Anwendungen häufig vergleichbare Werte an, sofern Messbereich und Einbauposition passen.
Bei offenen Behältern kann Relativdruck auch für die hydrostatische Füllstandsmessung verwendet werden. Der Druck am Boden des Behälters hängt von Füllhöhe, Dichte und Erdbeschleunigung ab. Da der Behälter offen zur Atmosphäre ist, wirkt auf die Oberfläche der Flüssigkeit ebenfalls Atmosphärendruck. Der Relativdruck am unteren Messpunkt entspricht dann dem hydrostatischen Druck der Flüssigkeitssäule.
Problematisch wird Relativdruck, wenn der Behälter geschlossen oder überlagert ist. Dann wirkt über der Flüssigkeit zusätzlich ein Gas- oder Dampfdruck. Ein einzelner Relativdrucksensor am Boden misst dann nicht nur den Füllstandsdruck, sondern Füllstand plus Kopfdruck. Für solche Anwendungen ist häufig eine Differenzdruckmessung oder eine geeignete Prozessmesslösung erforderlich.
Vakuumanwendungen: Warum Absolutdruck oft die bessere Wahl ist
Bei Vakuumanwendungen ist die Wahl der Druckart besonders wichtig. Ein Relativdrucksensor zeigt den Druck unterhalb des aktuellen Atmosphärendrucks an. Das kann für einfache technische Unterdruckanzeigen ausreichen, zum Beispiel wenn nur festgestellt werden soll, ob ein Saugsystem Unterdruck erzeugt.
Wenn jedoch der tatsächliche Restdruck im System relevant ist, ist Absolutdruck oft die bessere Wahl. In Vakuumkammern, Prüfständen, Verpackungsprozessen, Laboranwendungen oder Trocknungsprozessen interessiert häufig, wie nahe der Prozess an einen bestimmten absoluten Druckwert herankommt. Dieser Wert soll nicht davon abhängen, ob das Wetter gerade Hoch- oder Tiefdruck bringt.
Ein Beispiel zeigt den Unterschied: Ein Relativdrucksensor zeigt bei gutem Unterdruck vielleicht -0,9 bar an. Ein Absolutdrucksensor zeigt dagegen 0,1 bar absolut. Beide Werte können denselben Zustand beschreiben, aber sie haben unterschiedliche Bezugspunkte. Für technische Spezifikationen ist entscheidend, welche Darstellung gefordert ist.
Bei Vakuum sollte außerdem geprüft werden, ob der Sensor für den gewünschten Druckbereich geeignet ist. Ein Relativdrucksensor mit -1…0 bar kann für einfache Unterdruckmessungen passen. Für feinere Vakuumbereiche, sehr niedrige Absolutdrücke oder anspruchsvolle Prozesse sind spezielle Absolutdrucksensoren oder Vakuummessgeräte erforderlich.
Filterüberwachung: Differenzdruck als Verschmutzungsanzeige
Filter werden häufig über Differenzdruck überwacht. Dabei wird der Druck vor und nach dem Filter verglichen. Ist der Filter sauber, ist der Druckverlust gering. Mit zunehmender Verschmutzung steigt der Widerstand des Filters, und die Druckdifferenz nimmt zu. Der Differenzdruck ist damit ein direktes Maß für den Filterzustand.
Ein Relativdrucksensor vor dem Filter reicht für diese Aufgabe nicht aus. Er zeigt nur den Druck an einer Stelle. Wenn der Betriebsdruck im System schwankt, kann dieser Wert steigen oder fallen, ohne dass der Filterzustand tatsächlich anders ist. Erst die Differenz zwischen Vor- und Nachdruck zeigt, wie stark der Filter den Durchfluss behindert.
Differenzdrucküberwachung wird in Flüssigkeitsfiltern, Gasfiltern, Hydraulikfiltern, Luftfiltern, Lüftungsanlagen, Reinräumen, Prozessanlagen und vielen Maschinen eingesetzt. Je nach Anwendung können sehr kleine Differenzdrücke in Pascal oder Millibar oder deutlich höhere Werte relevant sein.
Wichtig ist bei der Auswahl, dass der Differenzdruckmessbereich zum erwarteten Druckverlust passt und der Transmitter den statischen Betriebsdruck sicher aushält. Bei einem Prozess mit 10 bar Betriebsdruck und 100 mbar Filterdifferenz muss der Transmitter die kleine Differenz genau messen, aber gleichzeitig für den Betriebsdruck geeignet sein.
Füllstandsmessung mit Druck und Differenzdruck
Füllstand kann über hydrostatischen Druck gemessen werden. Der Druck am unteren Messpunkt eines Behälters steigt mit der Füllhöhe. Bei offenen Behältern reicht häufig ein Relativdrucktransmitter oder eine hydrostatische Füllstandssonde, weil die Flüssigkeitsoberfläche dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist.
Bei geschlossenen oder druckbeaufschlagten Behältern ist die Situation anders. Über der Flüssigkeit kann ein Gasdruck, Dampfdruck oder Prozessdruck anliegen. Ein einzelner Relativdrucksensor am Boden würde dann den hydrostatischen Druck plus den Kopfdruck messen. Der Füllstand wäre dadurch verfälscht.
In solchen Fällen wird häufig Differenzdruck verwendet. Die Plus-Seite des Transmitters wird am unteren Behälteranschluss angeschlossen, die Minus-Seite am Gasraum oder oberen Anschluss. Der Differenzdruck entspricht dann dem hydrostatischen Druck der Flüssigkeitssäule, während der Kopfdruck rechnerisch beziehungsweise messtechnisch kompensiert wird.
Bei Füllstandsmessungen müssen zusätzlich Dichte, Mediumtemperatur, Einbauhöhe, Kapillarleitungen, Druckmittler, Kondensatbildung und mögliche Dampfphasen berücksichtigt werden. Die richtige Druckart ist also nur der erste Schritt. Die mechanische und prozesstechnische Ausführung ist ebenso wichtig.
| Behältertyp | Typische Druckmessung | Hinweis |
|---|---|---|
| Offener Behälter | Relativdruck oder hydrostatische Sonde | Atmosphärendruck wirkt auf die Flüssigkeitsoberfläche |
| Geschlossener Behälter ohne Druckschwankung | Je nach Anwendung Relativdruck oder Differenzdruck | Kopfdruck muss bewertet werden |
| Druckbeaufschlagter Behälter | Differenzdruck | Kopfdruck wird über zweite Messleitung kompensiert |
| Behälter mit Dampfphase | Differenzdruck mit geeigneter Prozessausführung | Kondensat, Temperatur und Druckmittler beachten |
Durchflussmessung über Wirkdruck
Differenzdrucktransmitter werden auch für Durchflussmessungen eingesetzt. Dabei wird ein Wirkdruckgeber wie eine Blende, Düse, Venturi-Strecke oder ein Staudruckelement in die Rohrleitung eingebaut. Durch die Strömung entsteht zwischen zwei Messpunkten eine Druckdifferenz. Aus dieser Druckdifferenz kann der Durchfluss berechnet werden.
Diese Messmethode ist in vielen Prozessanlagen verbreitet. Sie ist robust, gut bekannt und für unterschiedliche Medien geeignet. Der Differenzdruck ist dabei jedoch nicht linear zum Durchfluss. Häufig wird eine Wurzelfunktion benötigt, weil der Durchfluss proportional zur Quadratwurzel aus dem Differenzdruck ist.
Bei der Auswahl des Transmitters sind Messspanne, statischer Druck, Medium, Temperatur, Impulsleitungen, Nullpunkt, Einbaulage und Signalverarbeitung wichtig. Ein Differenzdrucktransmitter für Durchfluss muss nicht nur den richtigen Differenzdruckbereich abdecken, sondern auch zur Prozessauslegung des Wirkdruckgebers passen.
Ein häufiger Fehler ist die Auswahl eines Differenzdruckbereichs, der zu groß ist. Dann liegt der normale Betriebsbereich nur im unteren Teil der Messspanne, und die Messgenauigkeit verschlechtert sich. Umgekehrt darf der Bereich nicht zu klein gewählt werden, wenn höhere Durchflüsse oder Druckstöße auftreten können.
Dichte und Trennschicht: Erweiterte Differenzdruckanwendungen
Differenzdruck kann nicht nur Druckverlust, Füllstand oder Durchfluss erfassen. In bestimmten Anwendungen lässt sich über Differenzdruck auch Dichte oder eine Trennschicht zwischen zwei Flüssigkeiten bewerten. Dabei wird genutzt, dass der hydrostatische Druck einer Flüssigkeitssäule von Füllhöhe und Dichte abhängt.
Wenn die Höhe bekannt ist und der Differenzdruck gemessen wird, kann auf die Dichte geschlossen werden. Umgekehrt kann bei bekannter Dichte der Füllstand ermittelt werden. In Behältern mit zwei Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte kann eine Differenzdruckmessung Hinweise auf die Lage der Trennschicht geben, wenn die Prozessbedingungen ausreichend bekannt sind.
Solche Anwendungen sind anspruchsvoller als einfache Druckmessungen. Temperatur, Dichteänderungen, Prozessanschlüsse, Druckmittler, Kapillarleitungen und Einbausituation müssen sehr genau betrachtet werden. Auch die Parametrierung des Transmitters und die Auswertung in der Steuerung spielen eine wichtige Rolle.
Hier zeigt sich besonders deutlich, dass Differenzdrucktransmitter sehr vielseitig sind. Sie messen nicht nur „zwei Drücke“, sondern liefern eine Prozessgröße, aus der sich je nach Anwendung Füllstand, Durchfluss, Dichte oder Filterzustand ableiten lässt.
Typische Auswahlfehler bei Drucktransmittern
Ein häufiger Fehler ist die Bestellung eines Relativdrucksensors für eine Absolutdruckanwendung. Das fällt oft erst im Betrieb auf, wenn Messwerte je nach Wetterlage oder Standort leicht schwanken oder nicht mit der Prozessspezifikation übereinstimmen. Besonders bei Vakuum und niedrigen Druckbereichen kann das zu deutlichen Missverständnissen führen.
Ein weiterer Fehler ist der Einsatz eines einzelnen Relativdrucksensors für eine Füllstandsmessung in einem geschlossenen, druckbeaufschlagten Tank. Der Sensor misst dann nicht nur den Füllstand, sondern auch den Kopfdruck. Wenn dieser Kopfdruck schwankt, schwankt auch der scheinbare Füllstand, obwohl die tatsächliche Füllhöhe gleich bleiben kann.
Bei Filterüberwachungen wird manchmal nur der Druck vor dem Filter gemessen. Dadurch lässt sich aber der Filterzustand nur eingeschränkt beurteilen, weil der Systemdruck selbst schwanken kann. Ein Differenzdrucktransmitter ist hier meist die deutlich aussagekräftigere Lösung.
Auch die Verwechslung von Differenzdruckmessbereich und statischem Betriebsdruck ist kritisch. Ein Transmitter mit einem Messbereich von 0…100 mbar Differenzdruck kann unter Umständen trotzdem auf einem Prozessdruck von mehreren bar betrieben werden, wenn seine statische Druckfestigkeit dafür ausgelegt ist. Umgekehrt darf ein kleiner Differenzdruckmessbereich nicht automatisch mit hoher Prozessdruckfestigkeit verwechselt werden.
| Fehler | Mögliche Folge | Bessere Vorgehensweise |
|---|---|---|
| Relativdruck statt Absolutdruck gewählt | Messwert hängt vom Atmosphärendruck ab | Bei Vakuum und absoluten Prozessgrenzen Absolutdruck prüfen |
| Einzelner Drucksensor bei geschlossenem Tank | Füllstand wird durch Kopfdruck verfälscht | Differenzdruck oder geeignete Füllstandslösung verwenden |
| Filter nur mit einem Druckpunkt überwacht | Filterzustand wird nicht eindeutig erkannt | Druck vor und nach dem Filter vergleichen |
| Statischer Druck nicht berücksichtigt | Differenzdrucktransmitter kann überlastet werden | Neben Messspanne auch Betriebsdruck und Überlast prüfen |
| Messbereich zu groß gewählt | Schlechtere Auflösung und Genauigkeit im Arbeitsbereich | Messspanne passend zum realen Prozess auslegen |
Messbereich, Nullpunkt und Einheiten richtig wählen
Neben der Druckart muss der Messbereich sinnvoll gewählt werden. Ein Drucktransmitter sollte den normalen Arbeitsbereich gut abdecken und gleichzeitig genügend Reserve für Überlast, Druckspitzen und Betriebszustände außerhalb des Normalbetriebs bieten. Ein zu kleiner Messbereich kann zur Überlastung führen. Ein zu großer Messbereich verschlechtert häufig die nutzbare Genauigkeit im relevanten Bereich.
Bei Relativdruckmessungen ist zu klären, ob nur positiver Überdruck oder auch Unterdruck erfasst werden soll. Ein Messbereich 0…10 bar reicht nicht aus, wenn der Prozess auch Vakuum gegenüber Atmosphäre erzeugt. Dann kann ein Bereich wie -1…+10 bar sinnvoll sein, sofern der Sensor dafür geeignet ist.
Bei Absolutdruckmessungen ist die untere Grenze besonders wichtig. Für einfache Anwendungen kann 0…2 bar absolut ausreichend sein. Für anspruchsvolle Vakuumprozesse wird möglicherweise ein deutlich niedrigerer Bereich benötigt. Entscheidend ist, welcher absolute Restdruck wirklich bewertet werden soll.
Bei Differenzdruckmessungen muss die Messspanne zur erwarteten Druckdifferenz passen. Gleichzeitig müssen statischer Druck, einseitige Überlast, mögliche Druckstöße und die richtige Zuordnung von Plus- und Minus-Seite berücksichtigt werden. Auch die Einheit ist wichtig: Differenzdruck kann in Pa, mbar, bar, kPa oder anderen Einheiten angegeben werden. Die Einheit sollte zur Anwendung und zur Auflösung passen.
Passende Drucktransmitter und Produktbereiche
Für anspruchsvolle Prozessanwendungen, bei denen Relativdruck, Absolutdruck, Differenzdruck, Durchfluss oder Füllstand gemessen werden sollen, sind Prozesstransmitter / Differenzdrucktransmitter eine passende Produktgruppe. Geräte wie der SITRANS P320 oder der SITRANS P420 eignen sich für viele Anwendungen in Prozessindustrie, Energie, Wasser/Abwasser, Chemie, Öl & Gas und Maschinenbau.
Für allgemeine Druckmessungen in Maschinen, Anlagen, Hydraulik oder Pneumatik sind Drucksensoren / Differenzdrucksensoren geeignet. Je nach Ausführung können Relativdruck, Absolutdruck oder Differenzdruck gemessen werden. Drucksensoren wie der WIKA S-20 sind typische Lösungen für industrielle Druckmessaufgaben.
Wenn eine flexible Sensorplattform für unterschiedliche Druckarten benötigt wird, kann der UNIK 5000 interessant sein. Für präzise Messaufgaben mit Relativdruck, Absolutdruck oder Differenzdruck bietet auch die ADROIT6000 Serie passende Möglichkeiten.
Für reine Differenzdruckaufgaben wie Filterüberwachung, Druckverlust, Durchfluss oder spezielle Prozessmessungen sind Differenzdrucksensoren / Differenzdrucktransmitter die richtige Produktgruppe. Bei der Auswahl sollten Differenzdruckmessbereich, statischer Druck, Medium, Temperatur, Prozessanschlüsse und Ausgangssignal gemeinsam betrachtet werden.
Praxisbeispiel: Ein Tank, drei verschiedene Messaufgaben
Ein Anlagenbetreiber möchte an einem Tank mehrere Druckgrößen erfassen. Auf den ersten Blick scheint dafür einfach ein Drucktransmitter mit passendem Messbereich erforderlich zu sein. Bei genauerer Betrachtung entstehen jedoch drei unterschiedliche Messaufgaben.
Zuerst soll der Druck im Gasraum des Tanks überwacht werden. Hier geht es um den Prozessdruck gegenüber der Umgebung. Wenn der Tank im normalen Überdruckbereich betrieben wird, ist ein Relativdrucktransmitter häufig die passende Wahl. Er zeigt an, wie hoch der Tankdruck über dem aktuellen Atmosphärendruck liegt.
Zusätzlich soll ein Vakuumzustand während eines bestimmten Prozessschritts kontrolliert werden. Wenn der tatsächliche Restdruck im Tank relevant ist, reicht eine einfache Relativdruckanzeige möglicherweise nicht aus. In diesem Fall kann ein Absolutdrucktransmitter sinnvoll sein, weil er unabhängig vom aktuellen Atmosphärendruck misst.
Schließlich soll der Füllstand im geschlossenen Tank erfasst werden. Ein einzelner Drucksensor am Tankboden würde den hydrostatischen Druck der Flüssigkeit plus den Gasraumdruck messen. Wenn der Kopfdruck schwankt, wäre der Füllstand falsch. Für diese Aufgabe ist ein Differenzdrucktransmitter sinnvoll, der den Druck am Tankboden mit dem Druck im Gasraum vergleicht.
Das Beispiel zeigt: Derselbe Tank kann Relativdruck, Absolutdruck und Differenzdruck erfordern, je nachdem welche Prozessgröße tatsächlich benötigt wird. Die richtige Druckart ergibt sich also nicht allein aus dem Behälter, sondern aus der Messaufgabe.
Fazit: Die Druckart entscheidet über die richtige Messung
Relativdruck, Absolutdruck und Differenzdruck unterscheiden sich durch ihren Bezugspunkt. Relativdruck misst gegen die aktuelle Atmosphäre, Absolutdruck gegen das absolute Vakuum und Differenzdruck zwischen zwei Prozessanschlüssen. Diese Unterscheidung ist entscheidend für die Auswahl des passenden Drucktransmitters.
Für viele Standardanwendungen in Hydraulik, Pneumatik, Wasserleitungen und Maschinen ist Relativdruck die richtige Wahl. Für Vakuumprozesse, Barometrie und absolute Prozessgrenzen wird Absolutdruck benötigt. Für Filterüberwachung, Füllstand in geschlossenen Behältern, Durchfluss über Wirkdruck und Dichteanwendungen ist Differenzdruck oft die passende Lösung.
Wer Fehlbestellungen vermeiden möchte, sollte deshalb nicht nur Messbereich und Ausgangssignal angeben, sondern immer auch die gewünschte Druckart und die Messaufgabe beschreiben. Geeignete Lösungen finden Sie in den Bereichen Prozesstransmitter / Differenzdrucktransmitter, Drucksensoren / Differenzdrucksensoren und Differenzdrucksensoren / Differenzdrucktransmitter. Produkte wie SITRANS P320, SITRANS P420, UNIK 5000, ADROIT6000 oder WIKA S-20 können je nach Anwendung passende Ausgangspunkte für die Auswahl sein.
FAQ: Häufige Fragen zu Relativdruck, Absolutdruck und Differenzdruck
Was ist der Unterschied zwischen Relativdruck und Absolutdruck?
Relativdruck misst gegen den aktuellen Atmosphärendruck. Absolutdruck misst gegen das absolute Vakuum. Ein Relativdrucksensor zeigt bei offenem Anschluss zur Atmosphäre ungefähr 0 bar, ein Absolutdrucksensor dagegen etwa den aktuellen Luftdruck.
Wann brauche ich einen Relativdrucktransmitter?
Ein Relativdrucktransmitter ist sinnvoll, wenn der Druck gegenüber der Umgebung gemessen werden soll. Typische Anwendungen sind Hydraulik, Pneumatik, Druckluft, Wasserleitungen, Pumpen, Maschinen und viele allgemeine Überdruckmessungen.
Wann ist Absolutdruck erforderlich?
Absolutdruck ist erforderlich, wenn der tatsächliche Druck unabhängig vom aktuellen Atmosphärendruck relevant ist. Das betrifft häufig Vakuumprozesse, Barometrie, Laboranwendungen, geschlossene Prozesse oder Anwendungen mit niedrigen absoluten Drücken.
Was misst ein Differenzdrucktransmitter?
Ein Differenzdrucktransmitter misst die Druckdifferenz zwischen zwei Anschlüssen. Er wird zum Beispiel für Filterüberwachung, Füllstand in geschlossenen Tanks, Durchflussmessung über Wirkdruck, Dichteanwendungen oder Druckverlustmessungen eingesetzt.
Kann ich einen Relativdrucksensor für Vakuum verwenden?
Ja, wenn der Messbereich dafür ausgelegt ist, zum Beispiel -1…0 bar oder -1…+1 bar. Wenn jedoch der tatsächliche Restdruck im Vakuumprozess entscheidend ist, ist häufig ein Absolutdrucksensor besser geeignet.
Warum zeigt ein Absolutdrucksensor an Atmosphäre nicht 0 bar?
Weil sein Nullpunkt das absolute Vakuum ist. Bei offenem Anschluss zur Atmosphäre misst er den aktuellen Luftdruck und zeigt deshalb ungefähr 1 bar absolut an, abhängig von Wetterlage und Höhe über dem Meeresspiegel.
Welchen Drucktransmitter brauche ich für einen offenen Tank?
Bei einem offenen Tank reicht häufig ein Relativdrucktransmitter oder eine hydrostatische Füllstandssonde, weil die Flüssigkeitsoberfläche dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist. Der Druck am Boden entspricht dann dem hydrostatischen Druck der Flüssigkeitssäule.
Welchen Drucktransmitter brauche ich für einen geschlossenen Tank?
Bei einem geschlossenen oder druckbeaufschlagten Tank ist häufig ein Differenzdrucktransmitter sinnvoll. Er vergleicht den Druck am unteren Behälteranschluss mit dem Druck im Gasraum und kompensiert dadurch den Kopfdruck.
Warum wird Differenzdruck für Filterüberwachung verwendet?
Der Differenzdruck zeigt den Druckverlust über dem Filter. Wenn der Filter verschmutzt, steigt der Druckverlust. Deshalb ist Differenzdruck deutlich aussagekräftiger als eine einzelne Druckmessung vor oder nach dem Filter.
Wie funktioniert Durchflussmessung über Differenzdruck?
Bei der Durchflussmessung über Wirkdruck erzeugt ein Wirkdruckgeber wie eine Blende oder Venturi-Strecke eine Druckdifferenz. Aus dieser Differenz kann der Durchfluss berechnet werden. Häufig wird dafür eine Wurzelfunktion benötigt.
Was bedeutet bar(g) und bar(a)?
bar(g) steht für Relativdruck beziehungsweise gauge pressure. bar(a) steht für Absolutdruck. Die Angabe ist wichtig, weil 1 bar(g) nicht dasselbe ist wie 1 bar(a).
Welche Produkte passen für Relativdruck, Absolutdruck oder Differenzdruck?
Je nach Anwendung kommen Prozesstransmitter, Drucksensoren / Differenzdrucksensoren, SITRANS P320, SITRANS P420, UNIK 5000, ADROIT6000 oder WIKA S-20 infrage.