Digitalmanometer

Definition zu Manometer

Druckmessgeräte oder auch Manometer (griech. manos = wacklig) ist die Bezeichnung für Messeinrichtungen zum Erfassen und Anzeigen des physikalischen Druckes eines Mediums (Flüssigkeit, Gas). Die meisten Manometer / Digitalmanometer benutzen den Außenluftdruck als Referenzdruck, nur bei Sonderbauformen zum Messen des absoluten Drucks wie zum Beispiel beim Barometer wird ein Vakuum als Referenz benutzt. Die von uns angebotenen Manometer / Digitalmanometer arbeiten sowohl im über- als auch im Unterdruck-Messbereich. Wir bieten Ihnen Geräte, ausgeführt als Absolut-Manometer oder als Differenz-Manometer, als Barometer oder als Messinstrumente für die Luftgeschwindigkeit. Die voranstehenden Links geben Ihnen je ein klassisches Beispiel für diese Produktgruppen. Zum praktischen Einsatz kommen alle Geräte in verschiedensten Applikationen in Industrie, Handel, Handwerk und auch in der Forschung, z.B. zur Messung von Behälterdrücken, Drücken in Lüftungsanlagen, Differenzdrücken vor und nach Pumpen.

Digitalmanometer sind Messgeräte mit digitaler Anzeige zur Ermittlung des Drucks in Gasen oder Flüssigkeiten. Anders als bei den Angaben für Druck- oder Zugkräfte geht es bei Angaben für den Druck in Gasen oder Flüssigkeiten um die Druckkraft pro Fläche. Druckunterschiede können natürliche Ursachen haben, aber auch künstlich erzeugt werden. Der übliche mittlere Luftdruck in Meereshöhe liegt bei 1.013,25 Millibar bzw. Hektopascal. Das entspricht etwa einem Bar und damit 100.000 Newton pro Quadratmeter oder 10 Newton (1 kg) pro Quadratzentimeter. Da wir dem Luftdruck auf der Erde ständig ausgesetzt und daran angepasst sind, nehmen wir ihn kaum wahr. Stattdessen reagieren wir, wenn dieser Druck stark nach oben oder unten abweicht.

Bei Druckangaben ist es wichtig, ob sie einen Absolut-, Relativ- oder Differenzdruckwert nennen. Als Absolutdruck gemessen entspricht ein Messwert von ein Bar einem üblichen Luftdruck. Beim Relativdruck wird der Druck mit dem atmosphärischen Druck am jeweiligen Standort verglichen. Ein höherer Druck wird als Überdruck, ein niedrigerer Druck als Unterdruck bezeichnet. Ein Bar Überdruck kann als Luftdruck der Atemluft bereits zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen. Als Unterdruck ist ein Bar bereits der Wert, der dem eines Vakuums auf Meereshöhe entspricht. Die Differenzdruckmessung gibt den Unterschied zwischen den Druckverhältnissen in zwei getrennten Bereichen an. Dabei kann 1 Bar Unterschied sowohl zwischen Vakuum und normalen Luftdruck, als auch zwischen verschiedenen Abschnitten von Wasser-, Druckluft- oder Gasleitungen gemessen werden.

Absolutdruck
Der absolute Luftdruck gibt den Druck unabhängig vom Luftdruck der Atmosphäre an. Im luftleeren Raum, dem Vakuum, herrscht der niedrigste Absolutdruck null. In Meereshöhe gelten 1 013 mbar = 1.013 Hektopascal als Mittelwert des atmosphärischen Luftdrucks. Der untere wetterbedingte Extremwert liegt bei 925 mbar in starken Wintertiefs, der obere Extremwert bei 1070 mbar in extremen Kältehochs. Mit zunehmender Höhe über dem Meeresspiegel nimmt der atmosphärische Druck ab, da weniger Luft auf die höher gelegenen Flächen drückt. Zur Messung des Absolutdrucks mit einem Digitalmanometer kann beispielsweise eine geschlossene Messkammer verbaut werden, in der Vakuum herrscht. Der absolute Luftdruck kann aber auch aus der Summe von atmosphärischem Druck und relativem Druck ermittelt werden. Ein Digitalmanometer, das den Absolutdruck misst, benötigt nur einen Anschluss über den das Medium zur Messvorrichtung geleitet wird.

Relativdruck
Viele Manometer messen auf Grund ihrer Bauart nicht den absoluten, sondern den relativen Druck. Für viele technische Anwendungen ist der relative Druck die gebräuchliche Mess- und Regelgröße. Bei der Angabe des Relativdrucks von Gasen in Behältern, Leitungen oder bestimmten Räumen ist die Bezugsgröße in der Regel der Luftdruck der Umgebung. Der gemessene Druck wird also als Differenz zum Umgebungsluftdruck angegeben. Diese Digitalmanometer haben zwei Anschlüsse für die Messung, von denen einer den Luftdruck der Umgebung aufnimmt.

Ist der gemessene Druck höher als der Umgebungsdruck, wird die Druckdifferenz als Überdruck bezeichnet. Beispiele für Überdruck sind der Luftdruck in Fahrzeugreifen, die Druckluftnutzung für Werkzeuge und Maschinen, aber auch der Überdruck in Flüssigkeiten wie in Heizungsanlagen, im Trinkwassernetz oder in Gasbehältern. Als Unterdruck, wird ein Wert bezeichnet, der unterhalb des gewöhnlichen Drucks der Atmosphäre liegt. Unterdruck herrscht beispielsweise im Hochgebirge und in Flugzeugen mit großer Flughöhe. Technisch wird Unterdruck zum Beispiel eingesetzt, um Stäube, Dämpfe oder Materialien abzusaugen.

Differenzdruck
Digitalmanometer zur Messung des Differenzdrucks sind mit zwei separaten Druckanschlüssen ausgestattet. Sie werden dort eingesetzt, wo Drücke direkt miteinander verglichen werden sollen, beispielsweise um die Druckunterschiede innerhalb eines Systems zu ermitteln und zu begrenzen. Fest eingebaute Differenzdruckmanometer können in technischen Anlagen auch eingesetzt werden, um Prozesse direkt über die Messwerte zu steuern.

Neben der Art des zu messenden Drucks gibt es weitere wichtige Eigenschaften in denen sich die Modelle der verfügbaren Digitalmanometer erheblich unterscheiden:
- die Medien in denen der Druck gemessen werden kann,
- der Messbereich, die Genauigkeit und die wählbaren Maßeinheiten und
- ob das Gerät zum Festeinbau oder für mobile Messungen vorgesehen ist.

Digitalmanometer zur Messung von Luft, anderen Gasen oder Flüssigkeiten
Viele Digitalmanometer messen den Druck über dessen Wirkung auf eine verformbare Membran, die zwei Bereiche mit meist unterschiedlichem Druck voneinander trennt. Bei einem Druckunterschied verformt sich die Membran in Richtung des schwächeren Druckes. Je höher der Druckunterschied ist, desto stärker ist die Auslenkung der Membran. Die Verformung wird elektronisch, beispielsweise über Dehnmessstreifen, erfasst und in Druckeinheiten umgerechnet.

Nicht alle Digitalmanometer sind zur Messung des Drucks von Flüssigkeiten geeignet. Auch bei der Druckmessung von korrosiven oder explosiven Gasen müssen speziell ausgestattete Varianten gewählt werden. Bei diesen Geräten sind alle Materialien und Bauteile, die mit den zu messenden Medien in Kontakt kommen, ausreichend widerstandsfähig zum Beispiel durch die Ausführung in Edelstahl oder Keramik. Einige Digitalmanometer sind dadurch auch zur Überwachung des Drucks in Leitungen für Kraftstoffe, Öle oder Farben geeignet.

Messbereich, Genauigkeit und die wählbaren Maßeinheiten beim Digitalmanometer
Wie Kraftmessgeräte können auch Digitalmanometer bei Überlastung zerstört werden. Andererseits ist bei großer Spannbreite des Messbereichs die Präzision der gemessenen Werte geringer. Es ist also sehr wichtig, den passenden Messbereich für das Digitalmanometer zu wählen. Damit bei Überschreitung des Messbereichs nicht sofort Probleme auftreten, sind viele Digitalmanometer so ausgerüstet, dass sie auch weit höhere als dem maximal messbaren Druck aushalten. Für diese Modelle wird separat der Wert für den zulässigen Überdruck und den Berstdruck angegeben. Bei Werten oberhalb des Überdrucks kann das Messgerät beschädigt werden, beim Berstdruck wird das Gerät zerstört und kann dadurch weitere Schäden verursachen.

Die Genauigkeit bei einem Digitalmanometer wird meist durch Angabe der möglichen Abweichung in Prozent des gewählten Messbereichs angegeben. Beim Gerätevergleich sollte unbedingt darauf geachtet werden, ob und wie stark sich die maximale Abweichung bei der vorgesehenen Anwendung auswirkt. Bei einem Messbereich von 2,5 Bar bedeuten 0,5 % des Messbereichs eine Abweichung von 12,5 Millibar. Bei einem Gerät mit einem Messbereich von 250 Bar und gleicher Genauigkeitsangabe darf die Abweichung 1,25 Bar betragen.

Digitalmanometer für technische Anwendungen bieten oft die Möglichkeit, den Druck in verschiedenen Einheiten anzuzeigen, so dass auf das Umrechnen verzichtet werden kann. Die gebräuchlichste Einheit für technische Zwecke ist Bar. Die Geräte zur Luftdruckmessung für Wetterprognosen werden meist als Barometer bezeichnet. Sie haben einen auf den atmosphärischen Luftdruck abgestimmten Messbereich und geben die Werte üblicherweise in Millibar an.

Digitalmanometer zum Festeinbau oder zum mobilen Einsatz
Egal ob zum stationären oder mobilen Einsatz, die Messvorrichtung vom Digitalmanometer muss Kontakt zum unter Druck stehenden Medium haben. Bei Geräten zur Messung des Umgebungsluftdrucks genügt es meist, dass die Luft ungehindert zum Drucksensor strömen kann. Zur Messung des Drucks in Leitungssystemen werden aber passende Anschlüsse benötigt. Achten Sie unbedingt darauf, dass das Digitalmanometer sicher an die beabsichtigten Messstellen angeschlossen werden kann. Viele Geräte zum Festeinbau sind mit verschiedenen Gewindeanschlüssen lieferbar, damit sie zu den an der Anlage geplanten Anschlüssen passen. Mobile Digitalmanometer gibt es dagegen mit sehr unterschiedlichen Anschlüssen. Sehr häufig sind sie mit Anschlüssen für Aufsteckschläuche ausgestattet, aber auch die Verwendung von Staurohren für Messungen in Lüftungsanlagen ist möglich.

Stationäre Digitalmanometer eignen sich vor allem, um ständig unter Druck stehende Behälter oder Leitungen zu überwachen. Über analoge oder Digitalausgänge können die Messdaten einfach weitergegeben werden. Mit Schaltausgängen können bei Erreichen voreingestellter Grenzwerte automatisch Pumpen oder Ventile zu oder abgeschaltet werden. Mobile Digitalmanometer dagegen relativ unkompliziert fürr Anlagenkontrollen und –optimierungen eingesetzt werden. Je nach Umfang der benötigten Daten bieten sich Modelle an, die über Speichermöglichkeiten und Datenschnittstellen oder Sensoren für zusätzliche Messwerte verfügen. Einige stationäre und mobile Varianten können auch als Datenlogger eingesetzt werden.

Blower-Door-Test (Dichtheitsprüfung an Gebäuden)

Mit Hilfe von einem Differenzdruck-Manometer wird bei der Blower-Door-Prüfung getestet ob der nötige Unterdruck im Gebäude vorhanden ist, um mit einem Hitzedrahtanemometer oder einer Thermokamera die eigentliche Dichtheitsprüfung durchzuführen. Das Differenzdruck-Manometer überprüft den Druck außerhalb und innerhalb vom Gebäude. Misst das Manometer einen Differenzdruck von 50 Pa kann mit dem Test begonnen werden. Die 50 Pa, die mit dem Manometer gemessen werden entsprechen einem Winddruck auf das Gebäude von etwa 4 bis 5 Windstärken.

Prüfung von Filteranlagen

Mit Hilfe von einem Manometer kann der Verschmutzungsgrad von Filteranlagen überprüft werden. Ein Differenzdruck Manometer überprüft den Druck vor und nach einem Filter in einem Belüftungssystem oder einer Klimaanlage. Ist der Filter neu oder wurde gereinigt zeigt das Manometer im Idealfall einen Differenzdruck von 0 Bar an. Wird die Messung mit dem Manometer nach einer gewissen Zeit wiederholt wird ein überdruck vor dem Filter angezeigt und der Filter muss ersetzt werden.

überprüfung von Systemdruck

Mit einem Manometer für den Festeinbau kann der Maschinenführer kontinuierlich den Systemdrucküberprüfen. Das Manometer zeigt stetig den aktuellen Druck auf dem Display oder mit Hilfe eines Zeigers an. Sollte der Druck, den das Manometer misst fallen oder steigen kann der Anwender Maßnahmen ergreifen, um zum Beispiel ein Ausfall der Produktionslinie zu verhindern.

Laborversuche

Mit Hilfe von einem Manometer mit Datenlogger können im Labor verschiedene Druckversuche durchgeführt werden. Das Manometer misst kontinuierlich den Systemdruck und zeichnet diesen auf. Es können also mehrere Versuche durchgeführt werden ohne, dass umständliche Dokumentationen während des Versuches getätigt werden. Das Manometer zeichnet alle Drücke auf und am Ende des Versuches können alle Daten aus dem Speicher vom Manometer ausgelesen werden.

Druckmessung ohne Manometer

Eine weitere Art der Druckmessung ist die Druckkraftmessung oder Zugkraftmessung. Hierbei werden die Messergebnisse nicht in bar oder Pa angegeben sondern meist direkt in einer Krafteinheit. Die Maßeinheit ist Newton (N), wobei auch oft der Druck direkt auf eine Fläche bezogen wird (Flächenpressung / -Last genannt). Dann wird der Bezug zur Fläche z.B. in der Einheit N/mm² angegeben.