used pressure transducer / level gauge

details to article: 29091

description:
Digital pressure transmitter with oil-free ceramic membrane for measurement in gases and liquids for measuring pressure, level, volume or mass.
Signal output 4-20mA, voltage 11.5-45V DC, measuring range up to -1/0 ... 40 bar. Connection DN50 flange.

Producer:	Endress+Hauser
Typ:	Cerabar PMC51
Year of manufacture:	--
Pieces:	1

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Tipp Umwelt-

und Verfahrenstechnik GmbH

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Mess-, Steuer- und Regeltechnik:
Mess-, Steuer- und Regeltechnik Abk. MSR. Elektrotechnischer Wissenschafts- und technischer Anwendungszweig, der sich u.a. mit Entwicklung, Bau, Optimierung und Überprüfung von Mess-, Steuer- und Regelgeräten aller Art befasst. Sie ist für den Umweltschutz von zentraler Bedeutung. Auf Mikroelektronik basierte Systeme ermöglichen z.B. die präzise Einhaltung vieler Einzelwerte in Produktionsanlagen, Maschinen und Fahrzeugen. Hochentwickelte Geräte erlauben den Nachweis zum Teil kleinster Schadstoffmengen noch im Spurenbereich. Schließlich lassen sich Bereiche, für die konkrete Messergebnisse ganz oder teilweise fehlen, mit Hilfe der Computersimulation und mathematischer Modelle erschließen.

MSR ist die Summe aller Einrichtungen, die für den automatischen Betrieb und die selbsttätige Überwachung von Abwasseranlagen notwendig sind. Beispiele: pH- und Redoxelektroden, Dosierpumpen, Dosierventile, Niveauschalter, Mengenmessung, Registriergeräte, Messverstärker, Steuereinrichtungen, Störfallanzeigen etc.

Schwebekörper-Durchflussmesser:
Ein Schwebekörper-Durchflussmesser ist ein Messgerät zur Bestimmung des Volumenstroms von Fluiden, d. h. Flüssigkeiten oder Gasen, in Rohrleitungen.

Ein Schwebekörper-Durchflussmesser besteht aus einem konischen Rohr, das von unten nach oben vom Fluid durchströmt wird. In diesem Konus befindet sich ein vertikal beweglicher Schwebekörper. Dieser hat im fließenden Fluid einen Strömungswiderstand, d.h. es wirkt auf ihn eine Kraft Fr in Richtung der Strömung, die abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit, der Schwebekörperform und den Messstoffeigenschaften (Dichte, Viskosität) ist. Gleichzeitig erfährt der Schwebekörper eine archimedische Auftriebskraft Fa, dem entgegen wirkt die Schwerkraft FG auf den Schwebekörper.

Die Höhenstellung des Schwebekörpers im Schwebekörper-Durchflussmesser ist vom Volumenstrom abhängig. Bei steigendem Volumenstrom erhöht sich der Strömungswiderstand. Der Schwebekörper steigt und die Fläche zwischen Schwebekörper und der Glasröhre wird größer. Dadurch sinkt der Strömungswiderstand wieder bis er gleich der Gewichtskraft des Schwebekörpers plus der Auftriebskraft ist. Die Höhenstellung als Maß für den Durchfluss kann von einer am Gerät angebrachten Skala abgelesen werden.
Druckmessgerät/ Manometer:
Ein Druckmessgerät (auch Manometer – von griech. manos = wacklig) ist eine Messeinrichtung zur Erfassung und zum Anzeigen des physikalischen Druckes eines Mediums (Flüssigkeit, Gas). Die meisten Manometer benutzen den Außenluftdruck als Referenzdruck, nur bei Sonderbauformen zum Messen des absoluten Drucks wie zum Beispiel beim Barometer wird ein Vakuum als Referenz benutzt. Druckmessgeräte können aufgrund ihrer Messverfahren in

* direkte Druckmessgeräte (Messung der Kraft pro Fläche)
* indirekte Druckmessgeräte (Messung über Teilchenzahldichte, Wärmeleitung etc.)

eingeteilt werden.
Direkte Druckmessgeräte nutzen die Krafteinwirkung des Drucks und stellen die gemessenen Druckdifferenzen direkt über mechanische Vorrichtungen (z.B. Hebel mit Zeiger) dar. Daher bieten diese Messgeräte den Vorteil der Gasartunabhängigkeit. Jede mechanische Messung geht mit einer Deformation (Wegänderung, Winkeländerung etc.) einher. Solche Wegänderungen können prinzipiell

* mechanisch
* kapazitiv
* induktiv
* piezoresistiv
* über Dehnungsmessstreifen

weitergegeben werden und je nachdem in entsprechende Ausschläge/Signale umgewandelt werden.
* Bourdonfeder-Vakuummeter

Das Medium strömt in eine am Ende verschlossene Röhre mit ovalem Querschnitt, die halbmondförmig gebogen ist. Der einwirkende Druck biegt diese Form auf, da der Druck bestrebt ist, die Röhre in Kreisform zu bringen. Die Größe dieser Bewegung wird durch eine Mechanik in eine Drehbewegung umgesetzt, die den Zeiger dann bewegt und den Druckmesswert auf der Skala anzeigt.

Es gibt auch Manometer, bei denen die Bourdonfeder, oder Bourdonröhre ähnlich einer Schraubenfeder mehrfach gewickelt ist, wodurch sich die Bewegung stark vergrößert. Der Zeiger ist direkt am Ende der Feder angebracht. Dadurch kann man auf eine aufwändige Mechanik verzichten, weshalb dieses Verfahren häufig bei Miniaturmanometern angewandt wird.

* Kapselfedervakuummeter
Kolbenmanometer:
Beim Kolbenmanometer wird der Druck durch einen Kolben, der sich gegen eine Kraft verschiebt, angezeigt. Die Kraft kann durch Federn aufgebracht werden (z.B. Dampfkochtopf, da kombiniert mit Überdruckventil) oder durch Gewichte (Präzisionsmanometer). Dieses Prinzip wird zum einen für sehr einfache Manometer benutzt, zum anderen werden auch hochpräzise Kolbenmanometer zum Eichen bzw. Kalibrieren anderer Druckmessgeräte benutzt. Bei diesen Drehkolbenmanometern wird der Kolben zur Vermeidung von Verkantungsmessfehlern in Drehung versetzt.

Eine Sonderbauform sind so genannte Pop-Outs. Bei dieser Bauart wird beim Überschreiten eines bestimmten Druckes lediglich ein Stift aus dem Gehäuse gedrückt. Dies wird zur Anzeige von Filterverstopfung verwendet.
* U-Rohr-Manometer

Hier wird der Druck durch Verschieben einer Flüssigkeitssäule angezeigt. Dazu wird ein U-förmiges Glasrohr benutzt, das bis etwa zur Hälfte mit der Prüfflüssigkeit (Wasser, Quecksilber) gefüllt ist. Wenn dann eine Druckdifferenz zwischen den Schenkeln des U anliegt, verschiebt sich die Flüssigkeitssäule zu der Seite mit dem geringeren Druck. Der Niveauunterschied ist das Maß für die Druckdifferenz. Diese Bauart wird heutzutage nur noch selten verwendet, da die verwendeten Flüssigkeiten entweder giftig sind oder leicht verdunsten. Auch ist dieses Messverfahren abhängig von der Dichte der verwendeten Flüssigkeiten nur für geringe Drücke geeignet. Ein U-Rohr Manometer für 1 bar Druck wäre mit Wasser über 10 Meter hoch (mit Quecksilber immer noch 760 mm)! Häufigste Verwendung waren Blutdruckmesser, welche Quecksilber als Flüssigkeit verwendeten. Daher auch die Maßeinheit mmHg (mm Quecksilbersäule) für den Blutdruck.

* McLeod - Manometer

Das McLeod ist ein Kompressions-Flüssigkeits-Manometer nach McLeod (Eine Gasmenge mit dem Volumen V1 wird auf das Volumen V2 komprimiert. Im gleichen Verhältnis erhöht sich der Druck von p1 auf p2 (Boyle-Mariottesches Gesetz), welcher bequem zu messen ist. Aus p2 kann p1 berechnet werden.)
Die Gründe für die bis heute andauernde Verwendung von Quecksilber in Manometern sind:

* Dichte: Die maximale messbare Druckdifferenz wird durch die Höhe des U-Rohres einerseits (die üblicherweise durch die Raum- oder Ablesehöhe begrenzt ist) sowie die Dichte der Flüssigkeit andererseits begrenzt; hier ermöglicht das Quecksilber bei gleicher Rohrlänge die Messung deutlich höherer Drücke als z.B. Wasser
* Geringe Kapillarwirkung: Quecksilber bildet in Glasrohren eine relativ plane Oberfläche, dies erlaubt ein präzises Ablesen.
* Farbe: Auch ohne Färbung lässt sich der Flüssigkeitsspiegel bei Quecksilber in Glasrohren gut ablesen.
* Stabilität: Quecksilber ist gegenüber den meisten Gasen chemisch stabil.

Probleme entstehen dabei aus:

* Dem Reinigungsprozess: Auch wenn Quecksilber z.B. aus Luft nur sehr geringe Mengen an Feuchtigkeit aufnimmt, muss es doch gereinigt werden, bevor das Messergebnis durch die Herabsetzung der Dichte verfälscht wird. Bis in die siebziger Jahre des zwanzigsten Jahrhunderts war es in Laboratorien üblich, das Quecksilber aus Manometern dazu auszukochen. Dies ist zwar einfach, jedoch wegen der dabei trotz allem entstehenden Quecksilberdämpfe aus Gründen des Arbeitsschutzes inakzeptabel.
* Einer möglichen Verunreinigung der Umgebung (z.B. bei Glasbruch der Instrumente oder Verschütten beim Befüllen).
Diese Bauart arbeitet mit einer Gummi- oder Metallmembran, die ein- oder beidseitig mit Druck beaufschlagt wird. Bei Druckdifferenzen zwischen den Seiten der Membrane wölbt sich diese, was einer Wegveränderung entspricht. Das kann folgendermaßen zur Anzeige gebracht werden:

* mechanisch: für höhere Drücke kann hier auch eine Feder eingebaut werden. Diese Bauart wird recht selten verwendet, da sie nur für kleinere Drücke geeignet ist und die Anzeige nicht linear ist (Skala am Ende zusammengedrängt).
* kapazitiv
* induktiv
* piezoresistiv
* über Dehnungsmessstreifen

Dosenmanometer:
Beim Dosenmanometer wird eine Druckdose mit gewellter Wandung eingesetzt, so dass diese axial flexibel ist. Die Dose kann von außen oder innen mit Druck beaufschlagt werden. Die Dose verändert abhängig von der Druckdifferenz ihre Länge, was ähnlich dem Membranmanometer zur Anzeige gebracht wird. Diese Manometer sind ebenfalls für geringere Drücke geeignet, arbeiten aber sehr genau. Typische Anwendung sind das Barometer sowie verschieden Fluginstrumente. Der Membranmanometer wir auch Plattenfedermanometer genannt.
Parameter:
Ein Parameter ist:

* entweder eine charakterisierende Eigenschaft, eine Kenngröße:
Mathematik: allgemein eine beliebige, aber festgehaltene Variable, siehe Parameter (Mathematik)
Geometrie: Kenngröße eines Kegelschnitts
Technik bzw. Ingenieurwesen: bestimmte Eigenschaften technischer Anlagen oder Komponenten, siehe Konstruktion (Technik)
Musik: die Eigenschaften des einzelnen Tons sowie die daraus resultierenden Kombinationsmuster in einem Musikstück, siehe musikalische Parameter

* oder eine Abhängigkeit von gewissen – außerhalb des betrachteten Objekts liegenden – Gegebenheiten, eine Steuergröße, ein Einflussfaktor:
Informatik: ein Argument, das einem Programm oder Unterprogramm übergeben wird, siehe Parameter
Analytischen Geometrie: die Variablen der Parameterdarstellung
Statistik: eine von meist mehreren skalaren Größen, die zusammen mit der Verteilungsklasse die genaue Form einer Wahrscheinlichkeitsverteilung festlegen, siehe Parameter (Statistik)
Quelle: www.wikipedia.org

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