Sensoren und Druck. Druck ist die Kraft, die auf eine Oberfläche, einen Gegenstand oder eine Person ausgeübt wird. Druck kann von Flüssigkeiten, Gasen und Festkörpern, aber auch von Personen ausgeübt werden. In diesem Fall können Sensoren an industriellen Orten angebracht werden, an denen dieser Druck vorhanden ist. Druckfeste Sensoren sind für diesen Zweck geeignet.
Der Druck wird in der Regel in Pascal (Pa) ausgedrückt, zusätzlich zu anderen gebräuchlichen Einheiten wie Bar und Atmosphäre.
Die Gesamtkraft, mit der ein Druck auf eine Fläche ausgeübt wird, verteilt sich auf diese. Daher wird dieser Druck als die pro Flächeneinheit aufgebrachte Kraft beschrieben.
Welche Arten von Druck gibt es?
Es gibt grundsätzlich vier Arten von Druck: Absolutdruck, Atmosphärendruck, Unterdruck und Überdruck. Eine fünfte alternative Situation ist das Vakuum, das auch als luftlos bezeichnet wird. Diese Arten werden im Folgenden näher erläutert.
Absoluter Druck
Luftdruck
Der absolute Druck ist derjenige, der (teilweise) unabhängig von anderen Referenzwerten gemessen wird. Der diesem Druck zugewiesene Wert bezieht sich auf den Nullpunkt des Drucks: das Vakuum, auf das wir später noch eingehen werden. Häufig ist der Absolutdruck der Druck, der in einer Umgebung herrscht.
Dies ist der Druck, der in der Atmosphäre (Luft) in einem Raum oder Gebiet herrscht. Luft, wie wir sie kennen, ist mit verschiedenen Arten von Gasen gefüllt, von denen jedes einen bestimmten Druck ausübt. Dieser Druck wird teilweise durch die Schwerkraft und teilweise durch die Höhe der Luftsäule über dieser Luftschicht erzeugt.
Unterdruck und Überdruck
Vakuum
Es handelt sich dabei um Relativdruckmessungen, die im Verhältnis zum atmosphärischen Druck ausgedrückt werden. Es kann vorkommen, dass für eine bestimmte Anwendung ein anderer Druck als Referenzwert verwendet wird, dies ist jedoch eine Ausnahme. Unterdruck ist hier ein gemessener Druck, der niedriger ist als der atmosphärische Druck. Er wird als negative Zahl angegeben, z. B. -2 mbar. Überdruck hingegen ist ein gemessener Druck, der höher ist als der atmosphärische Druck. Er wird daher als positive Zahl ausgedrückt, z. B. +3 mbar.
Wenn in einem Raum keine Gase und Flüssigkeiten vorhanden sind und kein Druck herrscht, spricht man von einem Vakuum. Jeder andere Druck ist daher ein Überdruck, wenn ein Vakuum als Null angesehen wird.
Druckfeste Sensoren
Es gibt industrielle Prozesse, bei denen der Umgebungsdruck hoch sein kann. Auch für diese Umgebungen müssen Sensoren zur Verfügung stehen. Sensoren, die diesen Drücken nicht gewachsen sind, sind erstens nicht (lange) nutzbar und zweitens nicht zuverlässig, wenn sie überhaupt funktionieren. Im Folgenden finden Sie unsere Auswahl an Sensorlösungen für den Einsatz in Druckumgebungen:
Induktive Näherungsschalter für Druckumgebungen
Induktive Näherungsschalter sind Sensoren, die zur Erkennung von Metallobjekten eingesetzt werden. Die Erkennung von Metallen erfolgt durch ein vom Sensor erzeugtes elektromagnetisches Feld.
In Druckumgebungen werden spezielle druckfeste induktive Näherungsschalter in einem vollständig (AISI 316L) rostfreien Stahlgehäuse verwendet. Die Sensoren können bei einem Druck von bis zu 80 bar arbeiten. Ideal für verschiedene industrielle Anwendungen: von der Füllstands- oder Füllstandsmessung in einem Silo mit Eisenerz zum Beispiel bis zur Positionierung in einem Hydraulikzylinder.
Außerdem haben die induktiven Sensoren die Dichtheitsklasse IP69K, was sie auch spritzwassergeschützt macht und keinen Staub durchlässt. Wenn Sie mehr über Näherungsschalter erfahren möchten, könnte dieser Artikel für Sie interessant sein: Der Unterschied zwischen induktiven und kapazitiven Sensoren
Druckfeste Ultraschallsensoren
Ultraschallsensoren sind Sensoren, die zur Messung von Füllstand und Abstand sowie zur Detektion eingesetzt werden. Hier wird die Ultraschallmessung verwendet.
In druckbeaufschlagten Umgebungen werden spezielle Ultraschallsensoren in Gehäusen aus rostfreiem Stahl AISI 316TI und extra starken Dichtungsringen um den Wandler eingesetzt. Die Serie hps+ von microsonic hält zum Beispiel einem Überdruck von 6 bar stand. Außerdem ist dieser Sensor mit Teflon beschichtet, was ihn resistent gegen korrosive Chemikalien macht. Damit eignet er sich ideal für Füllstandsmessungen in Tanks mit den unterschiedlichsten Flüssigkeiten: von Wasser über Kraftstoff bis hin zu ätzenden Säuren.
Um mehr über Sensoren und Chemikalien zu erfahren, lesen Sie bitte unseren Artikel "Chemische Beständigkeit und Sensoren" lesen.
