Absolutdruck- und Überdruckmessgeräte
- Absoluter Druck ist auf das perfekte Vakuum bezogen. Er gibt an, wie viel höher Ihr Prozessdruck als der eines Prozesses im Vakuum ist, so dass die Messungen immer positiv sind. Absolutdruckmessungen werden häufig bei Vakuumprozessen verwendet, z. B. bei der Vakuumbeschichtung.
- Manometerdruck ist auf den lokalen atmosphärischen Druck bezogen. Er gibt an, wie viel über oder unter dem örtlichen Atmosphärendruck Ihr Prozessdruck liegt, so dass die Messungen entweder positiv oder negativ sein können.
Wann ist absoluter Druck zu verwenden?
In manchen Situationen ist es ziemlich eindeutig, ob Absolut- oder Überdruck verwendet werden sollte. Absoluter Druck sollte in Prozessen verwendet werden, die einen bestimmten Druck erfordern, unabhängig davon, was in der Atmosphäre passiert.
Anwendungen, die die Messung oder Regelung niedriger atmosphärischer Drücke erfordern, profitieren fast immer am meisten von der Absolutdruckregelung. Ein paar Beispiele hierfür sind die Gegendruckregelung für Prozessanalysatoren und die Durchflusscharakterisierung für Zigarettenfilter.
Wann ist Überdruck zu verwenden?
Überdruckregler fügen Luft hinzu oder entziehen Luft, wenn der Umgebungsdruck schwankt, um die gewünschte Druckdifferenz aufrechtzuerhalten. Dies bedeutet, dass Überdruck verwendet werden sollte, wenn Ihr Prozess einen bestimmten Druck im Verhältnis zum atmosphärischen Druck erfordert.
Überdruck wird in der Regel in Prozessen verwendet, bei denen der Druck nicht unter den atmosphärischen Druck sinken kann, wie z. B. bei der Messung und Kontrolle des Reifendrucks.
Wenn entweder Überdruck oder Absolutdruck als Optionen in Frage kommen
Manchmal ist es etwas schwieriger zu entscheiden, welche Methode die richtige ist. Die folgenden Beispiele veranschaulichen Situationen, in denen entweder Überdruck oder Absolutdruck verwendet werden kann, je nachdem, welche Art von Messung und Kontrolle Sie suchen.
Beispiel 1:
Veränderung der Höhe
Mit zunehmender Höhe nimmt die Anzahl der Gasmoleküle in der Luft ab, was zu einer Abnahme des atmosphärischen Drucks führt. Das bedeutet, dass Messungen des absoluten Drucks in verschiedenen Höhenlagen ganz andere Werte ergeben als Messungen des Überdrucks.
Prozessbedingungen: Wenn Sie den Verschluss einer leeren Wasserflasche in Tucson (Höhe: 2.160 Fuß, Umgebungsluftdruck: 13,67 PSIA) anziehen, beträgt der Druck in der Flasche 13,67 PSIA und 0 PSIG. Wenn Sie die Flasche dann auf den Mt. Lemmon (Höhe: 9.159 Fuß, Umgebungsluftdruck: 10,44 PSIA) fahren, beträgt der absolute Druck in der Flasche 13,67 PSIA und der Überdruck 3,23 PSIG.
Abbildung 1. Der Überdruck eines Prozesses steigt, wenn der atmosphärische Druck sinkt.
Stellen Sie sich vor, Sie öffnen die Flasche am Mt. Lemmon, und der in der Flasche aufgebaute Druck entweicht in die Luft, bis er einen Innendruck von 10,44 PSIA und 0 PSIG erreicht. Dann verschließen Sie die Flasche wieder und fahren zurück nach Tucson. Der Druck in der Flasche beträgt immer noch 10,44 PSIA, aber der Überdruck beträgt jetzt -3,23 PSIG.
Abbildung 2. Der Überdruck eines Prozesses steigt mit zunehmendem Atmosphärendruck.
Lösung: Je nachdem, wonach Sie suchen, kann in diesem Fall eine der beiden Messungen (absolut oder als Maß) nützlich sein. Es ist einfach wichtig zu verstehen, was jede Messung über den Prozess aussagt, und zu bestimmen, welche die wertvollsten Informationen liefert.
Beispiel 2:
Schwankungen des lokalen atmosphärischen Drucks Schwankungen
Im Laufe des Jahres kann der Luftdruck an einem einzigen Ort um bis zu 0,3 PSI schwanken (an Orten mit häufigen Stürmen, tropischen Tiefdruckgebieten oder Hurrikans sogar noch mehr).
Prozessbedingungen: In Tucson beträgt der durchschnittliche atmosphärische Druck etwa 13,7 PSIA ± 0,1 PSIA. Wenn ein Prozess bei 0,3 PSI über dem atmosphärischen Druck gehalten werden muss, wäre dann ein Überdruck- oder Absolutdruckregler besser?
Lösung: Die Manometerdruckmesswerte würden mit den örtlichen atmosphärischen Druckschwankungen schwanken, wie in Abbildung 3 dargestellt. Diese Schwankungen wären jedoch nicht sichtbar, da der Regler immer einen Überdruck von 0,3 PSIG ablesen würde. Absolute Druckmesswerte hingegen würden unabhängig von Druckschwankungen konstant bleiben.
Abbildung 1. Der Überdruck eines Prozesses steigt, wenn der atmosphärische Druck sinkt.
Es mag den Anschein haben, dass der absolute Druck die eindeutige Antwort ist, aber je nach Skala kann beides funktionieren. Zum Beispiel sind Schwankungen von 113,6 PSIG auf 113,8 PSIG nicht so signifikant wie Schwankungen von 13,6 PSIG auf 13,8 PSIG. Es hängt wirklich davon ab, was Sie messen oder kontrollieren müssen und welche Fehlertoleranzen Sie haben.