Differenzdruckmanometer / Differenzdruck-Manometer

Manometer sind Messgeräte zum Bestimmen des Drucks in Gasen oder Flüssigkeiten. Mit einem Differenzdruckmanometer kann in einer Messung der Unterschied zwischen zwei Drücken bestimmt werden. Dabei bezieht sich der Druckunterschied entweder auf zwei verschiedene Bereiche einer mit Druck betriebenen Anlage oder auf den Druckunterschied zwischen dem Druck der Umgebungsluft und dem Über- oder Unterdruck in einer Lüftungsanlage. Differenzdruckmanometer ermöglichen die korrekte Einstellung, Überwachung und Regelung der Druckverhältnisse in Druckanlagen oder Druckbehältern. An Lüftungsanlagen für Reinräume, OP-Säle oder Intensivstationen kann mit einem Differenzdruckmanometer auch festgestellt werden, ob Filter beschädigt oder soweit zugesetzt sind, dass sie ausgetauscht werden müssen. Auch für Dichtheitsprüfungen an technischen Bauteilen und an Gebäuden können Differenzdruckmanometer eingesetzt werden. Um sicherzustellen, dass die zugesicherte Messgenauigkeit eingehalten wird, sollten Differenzdruckmanometer regelmäßig kalibriert werden.

Bauarten für Differenzdruckmanometer
Ein Differenzdruckmanometer kann zum Beispiel über ein flüssigkeitsgefülltes U-Rohr oder zwei durch eine Membran voneinander getrennte Messkammern den Druckunterschied erkennbar machen. Je höher der Druckunterschied zwischen beiden Rohrenden oder Kammern ist, desto stärker wird die Flüssigkeit oder die Membran in Richtung des niedrigeren Druckes ausgelenkt. Diese Auslenkung wird messtechnisch erfasst und ausgewertet und dann als Wert für den Differenzdruck angezeigt. Die so gebauten Differenzdruckmanometer können keine Absolutdrücke, sondern nur Druckdifferenzen messen. Wird auch der Wert des Absolutdrucks benötigt, muss darauf geachtet werden, dass das Differenzdruckmanometer über die Ausstattung für diese zusätzliche Funktion verfügt.

Die Mehrzahl der Differenzdruckmanometer hat Anschlüsse für zwei flexible Schläuche mit beispielsweise 4, 5 oder 6 Millimeter Durchmesser. Durch diese Schläuche wird das unter Druck stehende Medium zur Messkammer geleitet. Wird die Druckdifferenz zur Umgebungsluft gemessen, wird nur einer der Anschlüsse benötigt. Bei den Messungen ist darauf zu achten, dass Überdruck und Unterdruck an den jeweils dafür vorgesehenen Eingang angeschlossen werden.

Bei einigen Gerätetypen ist einer der Anschlüsse für ein speziell geformtes starres Rohr geeignet oder es ist bereits ein solches Staurohr montiert. Mit diesen Geräten kann aus dem Druckunterschied zwischen strömendem und ruhendem Medium die Fließgeschwindigkeit ermittelt werden. Zur Messung wird die obere Öffnung des Staurohrs so gegen die Strömung ausgerichtet, dass der obere Rohrabschnitt parallel zur Strömung verläuft und das strömende Medium ohne Umlenkung in das offene Rohr und weiter zur Messkammer fließt. Dieser Druck wird mit dem über zusätzliche Öffnungen eingebrachten Ruhedruck verglichen.

Einheiten für die Druckmessung in Gasen und Flüssigkeiten
Druck ist allgemein definiert als Kraft pro Flächeneinheit. Für die Angabe der Druckwerte sind wegen regionaler Gegebenheiten und fachspezifischer Besonderheiten noch sehr viele verschiedene Einheiten gebräuchlich. Bereits aus der unterschiedlichen Kombination der Kraft- und Flächeneinheiten ergeben sich viele Druckeinheiten. Daneben gibt es noch die Einheiten, die sich aus früheren Messmethoden für den Druck in Gasen und Flüssigkeiten ergeben haben.

Zum Vergleich:
> Der Luftdruck auf Meereshöhe liegt bei 101.325 Pascal, das entspricht 101,3 Kilopascal oder 1.013 Millibar bzw. einer physikalischen Atmosphäre.
> Der Druck in Trinkwasserleitungen sollte im Haus 2 bis maximal 8 bar, an der obersten Zapfstelle noch mindestens 1 bar betragen, damit Wasser schnell genug fließt.

Messbereich und Belastungsgrenze bei einem Differenzdruckmanometer
Differenzdruckmanometer gehören zu den Geräten, die durch Überlastung zerstört werden können. Deshalb ist unbedingt darauf zu achten, ein Modell mit dem zur Aufgabenstellung passenden Messbereich zu wählen. Bei einigen Geräten ist zusätzlich zum maximalen Messwert der Berstdruck angegeben. Die Druckwerte zwischen dem maximalen Messwert und dem Berstdruck können zwar nicht mehr gemessen werden, führen aber noch nicht sofort zur Zerstörung des Messgerätes.

Zusätzliche Ausgabewerte, Datenspeicherung und Schnittstellen
Differenzdruckmanometer werden zum Bestimmen von Druckunterschieden bei Gasen oder Flüssigkeiten in Industrie, Medizin und Klimatechnik eingesetzt. Bei einigen Gerätetypen kann neben dem Druck auch sofort die Temperatur erfasst werden. Andere Geräte ermitteln mit Hilfe eingegebener zusätzlicher Werte Strömungsgeschwindigkeiten und Durchflussmengen in geschlossenen Rohrleitungen oder besitzen spezielle Funktionen zur Leckprüfung. Viele der modernen digitalen Modelle können die Messdaten nicht nur anzeigen sondern auch speichern. Die Bandbreite der Möglichkeiten reicht vom internen Speicher für den kleinsten und größten Wert einer Messreihe MIN/MAX bis hin zum programmierbaren Datenlogger für die kontinuierliche Aufzeichnung von Messdaten über längere Zeiträume.

Für die Übertragung der Messdaten aus dem Speicher oder bei aktuellen Messungen haben viele der Differenzdruckmanometer eine eingebaute RS232- oder USB-Schnittstelle. Über ein Adapterkabel lassen sich die Messdaten auch von einer RS232-Schnittstelle an den USB-Anschluss eines Computers übertragen. Spezielle Softwarelösungen vereinfachen die Auswertung der Daten. Differenzdruckmanometer mit Analog- oder Schaltausgängen können messwertabhängige Signale direkt an Ventile, Schalter oder Steuergeräte übertragen und damit zur automatischen Regelung von Druckanlagen eingesetzt werden.

Druck ist einer der wichtigen Faktoren, die in vielen industriellen und verfahrenstechnischen Prozessen eine große Rolle spielen. Der Differenzdruck kann einen Hinweis darauf geben, dass Prozesse nicht korrekt ablaufen und Systeme umgehend umgestellt werden sollten. Der Differenzdruck kann auf Probleme in Rohren, HLK-Systemen, sowie in Volumen- / Massendurchflussprozessen oder Pumpvorgängen hindeuten. Moderne Differenzdruckmanometer gibt es in den verschiedensten Varianten. Diese funktionieren auch unter erschwerten Bedingungen, sind chemikalienbeständig und trotzen vielen weiteren externen Faktoren. Durch die Verwendung eines Differenzdruckmanometers /-systems können Sie das Luftvolumen in Lüftungssystemen regulieren und merken, wenn ein Filter verschmutzt ist oder in Heizsystemen den optimalen Verbrennungsmodus ermitteln und die Leistungsfähigkeit des Systems verbessern. Druckschwankungen oder ein Druckabfall deuten auf einen Fehler im System oder auf eine Störung im Prozess hin. Solche Auffälligkeiten rechtzeitig zu erkennen trägt dazu bei, dass der Betrieb einer Anlage nicht oder nur kurz unterbrochen werden muss.

Die Überwachung und durchgehende Messung des Flüssigkeitsstandes, des Massen- und Volumendurchflusses mit einem elektronischen Differenzdruck-Manometer ist sicher und zuverlässig. Ein Druckunterschied zwischen zwei Teilen eines Systems muss nicht immer schlecht sein. Jedoch ist es ohne zusätzliche Geräte unmöglich, all die komplexen Vorgänge und Mechanismen im Inneren von Hydraulik-, Pump-, Lüftungs-, Heizungs- und weiteren Systemen zu erkennen und korrekt einzuordnen. Ein Differenzdruckmanometer kann oft auch an schwer zugänglichen Stellen angebracht werden. Wenn der Druckunterschied gefährlich wird, kann reagiert und zeitnah gehandelt werden.

Welches Differenzdruck-Manometer für Sie das Richtige ist, hängt von vielen Faktoren ab, zum Beispiel davon, welche Art von Messtechnik bevorzugt wird und auf was Ihr Unternehmen spezialisiert ist. Wichtig ist, dass der Druck regelmäßig kontrolliert werden muss, egal, um welches Medium es sich handelt: Gas, Flüssigkeit, Druckluft, etc., und egal, ob es sich um ein statisches oder um ein fließendes Medium handelt. In manchen Fällen soll nicht nur der Differenzdruck, sondern auch der Absolutdruck gemessen werden. Der Luftdruck der Umgebungsluft wird beispielsweise als Absolutdruck angegeben. Die Geräte zur Luftdruckmessung bezeichnet man als Barometer nach der für den Druck in Gasen gebräuchlichen Einheit Bar. Die Bezeichnung Relativdruck wird häufig verwendet um einen Differenzdruck anzugeben, der sich auf den Unterschied zum Luftdruck der Umgebung bezieht.

Der Differenzdruckwert gibt immer den Druckunterschied zwischen zwei verschiedenen Bereichen an. Dies können zum Beispiel verschiedene Teile einer Rohrleitung eines Tanks, Behälters oder Containers sein oder der Unterschied zwischen dem Druck der Raumluft und dem in der Zu- oder Abluftanlage. Die Wichtigkeit der Differenzdruckmessung mit einem Differenzdruckmanometer wird oft unterschätzt, sollte aber keinesfalls vernachlässigt werden. Zu wissen, was im Innern eines Systems vor sich geht, ist äußerst wichtig, um zu verstehen, ob ein Prozess planmäßig abläuft und eine positive Dynamik aufweist oder ob umgehend Änderungen vorgenommen werden müssen. Eine plötzliche Veränderung des Drucks kann auf Probleme deuten und Bauteile oder im System angeschlossene Geräte schädigen. Daher gibt es für jedes System einen zulässigen Druckunterschied. Um Systemstörungen zu vermeiden, wenn unerwartet von der Norm abgewichen wird, werden oft Differenzdruckregler und -schalter verbaut, die eine gewisse Stabilität gewährleisten, indem Sie im Notfall sofort reagieren.

Die Überwachung der Druck- sowie der Temperatur-Grenzwerte wird vor allem im HLK-Bereich empfohlen, da hier die Minimal- und Maximalwerte für das Medium unbedingt eingehalten werden müssen. Differenzdruckschalter sollten für jede Situation individuell gewählt werden. Der Druckwert kann für den einen technologischen Prozess noch im sicheren Bereich liegen während er für einen anderen Prozess oder ein bestimmtes Element im Ablauf bereits das Maximum überschreiten kann. Auch die Wahl des Differenzdruck-Manometers und der dazugehörigen Regler muss auf die jeweilige Aufgabe abgestimmt werden.