Funktionsweise eines Grenzsignalgebers

Mechanische Druckmessgeräte mit integriertem Grenzsignalgeber bieten zwei Funktionen in einer Einheit. Die Aufgabe der Druckmessung erfüllen sie fremdenergiefrei und stellen daher stets eine verlässliche Vor-Ort-Anzeige sicher. Zugleich kann der Grenzsignalgeber in Abhängigkeit von der Zeigerstellung des Messgeräts einen Stromkreis öffnen oder schließen und somit Steuerungs- und Regelfunktionen übernehmen. Je nach Einsatzbedingungen gibt es verschiedene Arten von Schaltkontakten. WIKA verwendet vier Modelle: Magnetspringkontakt, Reedkontakt, Induktivkontakt und Elektronikkontakt.

Grenzsignalgeber mit Magnetspringkontakt

Der mechanische Magnetspringkontakt ist ein universeller Kontakt für nahezu alle Einsatzbedingungen. Er funktioniert wie folgt: Sein Kontaktarm wird vom Zeiger des Messgeräts geführt. Bei Erreichen des eingestellten Sollwertes wird der Kontaktarm von einem Permanentmagneten angezogen und springt so an den Trägerarm. Der Permanentmagnet verstärkt ferner den Kontaktdruck und schützt die Kontakte während der Schaltvorgänge vor schädlichen Lichtbogeneinflüssen. Der Magnetspringkontakt ist ein passiver, potentialfreier Grenzsignalgeber, für dessen Betrieb keine externe Hilfsenergie notwendig ist. Nicht geeignet ist er für Anwendungen in explosionsgefährdeten Bereichen und aus Gründen der Schaltsicherheit bei Anwendungen mit geringerer elektrischer Last (z. B. SPS). Bei Messgeräten mit Flüssigkeitsfüllung empfiehlt sich zudem die Verwendung eines Kontaktschutzrelais, um eine definierte Last sicherstellen zu können.

Grenzsignalgeber mit Reedkontakt

Der Reedkontakt eignet sich zum Schalten sowohl größerer Leistungen (bis 60 Watt) als auch minimaler Ströme und Spannungen, z. B. bei SPS-Anwendungen. Dieser bistabile Grenzsignalgeber kann als Öffner, Schließer oder Wechsler eingesetzt werden. Seine speziell beschichteten Kontaktzungen sind unter Schutzgasatmosphäre in Glas eingeschmolzen und daher vor Korrosion geschützt. Der Kontakt wird berührungslos und ohne elektrische Hilfsenergie über einen Magneten am Zeiger des Messgeräts betätigt. Er arbeitet verschleißfrei und hat mit bis zu 106 Schaltzyklen eine sehr hohe Lebensdauer. Bei Anwendungen mit kapazitiven oder induktiven Lasten ist wegen der auftretenden Strom- bzw. Spannungsspitzen eine Schutzbeschaltung erforderlich.

Grenzsignalgeber mit Induktivkontakt

Induktivkontakte sind aktive Grenzsignalgeber, die explizit für Anwendungen in explosionsgefährdeten Bereichen (Zone 1 und 2) eingesetzt werden. Sie müssen dann mit einem eigensicheren Trennschaltverstärker betrieben werden. Diese Kontakt-Art eignet sich vor allem für Prozesse, in denen es auf eine sichere Signalgabe bei hoher Schalthäufigkeit ankommt. Der Induktivkontakt arbeitet berührungslos und ist daher verschleißfrei. Seine wesentlichen Elemente sind der am Sollwertzeiger angebrachte Steuerkopf mit komplett vergossener Elektronik sowie der mechanische Aufbau mit der Steuerfahne, die vom Zeiger des Messgeräts bewegt wird. Taucht die Fahne in den Luftspalt des Steuerkopfes ein, erhöht sich dessen elektrisches Feld. Die daraus resultierende Änderung der Stromstärke ist das Eingangssignal für den Schaltverstärker des Steuergeräts.

Grenzsignalgeber mit Elektronikkontakt

Elektronikkontakte können kleine Spannungen und Ströme direkt schalten und kommen daher speziell für SPS und ähnliche Applikationen in Frage. Bei ihnen handelt es sich um einen Induktivkontakt mit integriertem Schaltverstärker (PNP/NPN-Transistorstufe). Ein Steuergerät wird daher nicht benötigt. Wie beim Induktivkontakt ergibt sich der Schaltvorgang dieses Grenzsignalgebers aus dem Zusammenspiel von Steuerkopf und beweglicher Steuerfahne. Elektronikkontakte zeichnen sich daher ebenfalls durch Verschleißfreiheit und lange Lebensdauer aus. Sie sind allerdings nicht geeignet für den Einsatz in Ex-Bereichen.

Die von WIKA verwendeten Grenzsignalgeber

Die von WIKA verwendeten Grenzsignalgeber (v. l. n. r.): Magnetspringkontakt, Reedkontakt, Induktivkontakt und Elektronikkontakt


Hinweis

Weitere Informationen zu den Grenzsignalgebern von WIKA finden Sie in dem zugehörigen Datenblatt (PDF) sowie in der Broschüre „Mechatronische Druckmesstechnik“ (PDF).



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