Beim Einsatz von Drucksensoren, vor allem in Anwendungen mit Pumpen oder schnell agierenden Ventilen, kommt es häufig zu Druckspitzen.
Was ist eine Druckspitze?
Eine Druckspitze oder ein Druckimpuls bezeichnet einen schnellen Anstieg oder Abfall des Drucks. Ist die Veränderung zu schnell, so kann dies zur Zerstörung des Drucksensors führen. Besonders häufig treten solche Sensordefekte durch den Wasserhammereffekt auf.
Beispiel – Druckverlauf eines schließenden/öffnenden Ventils
Die Grafik zeigt einen beispielhaften Druckverlauf für das Schließen und Öffnen eines Ventils in einer Wasserleitung. Zu Beginn ist der sogenannte Ruhedruck – in unserem Beispiel bei angenommenen 80 % des Sensor-Nenndruckes – konstant. Wird das Ventil nun geöffnet, so beginnt das Wasser weiter im Rohr zu fließen und der Druck fällt, sodass dieser innerhalb von 30 ms nur noch 40 % beträgt. Im weiteren Verlauf stellt sich der Druck wieder auf einen konstanten Fließdruck ein, der in der gesamten Rohrleitung wirkt. Wird im anschließenden Vorgang das Ventil wieder geschlossen, steigt der Druck durch das Stoppen des Wasserflusses. Der Druck steigt z. B. von 60 % auf 130 % an. Für diesen kurzen Zeitraum wird der Sensor dann im Überlastbereich betrieben. Dies ist – bis zur im Datenblatt des Drucksensors angegebenen maximalen Überlast – ohne bleibende Schäden möglich. Der Druckanstieg innerhalb 30 ms beträgt ca. 70 %.
Wann ist eine Druckspitze zu schnell?
Für Drucksensoren der Firma WIKA gilt in der Regel, dass ein Druckanstieg von 0-100 % des Nenndruckes in nicht weniger als 1 ms erfolgen sollte (respektive ein Druckabfall). Das Beispiel enthält somit bei weitem noch keine kritischen Druckanstiegszeiten oder -abfallzeiten. Bei schnelleren Veränderungen des Druckes ist ein Schaden am Sensor nicht auszuschließen, es müssen geeignete Maßnahmen wie z. B. der Einsatz von Stoßminderern, Erodierbohrungen o. Ä. getroffen werden.
Hinweis
Sollten Sie Hilfe bei der Auswahl einer geeigneten Lösung für Ihre Druck-, Temperatur- oder Füllstandsmessung benötigen, steht Ihnen Ihr Ansprechpartner gerne zur Verfügung.
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