Oft fragen unsere Kunden beim Einsatz von Drucksensoren auch nach Erklärungen zu oft verwendeten Begriffen und Abkürzungen im Zusammenhang mit „SIL Applikationen“. SIL – also Safety Integrity Level (Sicherheitsintegritätslevel) wird verwendet um das vorhandene Risiko einer Einrichtung auf ein vertretbares Maß, sprich das „tolerierbare Risiko“ zu senken.

Eine Vielzahl von Maschinen und Anlagen nach 2006/42/EG („Maschinenrichtlinie“) müssen nach DIN EN ISO 13849 und IEC 61508 mit einer SIL-Einstufung bewertet werden.

Die nachfolgende Tabelle erklärt die gängigsten Begriffe und Abkürzungen aus den Normen IEC 61508-4 und 62061:

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Generell müssen alle Drucksensoren die Druckgeräterichtlinie sowie die EMV-Richtlinie 2004/108/EG erfüllen, wenn man sie innerhalb der EU in Verkehr bringen möchte. Je nach Applikation oder Einsatzort gelten zusätzlich die verschiedensten Zulassungen. So gelten zum Beispiel für explosionsgefährdete Bereiche in Europa die Bestimmungen nach 94/9/EG ATEX. Für den Einsatz in Kraftfahrzeugen existieren ebenfalls Vorschriften, wie beispielsweise die EG-Richtlinie 72/246/EWG,  die Forderungen zur EMV enthält. Selbstverständlich gibt es auch noch Zulassungen für Märkte außerhalb Europas, z. B. von CSA für Kanada und FM Approvals oder UL für die USA.

Aus verschiedenen Gründen kann es erforderlich werden Änderungen an existierenden Ausführungen von Drucksensoren vorzunehmen. Sehr häufig wird zum Beispiel ein kundenspezifischer Prozessanschluss oder ein geänderter elektrischer Ausgang benötigt. Auch wenn diese Änderungen zum großen Teil technisch einfach umzusetzen sind, so gilt zunächst, dass man an zugelassenen Geräten keinerlei Änderungen vornehmen darf.

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In der Druckmesstechnik werden häufig unterschiedliche Begriffe für ein und dasselbe Gerät verwendet – so können Prozesstransmitter und Drucktransmitter synonym verwendet werden.

Der Drucktransmitter unterscheidet sich vom Drucksensor/Druckmessumformer durch die Verstellbarkeit des normalerweise fixen Messbereichs innerhalb eines vordefinierten Druckintervalls. Diese Funktion wird als Turndown, Scale down oder Spannenverstellung bezeichnet. Meist können auch der Nullpunkt und weitere Parameter individuell angepasst werden. Drucktransmitter zeichnen sich zudem durch eine sehr hohe Messgenauigkeit innerhalb des gesamten Messbereichs aus.
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Wir werden immer wieder danach gefragt, warum unsere Drucksensoren bei 1600 bar nicht mehr mit einem Gewinde G 1/2“ geliefert werden können. Warum ist G 1/2“ bei 1000 bar noch okay?
Was also unterscheidet einen Drucksensor für 1000 bar von einem für 1600 bar?

Auf Grund der Druckgeräterichtlinie müssen bestimmte Überlast und Berstdrücke eingehalten werden. Irgendwo zwischen 1000 und 1600 bar reicht die Festigkeit der marktüblichen Werkstoffe nicht mehr aus, um diesen Anforderungen zu genügen. D.h sowohl für das Sensorelement als auch für den Druckanschluss müssen spezielle Werkstoffe eingesetzt werden.

Darüber hinaus dürfen auch die sonst üblichen Gewinde, wie zum Beispiel G 1/2 nach EN837 nicht mehr eingesetzt werden. Die Gewindeflanken würden den im Überlastfall auftretenden Drücken nicht standhalten.

Die Firma WIKA setzt in diesen Fällen den sogenannten Flieger-Stahl (1.4534) ein, der sich in Drücken bis 15.000 bar bewährt hat. Als Druckanschluss kommen metrische Innengewinde mit einem Dichtkonus zum Einsatz wie zum Beispiel M16 x 1,5 innen oder M20 x 1,5.

Systematischer Aufbau der Gerätekennzeichnung nach ATEX Produktrichtlinie 94/9/EG

Werden Drucksensoren und andere Feldgeräte in Umgebungen von brennbaren Gasen und Stäuben eingesetzt, so unterliegen sie der Kennzeichnungspflicht nach der ATEX Produktrichtlinie 94/9/EG.

Die Kennzeichnung von Drucksensoren beinhaltet neben der Zulassungsstelle und der Zulassungsnummer für den Anwender wichtige Informationen. So bedeutet zum Beispiel ein „X“ nach der Zulassungsnummer, dass besondere Bedingungen bei der Verwendung des Gerätes zu beachten sind. Diese sind wahlweise der jeweiligen Bedienungsanleitung oder dem Zulassungsdokument zu entnehmen.

Die Gerätekennzeichnung nach ATEX gibt jedoch vor allem Aufschluss auf die möglichen Einsatzbereiche und die verwendete Schutzart des Drucksensors:

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Die Gefährdung nimmt von T1 nach T6 zu, bzw. von IIA nach IIC zu.

Zur detaillierten Übersicht gelangen Sie über “den Rest des Eintrages lesen”.

Quelle: „Kennzahlen brennbarer Gase und Dämpfe“, K. und G. Schön. Anhang B, VDE

Haben Sie schon unseren Artikel “Ex-Drucksensoren für Zone 0, Zone 1 oder Zone 2” gelesen?

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Für welchen Einsatzbereich bzw. für welche explosionsgeschützte Zone sich ein Drucksensor eignet, lässt sich der Kennzeichnung am Gerät entnehmen.

In Zone 0 (dem „gefährlichsten“ Bereich), können grundsätzlich eigensichere Drucksensoren mit der Kennzeichnung Ex ia verwendet werden, wobei aber noch zusätzliche Bedingungen zu berücksichtigen sind. In den anderen Ex-Zonen können auch andere Zündschutzarten verwendet werden. So eigenen sich z. B. für Zone 1 sowohl eigensichere (Ex ia oder ib) als auch druckfest gekapselte (Ex d) Drucksensoren. Bei einer in Anwendung in Zone 2 kann z. B. auch ein nicht-funkendes (Ex n, z. B. Ex nA) Gerät eingesetzt werden.

Da es aber bei der Auswahl eines Druckmessgeräts nicht nur auf die Zone – also auf die Dauer des Vorhandenseins von explosionsfähigen Gemischen, sondern auch auf viele andere Faktoren, wie z. B. die Art der vorhanden Gase und deren Zündenergien, ankommt, können z. B. nicht alle eigensicheren Drucksensoren in Zone 0 eingesetzt werden. Bei Drucksensoren wird die Eignung für verschiedene Ex-Zonen im Wesentlichen durch den elektrischen Anschluss beschränkt. Welche Ausführung eines Drucksensors sich nun für welchen Ex-Einsatz eignet, kann im Datenblatt oder in der EG-Baumusterprüfbescheinigung nachgelesen werden.

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In einigen Anwendungen, wie zum Beispiel in Fahrzeugen oder in Fällen, in denen nur eine Batterie als Spannungsversorgung zur Verfügung steht, wird ein Ausgangssignal benötigt, das mit geringer Leistung betrieben werden kann, um eine lange Betriebszeit zu ermöglichen. Üblicherweise werden ratiometrische Signale als 10 … 90 % der Versorgungsspannung übertragen. Bei einem Gerät mit ratiometrischem Ausgang wird keine interne Referenzspannung erzeugt und alle Bauteile arbeiten im Verhältnis „in ratio“ zur Spannungsversorgung.

Durch den Wegfall der Bauteile zur Erzeugung der internen Referenzspannung reduziert sich der Energiebedarf der Elektronik. Zusätzlich wird das Ausgangssignal resistenter gegen Störeinflüsse von außen, da hauptsächlich einfache lineare Bauelemente verwendet werden.

Weiterführender Link: Blog-Artikel “Analoge Ausgangssignale 2: 0 … 10 V, 1 … 5 V, 1 … 10 V”

Oder warum es so wichtig ist, eine passende Verpackung für das jeweilige Produkt zu wählen.

Neben dem tatsächlichen Gewicht, das sich durch wiegen bestimmen lässt, gibt es das sogenannte „Volumengewicht“. Man verwendet es zur Berechnung von Transportkosten.  Denn beim Transport spielen sowohl das tatsächliche Gewicht als auch der in Anspruch genommene Platz eine Rolle.

Versanddienstleister berechnen deshalb entweder nach dem tatsächlichen Gewicht des Paketes oder aber nach dem Volumengewicht, wenn dieses das tatsächliche Gewicht übersteigt. Die häufigste Berechnung erfolgt nach folgender Formel:

Länge x Breite x Höhe (in cm)
                  6.000

Einige Versandunternehmen (z. B. UPS, FedEx) dividieren durch 5.000. Die Zahl 6.000 hat die IATA vor Jahren auf Basis ihrer Erfahrungswerte festgelegt, da im Durchschnitt ein Kubikmeter Fracht 166,7 kg wiegt.

Hinweis: Es macht also durchaus Sinn für ein Produkt die passende Umverpackung zu wählen, um Transportkosten zu optimieren.

Neben den im Artikel „Analoge Ausgangssignale von Drucksensoren 1“ beschriebenen Stromsignalen werden in der industriellen Automatisierungstechnik die Spannungssignale 0 … 10 V, 1 … 5V und 1 … 10 V zur Messwertübertragung verwendet. Wie bei  den Stromsignalen liegt der Vorteil in der einfachen Handhabung und der Möglichkeit Fehler mit einem einfachen Multimeter untersuchen zu können.

Bei Spannungssignalen können elektromagnetische Störungen leicht zu einer Verfälschung des Messwertes oder des Stellsignales führen, es empfiehlt sich daher für solche Signale geschirmte Leitungen zu installieren. Sehr oft werden die Spannungssignale 0 … 10 V, 1 … 5V und 1 … 10 V zur Sollwertvorgabe von Motoren verwendet, es sind aber auch Temperatur- und Drucksensoren mit diesen elektrischen Ausgängen erhältlich.

Ähnlich wie bei den Stromsignalen wird im Drucksensor der aktuell gemessene Druck in einen Spannungswert gewandelt und über zwei (1 … 5 V, 1 … 10 V) oder drei (0 … 10 V) Leiter übertragen. Die Signale 1 … 5 V und 1 … 10 V bieten den Vorteil durch Vorgabe eines aktiven Nullwertes von 1 V auch Kurzschlüsse in der Leitung erkennbar zu machen.