Drucksensoren und Luftdrucksensoren
Produktpalette
Die neue Generation der Drucksensoren aus der Modellreihe GP-M bietet eine herausragende Vielseitigkeit und zahlreiche Einsatzmöglichkeiten. Eine hohe Umgebungsbeständigkeit, robustes Design, hervorragende Benutzerfreundlichkeit und die integrierte IO-Link Kommunikationen zeichnen diesen digitalen Drucksensor ebenso aus, wie die integrierte Temperaturüberwachung. Der Sensor kann in Druckbereichen von -0,1 bis +40 MPa für die Erkennung von Gasen, Flüssigkeiten oder Dampf eingesetzt werden. Das kompakte Gehäuse mit integrierter Auswerteeinheit, flexiblen Montagemöglichkeiten, großer Status-LED und Schutzklasse IP67 macht den Einsatz fast überall möglich.
Die digitalen Drucksensoren der Modellreihe AP-V80 bieten eine gute Umgebungsbeständigkeit und robuste und kompakte Sensorköpfe aus rostfreiem Stahl zur Erfassung verschiedener Flüssigkeiten, einschließlich Nebel, Wasser und Öl. Die Sensorköpfe des Drucksensors sind in sieben Typen erhältlich und sind für Drücke von -100 kPa (Vakuum) bis +50 MPa (Hochdruck) einsetzbar. Alle Drucksensoren erfüllen die Schutzklasse IP67 und können mit Temperaturen bis zu 100°C arbeiten. Die Auswerteeinheit verfügt über zwei Digitalanzeigen, die dem Bediener eine einfache Einstellung und direkte Anpassung der Schalt- und Druckwerte ermöglichen. Die Produktpalette des digitalen Drucksensors der Modellreihe AP-V80 umfasst außerdem Differenzdruckmodelle, die zwei Sensorköpfe zur Erkennung von Verstopfungen in einem Filter oder Sieb unterstützen.
Die digitalen Drucksensoren der Modellreihe AP-C30 sind platzsparende Drucksensoren mit einem sehr kompakten Gehäuse. Die Drucksensoren verfügen über einen drehbaren Druckanschluss für eine flexible Installation. Trotz kompakter Abmessungen hat der Drucksensor eine intergierte, gut sichtbare LED-Anzeige und gewährleistet so eine hohe Flexibilität bei der Installation und ebenso eine hervorragende Sichtbarkeit. Der Bediener kann die Einstellungen dank integrierter Tasten direkt am Drucksensor vornehmen.
Kompakter und vielseitiger Drucksensor, der sich für enge Platzverhältnisse eignet.
Die digitalen Drucksensoren der Modellreihe AP-V40 verfügen über einen separaten Aufbau aus Sensorkopf und Auswerteeinheit. Vereinfachte Verdrahtung und schnelle Ansprechzeiten zeichnen diesen Drucksensor ebenso wie die flexibel anpassbaren Kabellängen aus. Profitieren Sie von einer hochpräzisen Erkennung und kürzeren Maschinenzykluszeiten mit einer maximalen Auflösung von 0,01 kPa und schnellen Reaktionszeiten von 1 ms. Zwei unabhängige Schaltausgänge, ein Analogausgang und ein Nullpunktverschiebungseingang sind standardmäßig enthalten, so dass nicht für jede Anwendung unterschiedliche Drucksensoren verwendet werden müssen. Die Auswerteeinheit des Drucksensors ist je nach Installation in zwei Varianten erhältlich: Modelle für DIN-Schienenmontage oder eine Würfel-Bauform (Cube-Modell).
Die digitalen, kompakten Drucksensoren mit separater Auswerteeinheit der Modellreihe AP-40 sind winzig klein und können direkt am Messpunkt montiert werden, um die Reaktionszeiten so klein wie möglich halten zu können.
Die digitalen Drucksensoren der Baureihe AP-30 mit einem digitalem Zweifarben-Display können herkömmliche mechanische Drucksensoren bestens ersetzen.
Drucksensoren werden verwendet, um den Druck einer Flüssigkeit oder eines Gases zu messen.
Im Gegensatz zu Manometern verwenden Drucksensoren ein druckempfindliches Element und geben die Ergebnisse entweder als analoge oder digitale Signale aus. Über eine Druckmembran, wie z. B. eine Edelstahl- oder Siliziummembran, können Drucksensoren den Druck einer Flüssigkeit oder eines Gases mit Hilfe des druckempfindlichen Elements messen. Der Drucksensor wandelt dann den erfassten Druck in ein elektrisches Signal zur Auswertung und Ausgabe um. Im Gegensatz zu mechanischen Manometern minimieren Drucksensoren darüber hinaus den Kontakt mit der Flüssigkeit. Da der Flüssigkeitsdruck nur mit der Membran gemessen wird, sind diese Sensoren weniger anfällig für Probleme wie bspw. Verstopfen und ermöglichen einen zuverlässigen Betrieb mit geringerem Wartungsaufwand.
Vorteile von Drucksensoren
Durch das Anbringen eines Drucksensors an einem Rohr oder Tank kann der Anwender den Druck des darin befindlichen Mediums messen und überprüfen. Ein Drucksensor kann sowohl Über- als auch Unterdrücke messen, was für die Überprüfung des Mediums in verschiedenen Abschnitten eines Systems oder Geräts während des Betriebs nützlich ist.
Drucksensoren können den Druck von verschiedenen Medien (Gasen und Flüssigkeiten) messen. Da ein Drucksensor den Druck im Rohr eines Systems oder Geräts während des Betriebs messen kann, ist eine wertbasierte Zustandsunterscheidung möglich. Bei Manometern müssen die Messwerte visuell überprüft werden, daher sind die Einbauorte begrenzt. Die kompakten Sensorköpfe der Drucksensoren bieten dagegen eine größere Flexibilität bei der Installation. Zusätzlich zu den Druckanzeigen an Haupteinheit oder Messverstärker ermöglicht der Anschluss des Sensors an eine SPS oder einen Computer die Fernüberwachung der Messungen von mehreren Drucksensoren. Die von den Drucksensoren gesammelten Daten sind auch für Trendanalysen und eine vorausschauende Wartung nützlich.
Im Allgemeinen zeigen Drucksensoren den Druck in Relation zum Atmosphärendruck (Absolutwert) an. Sie können aber auch den Differenzdruck aus der Differenz zweier Drücke an verschiedenen Positionen erfassen. Neben der Anbringung von zwei individuellen Drucksensoren an verschiedenen Stellen und der Berechnung der Differenz des gemessenen Drucks gibt es auch Differenz-Drucksensoren, die speziell für die Messung von Differenzdrücken ausgelegt sind.
Drucksensoren mit einem einzigen Messverstärker und zwei an unterschiedlichen Positionen installierten Sensorköpfen können unkompliziert Differenzdrücke messen. Die meisten Differenz-Drucksensoren mit nur einem Sensorkopf können unterschiedliche Drücke messen, die aus zwei Richtungen auf eine Membran (Druckmesselement) wirken. Der Betrag der Änderung in beide Richtungen wird als elektrisches Signal erfasst und quantifiziert. Im Vergleich zu mechanischen Manometern gibt es bei Drucksensoren keine Probleme wie z. B. Verstopfen, und die Datenausgabe ermöglicht neben einer schnellen Verarbeitung der Signale auch die Fernüberwachung und Analyse von Differenzdrücken.
Anwendungsbereiche von Drucksensoren
Messung von Druck und Temperatur von Öl und anderen viskosen Flüssigkeiten, von Flüssigkeiten die Pulver oder andere Partikel enthalten, sowie von heißen oder kalten Flüssigkeiten
Die digitalen Drucksensoren der Modellreihe GP-M bieten eine zuverlässige Druckmessung über einen weiten Druckbereich von -1 bis +400 bar. Sie sind mit einer ölbeständigen, korrosionsbeständigen Keramikmembran (Aluminiumoxid) ausgestattet. Diese Drucksensoren können zur Überwachung des Sollspanndrucks oder des Kühlmittelaustrittsdrucks von Werkzeugmaschinen, zur Überprüfung von Leckagen und zur Erkennung von Verstopfungen durch spänehaltige Abfallflüssigkeiten eingesetzt werden. Die bündig verbaute und glatte Membran, die im Inneren des Drucksensors eingesetzt wird, reduziert die Gefahr von Stagnation und Blasenbildung und ist ideal bei Flüssigkeiten, die zum Verstopfen neigen. Zu solchen Flüssigkeiten gehören z.B. Fette, Beschichtungsmittel, Klebstoffe, Lötflussmittel und Dichtungsmittel. Der Aufbau des Drucksensors der Modellreihe GP-M erleichtert auch die Demontage zur Reinigung. Die Drucksensoren können mit Flüssigkeitstemperaturen von -20 bis +100°C arbeiten. Dies schließt verschiedene Temperaturen mit ein, die sich ideal zum Kühlen und Heizen eignen, um Siebe auf Verstopfungen zu überprüfen, den Gegendruck von Kondensatableitern zu kontrollieren oder Sterilisationen und Spülungen mit Wasser durchzuführen. Die Drucksensoren sind auch in der Lage, Flüssigkeitstemperaturen über den Druck zu bestimmen, ohne von der Umgebungstemperatur beeinflusst zu werden.
Messung des Drucks von feuchter Druckluft, hohem Wasserdruck, Dampfdruck und hydraulischem Druck in mechanischen Systemen
Die digitalen Drucksensoren der Modellreihe AP-V80 bestehen aus einem kompakten Sensorkopf und einer separaten Auswerteinheit. Die robusten Drucksensorköpfe können staubige oder feuchte Luft zuverlässig erkennen und ermöglichen so die Überprüfung des Quelldrucks eines Kompressors oder ein Fehlermanagement des Systems. Bei der Überprüfung der Ansaugung von mit Spüllösung benetzten Glassubstraten (Vakuumprüfung) werden die Drucksensoren nicht durch den Nebel beeinträchtigt, der beim Vakuumansaugen auftritt. Die Drucksensoren der Modellreihe AP-V80 können auch zur Überwachung des Wasser- oder Dampfdrucks beim Hochdruckwaschen oder von heißem Wasser über 100°C verwendet werden. Darüber hinaus können die Drucksensoren auch zur Überwachung des auf einen Zylinder ausgeübten Press- und Steuerdrucks oder zur Erfassung des Einspritzdrucks oder des Formschlussdrucks des Hydraulikzylinders in einer Druckgussmaschine eingesetzt werden.
Erkennen von Fülldruck und Leckage / Prozessüberwachung
Dieser Abschnitt enthält Anwendungsbeispiele für die kompakten digitalen Drucksensoren der Modellreihe AP-C30, die die flexiblen Installationsmöglichkeiten für die Systemdruckmessung aufzeigen sollen. Beispielsweise kann einer der beiden Ausgänge des Drucksensors dazu verwendet werden, den Druck beim Abfüllen von Flaschen zu prüfen. Durch Einschalten des Eingangs der Nullpunktverschiebung bei geschlossenem Ventil erkennt der Drucksensor nur den durch Leckage verursachten Verdrängungsdruck. Sowohl der maximale Druckabfall durch Leckage, als auch der maximale Fülldruck werden über den Tag hinweg aufgezeichnet, um den Produktschwankungsbereich zu erfassen. Durch Einschalten der Nullpunktverschiebung beim Starten des Systems kann der Prozess mit dem Drucksensor überprüft werden, ohne von Basisdruckschwankungen beeinflusst zu sein. Die Funktion "Area Focus" verbessert die Auflösung der Drucksensoren um das Zehnfache und ermöglicht die zuverlässige Erkennung kleinster Druckunterschiede.
Das Funktionsprinzip eines Drucksensors hängt von der Art des verwendeten Drucksensorelements ab. Typische Drucksensoren sind piezoresistive Halbleiter-Drucksensoren und kapazitive Drucksensoren. Das jeweilige Messprinzip wird im Folgenden erläutert.
Piezoresistive Halbleiter-Drucksensoren
A: Druck B: Schutzfolie C: Halbleiter-Dehnmessstreifen
Piezoresistive Halbleiter-Drucksensoren haben einen Halbleiter-Dehnmessstreifen auf der Oberfläche der Membran (Druckmesseinheit). Der Dehnmessstreifen verformt sich unter Druck. Die dabei auftretende Änderung des elektrischen Widerstands wird in ein elektrisches Signal umgewandelt. Dieses wird zur Berechnung und Ausgabe der Druckmessung verwendet.
Kapazitive Drucksensoren
A: Druck B: Membran C: Feste Elektroden D: Elektrodenfilm
Kapazitive Drucksensoren haben einen Kondensator mit festen Glaselektroden und einer beweglichen Siliziumelektrode (Membran). Die Kapazitätsänderung, die durch die Verformung der Membran aufgrund des Flüssigkeitsdrucks entsteht, wird in ein elektrisches Signal umgewandelt. Dieses wird zur Berechnung und Ausgabe der Druckmessung verwendet.
Häufig gestellte Fragen zu Drucksensoren
Das Anlegen eines Drucks, der den Nenndruckbereich des Drucksensors über- oder unterschreitet, kann zu einer Verschlechterung der Leistung oder zur Beschädigung des Drucksensors führen. Wenn Sie z. B. einen Drucksensor zur Messung des Flüssigkeitsdrucks verwenden, müssen momentane Druckänderungen, die durch Wasserschlag oder eine andere Ursache entstehen, bei der Betrachtung des Betriebsdruckbereichs berücksichtigt werden. Eine stabile Druckmessung erfordert einen Vergleich der Spezifikationen des Drucksensors und der Betriebsanforderungen für die Auswahl eines geeigneten Drucksensors für einen bestimmten Zweck. Um eine Vielzahl von unterschiedlichen Medien, Eigenschaften und Druckbereichen sowie Installationsbedingungen zu unterstützen, bietet KEYENCE bei allen Drucksensoren eine umfangreiche Produktpalette an Sensorköpfen an. Wenn Sie Fragen zur Auswahl des richtigen Drucksensores haben, können Sie sich gerne an uns wenden.
Die digitalen Drucksensoren der Modellreihe GP-M können bei Flüssigkeitstemperaturen von -20 bis +100°C und bei Umgebungstemperaturen von -20 bis +80°C* eingesetzt werden. Die Produktpalette der Modellreihe GP-M deckt einen Druckbereich von -1 bis +400 bar für eine Vielzahl von Medien ab, einschließlich Wasser, Öl und Nebel. Damit eignen sich die Sensoren der Modellreihe GP-M für die Messung des Drucks verschiedener Flüssigkeiten in unterschiedlichen Temperaturzonen für Kühlung, Heizung und Sterilisation. Die Drucksensoren, sind kompakt, leicht und benötigen wenig Wartung. Sie halten Vibrationen bis zu 20 G und Stöße bis zu 50 G stand, sind einfach zu installieren und sorgen für eine stabile Druckmessung unter anspruchsvollen Bedingungen.
* Diese Produkte können nicht in Umgebungen verwendet werden, in denen Frost oder Kondensation auftreten können.
In der Elektronikindustrie und an Standorten, an denen empfindliche Produkte hergestellt werden, ist eine genaue Druckregelung für eine minimale Luftzufuhr oder eine saugbasierte Aufnahme erforderlich. Die digitalen Drucksensoren der Modellreihe AP-V40 bieten flexible Anschlussmöglichkeiten dank einer separaten Auswerteeinheit und eines kompakten Sensorkopfes. Die Drucksensoren unterstützen eine Auflösung bis zu 0,1 mbar und können so auch kleinste Drücke erkennen. Eine flexible Einstellung ist selbst bei geringen Druckunterschieden möglich. Die Produktpalette der Sensorköpfe umfasst eine Vielzahl unterschiedlicher Typen, darunter Kompakttypen und Differenzdruckerfassungstypen, für unterschiedliche Einsatzzwecke und Installationsbedingungen.
