Messen des Behälterfüllstands mit Druckmess-umformern
Relativdruck- und Differenzdruck-Messumformer können zur Füllstandmessung von Flüssigkeiten oder Gasen außen an einem Behälter montiert werden.
Relativdruck- und Differenzdruckgeber sind zuverlässige und kostengünstige Instrumente zum Messen des hydrostatischen Pegels von Flüssigkeiten wie Wasser oder Kraftstoff in belüfteten oder abgedichteten Behältern. Der Druckgeber sollte am Boden montiert werden. Normalerweise wird der Druckgeber in der Auslassleitung des Behälters, einem seitlichen Spund oder Flansch montiert. Da ein Druckgeber ein lineares Ausgangssignal, z. B. von 4 bis 20 mA, vom Nulldruck bis zum Enddruck des Messbereichs bereitstellt, kann der Pegel anhand der Flüssigkeitsdichte und der Höhe des Behälters überwacht werden. Die tatsächliche Form des Behälters wird nur benötigt, wenn ein Kunde das Volumen anhand des Flüssigkeitsfüllstands berechnen möchte.
BEISPIEL
Wasserdichte bei 4 °C = 1
Höhe des Behälters = 35 Fuß = 420 Zoll
27,68 Zoll Wassersäule = 1 psi
(420 Zoll/27,68 Zoll Wassersäule) x Dichte von 1 = 15,17 psi
In diesem Fall wird die Höhe des Behälters in einen Messbereich umgewandelt. Da der Druck die Höhe des Behälters unter Berücksichtigung der Flüssigkeitsdichte nicht übersteigen kann, ist es möglich, den maximalen Signalwert für den angegebenen Bereich zu messen.
Belüfteter Behälter
Relativdruck und Differenzdruck im Vergleich
Bei diesem Beispiel liegt der einzige Unterschied zwischen einem Relativdruck- und einem Differenzdruckgeber darin, dass der Differenzdruckgeber eine P2-Entlüftung zur Atmosphäre aufweist, während der Relativdruckgeber normalerweise über eine Röhre innerhalb des Kabels verfügt, um Änderungen am Luftdruck zuzulassen. Die Entlüftungsröhre des Relativdruckgebers sollte vor Feuchtigkeit geschützt sein, insbesondere wenn große Temperaturschwankungen zwischen Flüssigkeit und Atmosphäre auftreten. Um dies zu erreichen, wird der Sensor üblicherweise innerhalb einer Steuerbox belüftet, der durch ein Trockenmittel geschützt ist, oder am Ende der Entlüftungsröhre wird ein Trockenmittelfilter angebracht.
Abgedichtete Behälter
Abgedichtete Behälter, z. B. Flüssigerdgastanks, müssen gegenüber der Atmosphäre abgedichtet sein. Unter dieser Bedingung sollte ein Differenzdruckgeber verwendet werden, um die Druckdifferenz zwischen der Oberseite und dem Boden des Behälters zu berechnen. P1 der Differenz wird am Boden des Behälters montiert. Eine an P2 angeschlossene Leitung wird mit der Oberseite des Behälters verbunden. Wenn der Behälter voll ist, entspricht der Differenzdruck dem maximalen Ausgangssignal. Bei sinkendem Behälterfüllstand steigt P2, und der Differenzdruck sinkt zusammen mit dem Ausgangssignal.
Auswahl des Ausgangssignals
Die Auswahl des Ausgangssignals ist immer anwendungsspezifisch. Bei Überwachungsanwendungen mit langen Übertragungsstrecken werden meist Ausgangssignale von 4 bis 20 mA verwendet. Die Stromstärke kann auch nach über 100 Metern noch ohne Signalverlust abgelesen werden. Der Nachteil ist, dass der Sensor mehr Energie und daher auch mehr Strom benötigt. Spannungsausgangssignale sind für batterie- oder solarbetriebene Anwendungen geeignet. Normalerweise wird das Solarmodul nahe am Drucksensor platziert, sodass kein Signalverlust aufgrund des Widerstands im Kabel auftritt.
