Die in der Verfahrenstechnik am häufigsten verwendeten Grössen (Temperatur und Druck) lassen sich mechanisch oder elektronisch messen. Die mechanische Messung ermöglicht das Ablesen der Messgrösse direkt beim Druckmessgerät und funktioniert auch ohne Strom. Dies ist als Rückfallebene bei einem Stromausfall wichtig. Die elektronische Messung eignet sich ihrerseits für die Fernüberwachung oder die elektronische Steuerung und Regelung, erfordert aber eine elektrische Energieversorgung.
Hybridgeräte – bewährt und kosteneffizient
Dank mechatronischer Entwicklungen können solche Zwei-Geräte-Verfahren durch Hybridlösungen ersetzt werden. Dabei werden die elektronischen Komponenten, die für die Automation notwendig sind (ein Ausgangssignal, ein Schaltkontakt oder beides zusammen), in ein mechanisches Manometer oder Thermometer integriert. Ein Wandler setzt die mechanisch gemessene Grösse in ein elektrisches Signal um. Das elektrische Signal ist als diskrete Grösse in Form eines Schaltkontaktes (= Ein / Aus) oder als kontinuierliches Ausgangssignal (0-10 V und 4-20 mA) möglich. Es gibt auch Geräte, die beide Möglichkeiten anbieten. Das kontinuierliche elektrische Ausgangssignal wird über einen magnetfeldabhängigen Sensor, berührungslos und verschleissfrei erzeugt.
Alle Vorteile in einem Gerät
Hybridgeräte kombinieren die Vorteile von mechanischer und elektrischer Messung, indem die Geräte die Messgrösse direkt mechanisch anzeigen und die eingebauten Umformer gleichzeitig die Messgrösse als elektrisches Signal zur Verfügung stellen. Der Einsatz von Hybridgeräten ist vor allem dann angezeigt, wenn die Messgrösse zwar elektronisch überwacht, gesteuert oder geregelt, aber gleichzeitig vor Ort abgelesen werden soll. Solche Hybridgeräte haben sich bereits vielfach bewährt. Und weil sie zwei Funktionsprinzipien in einem Gehäuse vereinen, bieten sie gegenüber zwei separaten Messgeräten einen deutlichen Kostenvorteil.
Anwendungsbeispiel: Einsatzmöglichkeit - je nach Bedürfnis
Überall dort, wo der Druck vor Ort angezeigt werden muss und man gleichzeitig den Prozess steuern und überwachen soll, bieten sich mechanische Messgeräte mit elektronischen Ausgängen oder Schaltkontakten an. Es gibt sie für Relativdruck, Absolutdruck und Differenzdruck, je nach Anwendung für Messbereiche von 0 bis 2,5 mbar bis hin zu 7000 bar.
Schaltkontakte schliessen oder öffnen Stromkreise in Abhängigkeit von der Zeigerstellung der Messgeräte. Die Kontakte sind über den gesamten Skalenbereich einstellbar und werden vorwiegend unter dem Zifferblatt montiert. Unabhängig von der Einstellung ist der Instrumentenzeiger (Istwertzeiger) im gesamten Skalenbereich frei beweglich. Die Schaltpunkte lassen sich durch die Sichtscheibe hindurch über einen abnehmbaren Verstellschlüssel einstellen.
Vier SchaltkontakteFür Schaltkontakte gibt es vier Realisierungsmöglichkeiten mit individuellen Vor- und Nachteilen:
- Magnetspringkontakt:
Kostengünstig, aber mit Verschleiss und möglicher Funkenbildung verbunden
- Reedkontakt:
Geringere Einbautiefe, sonst ähnliche Eigenschaften wie Magnetspringkontakt
- Elektronikkontakt:
Kein mechanischer Verschleiss und keine Funkenbildung. Dafür ist eine Beschaltung mit Versorgungsspannung notwendig
- Induktivkontakt:
Galvanische Trennung von Messkreis und Steuerkreis. Erste Wahl bei Anwendung in explosionsgefährdetem Umfeld (ATEX, EX-Schutz).
Verschiedene Ausgangssignale
Mechatronische Geräte mit einem elektronischen Ausgangssignal können überall dort eingesetzt werden, wo die Übertragung des jeweiligen Messwertes an eine zentrale Steuerung oder Fernwarte erforderlich ist. Beispiel Druck: Das Messsystem erzeugt eine druckproportionale Zeigerdrehbewegung. Ein Drehwinkelsensor ermittelt berührungslos und daher verschleissfrei die Position der Zeigerwelle und wandelt den entsprechenden Messwert in eines der gängigen elektrischen Ausgangssignale um: 0-10V, 4 … 20 mA, invertierend, radizierend, quadratisch, linear und nichtlinear. Die Signale werden automatisch mit der mechanischen Anzeige abgeglichen.