Der ultimative Leitfaden zur Auswahl eines diffundierten Silizium-Drucktransmitters
Unter den vielen Arten von Drucktransmittern – darunter Keramik-, kapazitive und monokristalline Siliziumvarianten – haben sich diffundierte Silizium-Drucktransmitter zur am weitesten verbreiteten Lösung für industrielle Messanwendungen entwickelt.
Von der Öl- und Gasindustrie über die chemische Verarbeitung, die Stahlproduktion und die Energieerzeugung bis hin zur Umwelttechnik – diese Messumformer ermöglichen eine zuverlässige und genaue Drucküberwachung bei Anwendungen mit Überdruck, Absolutdruck und Vakuum.
Was ist ein diffundierter Silizium-Drucktransmitter?
Die Technologie entstand Mitte der 1990er-Jahre, als NovaSensor (USA) als Pionier mikrostrukturierte Siliziummembranen entwickelte, die mit Glas verbunden wurden. Dieser Durchbruch ermöglichte die Herstellung kompakter, hochpräziser Sensoren mit außergewöhnlicher Wiederholgenauigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
Funktionsprinzip
- Der Prozessdruck wird über eine Isoliermembran und Silikonöl auf eine Silikonmembran übertragen.
- Der Referenzdruck (Umgebungsdruck oder Vakuum) gilt für die gegenüberliegende Seite.
- Die resultierende Auslenkung wird mittels einer Wheatstone-Brücke aus Dehnungsmessstreifen erfasst, die den Druck in ein elektrisches Signal umwandelt.
8 wesentliche Auswahlkriterien
1. Kompatibilität mit gemessenen Medien
Das Sensormaterial muss mit den chemischen und physikalischen Eigenschaften Ihres Prozessfluids übereinstimmen:
- Standardausführungen verwenden für die meisten Anwendungen Membranen aus Edelstahl 316L.
- Bei korrosiven oder kristallisierenden Flüssigkeiten sind flächenbündige Membrantransmitter vorzusehen.
- Für pharmazeutische und Getränkeanwendungen sind lebensmittelkonforme Optionen erhältlich.
- Hochviskose Medien (Suspensionen, Schlamm, Asphalt) erfordern hohlraumfreie, bündige Membrankonstruktionen.
2. Auswahl des Druckbereichs
Die verfügbaren Bereiche reichen von -0,1 MPa bis 60 MPa. Wählen Sie immer einen Bereich, der 20–30 % über Ihrem maximalen Betriebsdruck liegt, um eine Überlastung zu vermeiden.
Umrechnungsleitfaden für Druckeinheiten
| Einheit | Äquivalenter Wert |
|---|---|
| 1 MPa | 10 bar / 1000 kPa / 145 psi |
| 1 Bar | 14,5 psi / 100 kPa / 750 mmHg |
Überdruck vs. Absolutdruck:Der Relativdruck bezieht sich auf den Umgebungsdruck (Null entspricht Atmosphärendruck), der Absolutdruck auf das Vakuum. Für Anwendungen in großen Höhen sollten belüftete Drucksensoren verwendet werden, um lokale atmosphärische Schwankungen auszugleichen.
Besondere Anwendungsüberlegungen
Ammoniakgasmessung
Um eine Beeinträchtigung des Sensors bei Ammoniakbetrieb zu verhindern, sollten vergoldete Membranen oder spezielle Korrosionsschutzbeschichtungen verwendet werden. Stellen Sie sicher, dass das Gehäuse des Messumformers die Schutzarten NEMA 4X oder IP66 für Außeninstallationen erfüllt.
Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen
Für entzündliche oder explosionsgefährdete Bereiche:
- Bitte fluoriertes Öl (FC-40) anstelle von Standard-Silikonölfüllung anfordern
- Prüfen Sie die Zertifizierungen für eigensichere (Ex ia) oder explosionsgeschützte (Ex d) Anwendungen.
- Stellen Sie eine ordnungsgemäße Erdung und Barriereninstallation gemäß IEC 60079-Normen sicher.
Abschluss
Diffundierte Silizium-Drucktransmitter bieten ein optimales Verhältnis von Präzision, Langlebigkeit und Vielseitigkeit für industrielle Prozesse. Die richtige Auswahl – von der Beurteilung der Medienkompatibilität bis zur Spezifikation des Ausgangssignals – gewährleistet sowohl Messgenauigkeit als auch langfristige Zuverlässigkeit.
Ob es um die Überwachung von Hochdruckdampfleitungen, die Steuerung chemischer Reaktionen oder die Gewährleistung eines sicheren Umgangs mit Ammoniak geht – die richtige Konfiguration des Messumformers verbessert sowohl die Prozesseffizienz als auch die Betriebssicherheit.
Veröffentlichungsdatum: 12. Juni 2025