Wissenswertes zu Manometern

Wie funktioniert ein Manometer?

Manometer messen den Druck entweder unmittelbar oder mittelbar:

Unmittelbar:
Bei Kolben- und Flüssigkeitsmanometern wirkt die Druckkraft von Luft oder Flüssigkeit unmittelbar auf eine Fläche und beeinflusst dadurch die Anzeige.

Mittelbar:
Mittelbare Geräte zur Druckmessung nutzen physikalische Umwege zum Beispiel über die elastische Verformung von Federn zur Berechnung der Druckeinwirkung.

Verschiedene Arten von federbasierten Manometern

Rohrfeder-Manometer              

Die gängigsten Modelle unter den modernen Manometern sind Rohrfedermanometer. Ihr Wirkprinzip lässt sich am besten anhand einer Partytröte beschreiben: Wird Luft hineingeblasen, rollt sich der Schlauch aus. Im inneren des Gehäuses eines Rohrfeder-Manometers befindet sich ein gebogenes Röhrchen. In dieses dringt das Medium ein und versetzt die Rohrfeder in eine Streckung. Diese Streckung wird über eine Zahnstange und ein Zahnrad auf das Zeigerwerk übertragen und auf dem Ziffernblatt an der Vorderseite als entsprechender Ausschlag angezeigt.

Plattenfeder-Manometer         

Plattenfeder-Manometer besitzen eine Membranfeder. Wird die kreisförmig eingespannte Feder durch den Druck von Luft oder Flüssigkeit durchgebogen, überträgt sich diese Veränderung als Drehbewegung auf das Zeigerwerk. Dieser Vorgang ist nicht linear, weswegen entweder eine nichtlineare Skala zur Anzeige verwendet wird oder ein Rillenprofil in die Plattenfeder eingepresst ist, welches den Zeiger stufenweise in die passende Position bringt. Die Membran selbst ist häufig aus Edelstahl gefertigt.

Kapselfeder-Manometer           

Beim Kapselfeder-Manometer sind zwei Plattenfedern miteinander zu einer Kapsel verschweißt. Dadurch entsteht ein Druckraum, auch Messdose genannt, in den das Medium geleitet wird. Beide Plattenfedern der Kapsel dehnen sich dadurch aus. Der doppelte Federweg wird zur Steigerung der Genauigkeit der Druckmessung ausgenutzt. Durch mehrere hintereinander geschaltete Kapselfedern lässt sich die Empfindlichkeit und Präzision noch erhöhen.

Auswahl nach Einsatzfeld: Messung von Relativdruck, Absolutdruck oder Differenzdruck?

Für die meisten Anwendungen reicht ein Manometer, das den Relativdruck misst. Der Relativdruck gibt die Differenz zum Umgebungsdruck (atmosphärischer Luftdruck) an und variiert nach Wetter und Höhenlage über dem Meeresspiegel. In der Regel sind alle Bauteile einer Anlage den gleichen Umgebungsbedingungen ausgesetzt, weswegen der jeweilige Relativdruck ausreichend Aussagekraft hat.

  • Manometer zur Messung des Absolutdrucks kommen dort zum Einsatz, wo schon kleinste atmosphärische Druckveränderungen einen Einfluss auf den Prozess haben können, wie zum Beispiel bei thermodynamischen Berechnungen. Hier wird der Druck absolut gemessen. Dies geschieht anhand eines Nullpunkts im vollständig luftleeren Raum mithilfe einer Vakuumeinheit im Manometer.
  • Manometer zur Differenzdruckmessung beschreiben den Unterschied zwischen zwei Drücken. Differenzdruck-Manometer haben daher zwei Prozessanschlüsse und werden beispielsweise zur Überwachung der Hydraulik von Pumpen- und Filteranlagen, aber auch zur Ermittlung des Füllstands von geschlossenen Tanks eingesetzt.

Anzeige: Flüssigkeitsgefüllte vs. herkömmliche Zeigermanometer

Zeigermanometer mit einer Füllung aus transparenter Flüssigkeit werden an stark vibrierenden Maschinen oder bei dynamisch schwankendem Druck montiert. Die Flüssigkeit dämpft den Zeigerausschlag im Gegensatz zu herkömmlichen Manometern und erleichtert dadurch die Ablesung. Außerdem erhöht sie die Lebensdauer der mechanischen Bauteile des Messwerks, in dem sie vor Schwingungen schützt, schmiert und einen Überausschlag verhindert. Zum Einsatz kommen Glycerin (Glycerinmanometer), Silikonöl oder Weißöl. Das Gehäuse ist standardmäßig nur zu 80 – 90 % mit Flüssigkeit gefüllt, damit die Flüssigkeit bei Schwankungen der Luftfeuchtigkeit oder Umgebungstemperatur etwas Ausdehnungsspielraum hat.

 

Vor dem Kauf: Druckbereich und Anschlussposition festlegen

Bei uns erhalten Sie Manometer mit unterschiedlichem Messbereich von -1 bar bis 0 bar oder von 0 bar bis 24 bar. Beachten Sie, dass der maximale Druck bei einigen Geräten auch unterhalb von 24 bar liegen kann. Wollen Sie ein Manometer als Ersatzteil bestellen, orientieren Sie sich an den bar-Angaben des bisherigen Druckmessgeräts. Bestimmen Sie außerdem, ob sich die Anschlusslage hinten oder unten befindet.

Fragen und Antworten

Welches Material sollte mein Manometer haben?

Für neutrale Medien wie Druckluft, Wasser oder Öl können Kunststoffgeräte eingesetzt werden. Für hydraulische Anwendungen sind Chromgehäuse besser geeignet, am besten solche mit Glycerinfüllung. Edelstahl-Manometer halten aggressiven oder hochtemperierten Medien stand.

Welches Gewinde benötige ich?

Die Installation des Manometers erfolgt über ein Außengewinde. R steht für ein kegeliges Gewinde, G für ein zylindrisches Gewinde. Konische (kegelige) Gewinde dichten metallisch von selbst, für ein zylindrisches Gewinde wird ein zusätzlicher Dichtungsring benötigt, der oft Bestandteil des Lieferumfangs ist.

Der Durchmesser der Außengewinde ist in Zoll angegeben. Ein Zoll entspricht 2,54 cm. Um die richtige Größe zu bestimmen messen Sie den Außendurchmesser des Gegenstücks und teilen Sie die Angabe in Zentimeter durch 2,54.

Tipp: Ab einer Größe von 2 Zoll werden statt Gewinden bevorzugt Flanschverbindungen eingesetzt.

Wann benötige ich ein glyceringefülltes Manometer?

Eine Flüssigkeit im Gehäuse des Manometers erhöht die Trägheit der Zeiger und erleichtert den Ablesevorgang. Anwendung finden solche Messgeräte bei vibrierenden Maschinen oder dynamischen Druckschwankungen. Häufig kommt ein Glycerin-Wasser-Gemisch zum Einsatz, bei extremen Umgebungstemperaturen stattdessen ein Silikonöl.

Warum gibt es Manometer für einen negativen Druck von -1 bis 0 bar?

Ein Messergebnis unter 0 bar zeigt einen Unterdruck an. Der Druck im Behälter liegt dann relativ unter dem Umgebungsdruck oder dem Referenzdruck. Verschiedene Filtrations- und Entwässerungsprozesse nutzen die negative Druckdifferenz zur Beschleunigung ihrer Prozesse. Auch beim Vakuumieren kommen solche Manometer zum Einsatz. Der Wert von -1 bar zeigt dabei die vollständige Entleerung an.

Warum ist der Temperaturbereich begrenzt?

Der Druck eines Gases oder einer Flüssigkeit ist zum einen vom Volumen und der entsprechenden Komprimierung abhängig, zum anderen aber auch von der Temperatur. Steigt die Temperatur bei gleichem Volumen, erhöht sich der Druck des Mediums. Damit an dem Messgerät keine Schäden entstehen und die gemessenen Werte Reliabilität haben, sollten Manometer nur im vom Hersteller angegebenen Temperaturbereich genutzt werden.

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