Differenzdruck verstehen
Mithilfe von zwei Druckmesswerten und ein wenig Mathematik kann der Differenzdruck Füllstand, Durchfluss, Trennschicht und sogar die Dichte berechnen. Verfahrenstechniker kennen und vertrauen dem Differenzdruck, weil er eine bewährte Methode zur Steuerung industrieller Prozesse ist. Seine Vielseitigkeit und Leistungsvielfalt machen es branchenübergreifend noch wertvoller.
Dieser Artikel konzentriert sich ausschließlich darauf, wie der Differenzdruck zur Berechnung einer Flüssigkeitsstandmessung in Drucktanks verwendet wird. Vorteile, Einschränkungen und gängige industrielle Anwendungen für Differenzdruck werden diskutiert.
Wie Differenzdruck funktioniert
Die herkömmliche Differenzdruckmessung besteht aus einer doppelseitigen Membran, die auf der einen Seite den Druck vom Boden des Behälters und auf der anderen von der Oberseite des Behälters misst. Diese gegensätzlichen Druckmessungen üben Druck auf gegenüberliegende Seiten der doppelseitigen Membran aus Die resultierende Messung ist die Druckdifferenz zwischen beiden oder der Differenzdruck. Der herkömmliche Differenzdruck deckt ein breites Anwendungsspektrum ab und ermöglicht die Erfassung von Differenzdrücken von nur wenigen Millibar.
Beide Anordnungen messen den Druck. Die Druckmessung am Boden des Tanks oder Behälters misst den Gesamtdruck, der von der Flüssigkeit und dem Dampfraum darüber erzeugt wird, während die Druckmessung oben nur diesen Druck oder statischen Druck berücksichtigt. Durch diese Anordnung kann der statische Druck aus der Gesamtmessung entfernt werden, so dass der von der Flüssigkeit erzeugte Druck übrig bleibt und wir auf den Füllstand schließen können.
Häufige Anwendungen für Differenzdruck
Der Differenzdruck wird zur Messung des Füllstands von Flüssigkeiten und verflüssigten Gasen in Drucktanks verwendet. Drucktanks werden aus verschiedenen Gründen verwendet, z. B. um eine konstante Leistung zu gewährleisten, Schaum zu vermeiden, eine Barriere für ätzende Materialien zu bilden und Gas zur einfacheren Lagerung zu verflüssigen. In all diesen Szenarien misst ein Differenzdrucktransmitter nur die Differenz zwischen dem statischen Druck und dem Gesamtdruck. Zur Berechnung des Produktniveaus ist ein wenig Mathematik erforderlich.
Die Standardformel für den hydrostatischen Druck besteht aus drei Variablen: Druck, Dichte und Höhe. Der Sensor misst den Druck, die Dichte wird vom Kunden als Konstante eingegeben und die Höhe ist der Produktfüllstand. Damit diese Formel funktioniert, ist die Dichte entscheidend und muss einigermaßen konstant bleiben. Bei bekanntem Dichte- und Druckwert kann die Elektronik des Drucksensors den Flüssigkeitsstand aus dem Differenzdruck genau und zuverlässig berechnen.
