Wat zijn de verschillende soorten manometers die tegenwoordig in de industrie worden gebruikt?

Manometers behoren tot de meest gebruikte meetinstrumenten in industriële omgevingen en zijn te vinden op ketels, hydraulische systemen, compressoren, pijpleidingen en laboratoriumapparatuur. Hoewel ze allemaal hetzelfde basisdoel dienen: het aangeven van de druk, variëren de interne mechanismen aanzienlijk, afhankelijk van het drukbereik, de media die worden gemeten en de omgeving waar de meter bestand tegen moet zijn. Door het onderscheid tussen deze ontwerpen te begrijpen, kunnen ingenieurs en technici apparatuur selecteren die nauwkeurige metingen levert en bestand is tegen de bedrijfsomstandigheden waarmee deze te maken krijgt.

Mechanische manometers en hun interne mechanismen

Mechanische meters blijven het meest voorkomende type in de algemene industrie, omdat ze geen externe stroombron nodig hebben en een lange geschiedenis van betrouwbaarheid hebben. Deze meters zetten druk om in mechanische beweging, die vervolgens via een systeem van tandwielen en koppelingen wordt vertaald in een wijzerplaat.

Bourdonbuismeters

Bourdonbuismeters zijn het meest herkenbare manometerontwerp, herkenbaar aan de gebogen, afgeplatte metalen buis die in de behuizing is opgerold. Terwijl er druk in de buis komt, probeert deze zich recht te trekken, en deze lichte mechanische afbuiging wordt via een koppeling overgebracht om de wijzer over de wijzerplaat te draaien. Bourdonbuismeters worden doorgaans gebruikt voor middelhoge tot hoge drukbereiken, gewoonlijk van 15 psi tot 100.000 psi, en worden veelvuldig aangetroffen in hydraulische systemen, stoomleidingen en persluchttoepassingen. Hun belangrijkste beperking is de verminderde nauwkeurigheid bij zeer lage drukken, waarbij de doorbuiging van de buis te klein wordt om betrouwbaar te meten.

Diafragmameters

Membraanmeters gebruiken een dunne, flexibele schijf die vervormt als reactie op de uitgeoefende druk. Deze vervorming wordt mechanisch versterkt en omgezet in wijzerbeweging. Omdat het diafragma kan worden gemaakt van corrosiebestendige materialen en het meetmechanisme isoleert van de procesmedia, heeft dit ontwerp de voorkeur voor het meten van lage drukken en voor toepassingen met viskeuze, slurry-achtige of licht corrosieve stoffen waarbij een smalle Bourdonbuis zou kunnen verstoppen of verslechteren.

Capsule-meters

Capsulemeters bestaan uit twee gegolfde membranen die aan elkaar zijn gelast om een afgedichte capsule te vormen. Deze configuratie produceert een grotere gevoeligheid dan een enkel diafragma, waardoor capsulemeters zeer geschikt zijn voor metingen bij zeer lage druk, vaak in het bereik van enkele centimeters waterkolom tot ongeveer 25 psi. Ze worden vaak gebruikt in gasdistributiesystemen, HVAC-kanalen en andere toepassingen waarbij drukveranderingen subtiel zijn, maar toch nauwkeurig moeten worden gecontroleerd.

Balgmeters

Balgmeters maken gebruik van een uitzetbare kamer in accordeonstijl die langer wordt of samendrukt bij drukveranderingen. Dit ontwerp biedt een groter oppervlak waarop de druk kan inwerken vergeleken met een diafragma, waardoor balgmeters zeer kleine drukveranderingen nauwkeurig kunnen detecteren. Ze worden vaak gebruikt in pneumatische lagedrukregelaars en in sommige absolute drukmeettoepassingen waarbij een hoge gevoeligheid bij lage krachtniveaus vereist is.

Digitale en elektronische manometers

Omdat industriële processen steeds meer afhankelijk zijn van datalogging en bewaking op afstand, zijn elektronische manometers in veel faciliteiten standaard geworden. In plaats van alleen op mechanische afbuiging te vertrouwen, gebruiken deze meters sensorelementen die de druk omzetten in een elektrisch signaal, dat vervolgens digitaal wordt weergegeven of naar een besturingssysteem wordt verzonden.

Spanningsmeter-transducers

Druksensoren op basis van spanningsmeters maken gebruik van een dun metalen of folie-element dat aan een membraan is bevestigd. Terwijl het membraan onder druk buigt, verandert de elektrische weerstand van het rekstrookje proportioneel, en deze verandering wordt gemeten en omgezet in een gekalibreerde drukmeting. Deze sensoren bieden een goede nauwkeurigheid over een breed drukbereik en worden vaak geïntegreerd in procesbesturingssystemen waarbij een uitgangssignaal van 4-20 mA nodig is voor continue monitoring.

Piëzoresistieve en capacitieve sensoren

Piëzoresistieve sensoren maken gebruik van halfgeleidermaterialen waarvan de weerstand verandert onder mechanische belasting, wat snelle responstijden en een hoge gevoeligheid biedt, waardoor ze nuttig zijn in toepassingen met snel fluctuerende drukken, zoals het testen van motoren of het meten van hydraulische schokken. Capacitieve sensoren meten daarentegen de verandering in capaciteit tussen twee platen terwijl een diafragma onder druk beweegt, en worden gewaardeerd om hun stabiliteit en nauwkeurigheid bij lagedruk- en vacuümtoepassingen, inclusief de productie van halfgeleiders en wetenschappelijke instrumenten.

Meters classificeren op basis van meetreferentie

Naast het interne detectiemechanisme worden manometers ook gecategoriseerd op basis van het referentiepunt waartegen ze meten. Deze classificatie bepaalt hoe de meetwaarde moet worden geïnterpreteerd en voor welke toepassingen de meter geschikt is.

Verschildrukmeters verdienen bijzondere aandacht omdat ze worden gebruikt om indirect informatie af te leiden. Door de drukval over een filter, openingsplaat of andere restrictie te meten, kunnen technici bepalen of een filter moet worden vervangen of de vloeistofstroomsnelheid berekenen zonder dat ze een speciale flowmeter nodig hebben. Dit maakt verschilmeters tot een kosteneffectief diagnostisch hulpmiddel in HVAC-systemen, waterzuiveringsinstallaties en industriële filtratieopstellingen.

Speciale meters voor veeleisende industriële omstandigheden

Standaard mechanische en digitale meters werken goed onder normale omstandigheden, maar er bestaan verschillende speciale varianten om te voldoen aan zware procesmedia, trillingen of sanitaire vereisten.

Membraanafdichtingsmeters voor corrosieve of viskeuze media

Wanneer de procesvloeistof corrosief of schurend is of gevoelig is voor kristallisatie in smalle buizen, wordt er een membraanafdichting geïnstalleerd tussen het proces en de meter. De afdichting isoleert het interne mechanisme van de meter tegen direct contact met de media, terwijl de druk wordt overgebracht via een inerte vulvloeistof. Deze opstelling is gebruikelijk bij chemische verwerking, afvalwaterzuivering en voedselproductie, waar directe blootstelling anders de meter zou beschadigen of het product zou vervuilen.

Met glycerine gevulde meters voor trillingsbestendigheid

In omgevingen met aanzienlijke trillingen, zoals in de buurt van pompen, compressoren of motoren, kunnen standaard droge meters last hebben van wijzerfladderen en voortijdige slijtage. Met vloeistof gevulde meters, die doorgaans glycerine- of siliconenolie gebruiken, dempen deze trillingen en beschermen interne componenten tegen snelle slijtage, waardoor de levensduur wordt verlengd en de afleesstabiliteit in mechanisch actieve omgevingen wordt verbeterd.

Sanitaire meters voor voedsel, drank en farmaceutisch gebruik

Sanitaire manometers zijn gemaakt met gladde, spleetvrije oppervlakken en maken gebruik van tri-clamp- of verzonken membraanaansluitingen die een grondige reiniging en sterilisatie mogelijk maken. Deze meters zijn ontworpen om te voldoen aan de hygiënenormen die vereist zijn bij de voedselverwerking, de zuivelproductie en de farmaceutische productie, waarbij de ophoping van resten de productveiligheid in gevaar kan brengen of de wettelijke vereisten kan schenden.

Het selecteren van de juiste meter voor een bepaalde toepassing

Het kiezen van een geschikte manometer begint met het identificeren van drie sleutelfactoren: het verwachte drukbereik, de aard van de procesmedia en de omgevingsomstandigheden rondom het installatiepunt. Een meter die is geselecteerd voor een drukbereik dat te ver boven de werkelijke werkdruk ligt, zal onnauwkeurige metingen opleveren, aangezien de meeste meters het nauwkeurigst zijn binnen het middelste derde deel van hun schaal. Op dezelfde manier zal het selecteren van een standaard droge meter voor een pompafvoerleiding met veel trillingen waarschijnlijk resulteren in frequente herkalibratie of voortijdige uitval.

• Voor algemene perslucht-, hydraulische of stoomsystemen met stabiele omstandigheden is een standaard Bourdonbuismeter meestal voldoende en kosteneffectief.
• Voor corrosieve chemicaliën of stroperige vloeistoffen voorkomt een membraanafdichtingsmeter dat procesmedia interne componenten beschadigen.
• Voor HVAC- of gasdistributiebewaking bij zeer lage druk biedt een capsule- of balgmeter de gevoeligheid die nodig is voor kleine drukveranderingen.
• Voor systemen die continue datalogging of alarmen op afstand vereisen, kan een elektronische meter met een verzendbaar uitgangssignaal rechtstreeks in bestaande besturingssystemen worden geïntegreerd.
• Voor voedsel-, drank- of farmaceutische verwerking voldoet een sanitaire meter met een reinigbaar, verzonken ontwerp aan de eisen op het gebied van hygiëne en regelgeving.

Uiteindelijk is de juiste manometer de manometer die precies past bij de werkomgeving en niet de meest geavanceerde of dure optie die beschikbaar is. Door de tijd te nemen om het drukbereik, de mediacompatibiliteit en omgevingsstressoren te evalueren voordat u tot aanschaf overgaat, voorkomt u kostbare uitvaltijd, onnauwkeurige metingen en onnodige vervanging van apparatuur achteraf.