Membraanmanometer - Hoe het werkt

Figuur 1: Hoe Werken Membraan Manometers

Een membraanmanometer maakt gebruik van de doorbuiging van een dun, flexibel membraan om de vloeistofdruk in een systeem te meten. Het membraan isoleert de interne componenten van de media, waardoor deze meter geschikt is voor corrosieve of verontreinigde vloeistoffen of gassen. Deze meter wordt gebruikt voor lagedrukmetingen, zoals het meten van de atmosferische druk of het controleren van de druk in gasbussen. Zij worden ook wel flexibele membraanmanometers genoemd.

Inhoudsopgave

• Het werkingsprincipe van de membraanmanometer
• Toepassingen
• Selectiecriteria
• FAQs

Het werkingsprincipe van de membraanmanometer

In de volgende lijst worden de werkende onderdelen beschreven en hoe een membraanmanometer werkt om de druk van een systeem te meten:

1. Drukinlaat: De systeemmedia komen de manometer binnen bij de drukinlaat (figuur 2 met label C). De inlaat heeft een procesaansluiting met schroefdraad (bv. NPT of BSP) of flens.
2. Membraam: De media drukken tegen het diafragma en buigen dit evenredig af (figuur 2 met het label E). Het diafragma is een dunne, ronde, flexibele, metalen schijf. Het is gewoonlijk gemaakt van RVS voor bescherming tegen corrosie en bestendigheid tegen hoge temperaturen.
   1. De schijf kan gegolfd of glad zijn. Gladde schijven zijn alleen geschikt voor kleine doorbuigingen en werken daarom waarschijnlijk niet goed in industriële toepassingen.
3. Behuizing: De behuizing waarmee het membraan is bevestigd, bestaat uit een boven- en een onderstuk (Figuur 2 met label B). Het onderste stuk sluit aan op de drukinlaat en het bovenste stuk ondersteunt het membraan in geval van hoge druk.
   1. De twee onderdelen kunnen worden geflensd of aan elkaar worden gelast. Voor sanitaire toepassingen verdienen gelaste verbindingen de voorkeur.
4. Drukelement: Het drukelement (figuur 2 met opschrift D) reageert op de doorbuiging van het membraan. Gewoonlijk is het drukelement een tandheugel of een bourdonbuis. In het laatste geval wordt het drukelement gevuld met vloeistof om drukveranderingen in het gehele element over te brengen.
   1. Voor een digitale manometer wordt gewoonlijk een piëzoresistieve component gebruikt.
5. Wijzer: Ten slotte vertaalt de beweging van het drukelement zich proportioneel naar de beweging van de wijzer, zodat een gebruiker de systeemdruk van de manometer kan aflezen.
   1. Bij digitale manometers wordt de drukwaarde weergegeven.
   2. Kalibreer de manometer regelmatig om een goede werking te garanderen.

Figuur 2: Werkingsprincipe van een membraanmanometer: wijzer (A), bovenste en onderste behuizing (B), drukinlaat (C), drukelement (D) en membraan (E).

Digitale membraanmanometer

Een digitale membraanmanometer is een druksensor die gebruik maakt van een membraan met piëzoresistieve componenten. Wanneer een medium druk uitoefent, buigt het membraan, waardoor de dwarsdoorsnede van de piëzoresistieve elementen verandert en hun elektrische weerstand verandert. Dit genereert een spanningsverschil, dat vervolgens door de microprocessor van de sensor wordt verwerkt tot een drukwaarde op het digitale display.

Toepassingen

Er zijn twee redenen om een manometer met membraandichting te verkiezen boven andere types. De eerste is wanneer het noodzakelijk is dat de media van het systeem zich niet mengen of in contact komen met de werkende delen van de meter voorbij het membraan. De tweede is voor het meten van lage drukken. Een membraanmeter kan een druk van slechts 16 mbar (0,23 psi) nauwkeurig meten. Zoals uit onderstaande lijst blijkt, is een membraanmanometer in veel verschillende scenario's toepasbaar.

• Drukmeting in industriële en productieprocessen, zoals in chemische fabrieken en elektriciteitscentrales.
• Drukbewaking in pijpleidingen en andere vloeistoftransportsystemen.
• Druk testen en kalibreren in een laboratorium omgeving.
• Drukmeting in pneumatische en hydraulische systemen.
• Drukbewaking in gas- en vloeistofopslagtanks.
• Drukmeting in HVAC-systemen, zoals in boilers en airconditioners.
• Drukcontrole in medische apparatuur, zoals in bloeddrukmeters.

Selectiecriteria

1. Materiaal Gebruik chemisch compatibele materialen voor de onderdelen van de meter die in contact komen met de media. RVS geniet de voorkeur wegens zijn corrosiebestendigheid en bestandheid tegen hoge temperaturen. Of u nu RVS of een ander materiaal (bv. messing) overweegt, zie onze chemische compatibiliteitstabel voor meer informatie over materiaalcompatibiliteit.
2. Drukbereiken: Een membraanmanometer moet de maximale en minimale werkdruk van het systeem nauwkeurig weergeven. De maximale werkdruk van het systeem mag niet meer bedragen dan 75% van het volledige schaalbereik van de meter en 65% van het pulserende bereik.
3. Temperatuurbereik: Kies een meter met materiaal dat bestand is tegen de werktemperatuur. In het algemeen kunnen membraanmanometers goed functioneren tussen -20 °C en 100 °C (-4 °F en 212 °F). Controleer altijd het bedrijfstemperatuurbereik van een meter voordat u hem gebruikt.
4. Membraangrootte: Systeemdruk en membraandiameter hebben een omgekeerde relatie. Lage drukken vereisen membranen met een grotere diameter, zodat er meer oppervlakte is waartegen de systeemmedia kunnen drukken.
5. Afdichting van de behuizing: Of de behuizing rond het membraan twee flenzen of een gelaste afdichting is, hangt af van de toepassing. Sanitaire toepassingen die verdere bescherming tegen lekken vereisen, maken gewoonlijk gebruik van een gelaste afdichting.

Lees voor meer tips en selectiecriteria voor het kiezen van de juiste manometer onze selectiegids voor manometers. Lees meer in ons overzichtsartikel over manometers.

FAQs

Hoe meet een membraanmanometer de druk?

De systeemdruk vervormt proportioneel het membraan in de meter, wat leidt tot beweging van de naald op de wijzerplaat.

Zijn membraanmanometers geschikt voor lage druk?

Ja. Membraanmanometers met een grote diameter zijn uitstekend geschikt voor het nauwkeurig meten van minieme veranderingen in lage druksystemen.