Theorie

Dual Absolute ®

Im Bereich der Leckagemessung sind derzeit zwei Arten von Druckabfallmessgeräten bekannt und weit verbreitet: solche mit Absolutem Zerfall , oder relativ, und solche mit Differenziellem Zerfall pro Probenstück.

Obwohl die Qualität der Messung der beiden Gerätetypen in der Norm beschrieben und katalogisiert ist, ist das Anwendungsgebiet der einen oder anderen Methode nicht immer klar und gut definiert, so dass sich in den meisten praktischen Fällen die beiden Systeme überschneiden.
Das liegt auch daran, dass sich die Technologien und Komponenten im Laufe der Zeit weiterentwickelt haben; die grundlegenden Schaltpläne wurden immer leistungsfähiger, sowohl in der Verwaltungssoftware als auch in Bezug auf Varianten, Optionen und pneumatische Module, die in den ursprünglichen Schaltungen nicht vorgesehen waren. Mustervolumina, elektronische Regler, Kondensatoren, Vakuumerzeuger, Hauptfalten, isobare oder koaxiale Gehäuse wurden der Ausrüstung hinzugefügt, um ihre Wirksamkeit und Zuverlässigkeit zu verbessern.

Eine der Schaltungsvarianten, die sich nun auszubreiten beginnt, ist die Dualtechnologie.

Dieses neue System, auch Dual Absolute Leak Tester genannt, steht nicht in der Liste der Möglichkeiten und schon gar nicht in einem Mittelbereich zwischen den beiden bisherigen Messarten, sondern eröffnet neue Horizonte, verbessert die Qualität der Messung und vereinfacht die beiden bisherigen Grundtypen, die bereits existieren.

Wenn historisch gesehen differentielle Systeme mit dem doppelten Zweck geboren werden, die Auflösung des Druckabfalls zu erhöhen und die thermische Tendenz des Teils in Maßen zu kompensieren, ist es auch wahr, dass die Technologie im Laufe der Zeit exponentiell verbessert wurde, was die Erfassung von Dehnungsmessstreifen und elektronischen Wandlern betrifft, während die Qualität der Systeme mit absolutem Abfall erhöht wurde.

Eine technologische Parallelität ist im Bereich der Gewichtsmessung durch den Vergleich von Schub- oder dynamometrischen Waagen mit Standard-Stabwaagen des Typs stadera möglich. Obwohl Vergleichswaagen in der Präzision unfehlbar erscheinen mögen, haben diese Systeme im Laufe der Zeit Raum für die Messung von Dehnungsmessstreifen-Brücken gelassen, die dank der Elektronik seit mehreren Jahrzehnten jedes andere bisherige mechanische System sowohl in der Präzision als auch in der Benutzerfreundlichkeit übertroffen hat, wodurch Kosten, Wartung, mechanische Teile reduziert und die Effizienz und Zuverlässigkeit erhöht wurden.

 

Die Auflösung von Δp/Δt

Akin zu einem gravimetrischen Dosiersystem, auch in einem Druckabfallverlustmesssystem spielt der Messlösung>Faktor eine Schlüsselrolle in der Applikationsqualität, vielleicht sogar mehr als die langfristige Gesamtgenauigkeitscharakteristik.
Numerisch gesehen kann man anhand der technischen Daten, die von den verschiedenen Herstellern von Lecktestern auf der Webseite angegeben werden, erkennen, dass die inzwischen weit verbreitete Norm eine Auflösung von 0,1 Pa bis zu 16 bar für Differentialsysteme gewährleistet, da sie bei absoluten Abklingmessern auf 3 bar reduziert ist.

Das bedeutet, dass durch den Einbau eines Aufnehmers, z.B. mit einer Skala von +/- 50 Millibar, in ein Differential-System und den Vergleich mit dem direkten Druck eines Absolut-Zerfalls-Messgerätes mit einer maximalen Skala von 3000 Millibar, die beiden Messungen in Bezug auf die Auflösung von Δp/Δt in gleicher Weise funktionieren. Würden wir stattdessen einen 6 bar-Aufnehmer in das Absolutsystem einbauen, würde sich die Auflösung um das Doppelte verschlechtern, d.h. auf etwa 0,2 Pa pro Teilung verdoppeln.

Betrachtet man den begrenzten Nutzen in Bezug auf die Erfassung, ist es klar, dass Differenzsysteme angesichts der größeren mechanischen Komplexität dazu beitragen, Vorteile vor allem bei der Kompensation der Messung in Bezug auf die Temperatur und die mechanische Belastung des Teils zu bringen, und nicht in Bezug auf die Genauigkeit des Druckabfalls.

Technische Überlegungen

Detailliert auf diesen Auflösungsaspekt sind einige rein technische Überlegungen notwendig.

Die erste ist, dass in der Praxis von den Tausenden von Anwendungen, die von ForTest gelöst wurden, etwa 90% innerhalb des Drucks von 6 bar liegen, während 60% innerhalb der 3 bar der Prüfung liegen. Selbst wenn der Unterschied in den Vorteilen bereits minimal ist, gibt es in mehr als einem von zwei Fällen keinen Vorteil, nicht einmal theoretisch, in Bezug auf die Auflösung bei der Verwendung eines Differenzmessers.

Außerdem ist es bei Anwendungen über 6 bar nicht ratsam, eine Verlustschwelle nahe dem Ende der Zählerauflösung einzustellen. Im Gegenteil, es ist offensichtlich, dass der zu messende Abfall umso mehr proportional zunimmt, je höher der Prüfdruck ist. In der Realität wird bei Drücken über 8 bar stark davon abgeraten, Δp unter 100 Pa einzustellen; bei dieser Art von Regime mit einer Auflösung von 0,1 oder 0,2 Pa ändert sich nichts, außer werblich.

Die letzte Überlegung ist, dass diese Auflösungsdaten in der Regel bei Null gemessen werden, d.h. im Vergleich zu den Primärdaten bei Umgebungsdruck. In der Praxis ist, außer bei Laborversuchen mit Leckagen und Probenvolumina bei realem Prüfdruck, wenig über das tatsächliche Verhalten in Bezug auf die Auflösungshysterese bekannt. Das heißt, dass jede Membran, sowohl absolut als auch differentiell, die einem Druck von Offset (oder Gleichtakt im Falle von Differentialdruck) ausgesetzt ist, zwangsläufig einem mechanischen Geräusch und einer Belastung ausgesetzt ist, die unter den Zertifizierungsbedingungen nicht berücksichtigt werden.

Natürlich bestimmt die Qualität des Differenzialaufnehmers, der “heart” dieser Systeme, weitgehend die messtechnische Qualität der auf dem Markt befindlichen Geräte sowie die Zuverlässigkeit in Bezug auf Robustheit gegenüber Druckspitzen und Verträglichkeit mit nasser oder verunreinigter Luft oder den im Test vorhandenen Prüflingen.

 

Temperaturkompensation

Wenn die Technologie der Transduktion und Digitalisierung von Kraft- und Drucksignalen im Laufe der Jahre die Eigenschaften der verschiedenen Messsysteme zumindest in der Auflösung deutlich angenähert hat, so sind die Probleme bei der Kompensation thermischer und mechanischer Schwankungen gleich geblieben. In diesem Szenario spielen differentielle Systeme nach wie vor eine große Rolle.

Analyse der Druckabfallmessungen symmetrische Differenzen, im Vergleich zu diesem Musterstück haben wir noch zwei gegenüberliegende Fälle, in denen Absolut-Dichtheitsprüfer benachteiligt sind. Dies sind die Fälle von Prüfungen an sehr kleinvolumigen Teilen mit sehr hoher Produktivität (Reifenventil, Armaturen, biomedizinische Komponenten, etc...), bei denen die Zykluszeit die Hauptrolle spielt und die Messgeschwindigkeit ein vorherrschender Parameter ist, und die Fälle von großen Prüfvolumen, bei denen sich die Driften und die Temperaturelastizität zu deutlich auswirken, um nicht kompensiert zu werden.

In beiden Fällen haben sich alternative Messsysteme als besser geeignet erwiesen als Differenzmessgeräte. Zum Beispiel Systeme in der Rückgewinnung oder der Abfangung in der Glocke für kleine Volumen und Massenstrom für große Stücke.

Die aktuelle Forschung wird im Bereich der Verbesserung der Anwendung von Differentialsystemen durchgeführt. In dieser Vision steht die Musterteilbilanzierung im Mittelpunkt. Auch deshalb, weil die Konzepte der Absolut-, Differenz- und Doppelmessung eigentlich quer zu den verschiedenen Typen stehen und auf unterschiedliche Weise auf die physikalischen Prinzipien der verwendeten Aufnehmer anwendbar sind.

Messungen an kleinvolumigen Teilen

Bei Messungen an kleinvolumigen Teilen ist im Hinblick auf die Eindämmung der Prüfzeiten (z.B. 1,2s Gesamtzyklus von Anfang bis Ende, 1cc-Prüfung, Leckage = 10 cc/h @ 2bar) und obwohl die Absolutmessung eine sehr hohe Dynamik aufweist und nicht die langen Stabilisierungszeiten der Differentiale erfordert, ist festzustellen, dass der mechanische Abgleich des Differentialtasters eigentlich noch unmittelbarer und schneller erfolgt als bei den dualen Systemen.

Das bedeutet, dass bei einer so kurzen Zeit (typischerweise 100/200 ms) der Abklingaufnahmedauer Δp/Δt selbst kleine Signalphasenverschiebungen der beiden Membranen oder deren Resonanzen zu großen Gesamtmessfehlern führen. Solche Fehler sind tatsächlich nicht vorhanden, wenn die Bandbreite unterhalb von 100 Hz auf den Signalflanken enthalten ist, d.h. mit Zeiten von Δp/Δt größer als eine halbe Sekunde. In diesen Fällen werden jedoch “ultra schnell” in Mikro-Volumen-Anwendungen sicherlich traditionelle differentielle pneumatische Schaltungen bevorzugt, obwohl sie mit Mikro-Ventilen, Aufnehmern und kleinen Röhrchen so weit wie möglich überarbeitet werden.

Da unter diesen besonderen Mikrovolumenbedingungen der Druckabfall, der im Falle eines Lecks auftritt, immer sehr groß ist, vereinfacht der Einsatz von Aufnehmern auch mit geringem Totvolumen wie MEMS oder Festkörperbrücken anstelle von kapazitiven Aufnehmern die Bruch- und Zuverlässigkeitsproblematik und gewährleistet eine sehr hohe dynamische Messskala, wenn auch mit eingeschränkter Auflösung.

Das ist der umgekehrte Fall zur Messung von großvolumigen Stücken, wo es notwendig ist, Messungen so stabil und immun gegen alle Arten von Rauschen und Driften zu haben, auch auf Kosten der Bandbreite. Hier sind die Auflösung und Stabilität bei Messungen bis zu 60/120 Sekunden die besonderen Merkmale.
In allen Fällen der direkten Messung ist zu beachten, dass das Verhältnis zur Leckage immer umgekehrt proportional zum Druckabfall Δp/Δt ist. In diesen Fällen ist es besser, alle möglichen Wandlungsbits, die AD-Bauteile bieten, sowie größere Filter und EMV-Störungen entworfen zu haben.

Messungen an großvolumigen Teilen

Ungeachtet der Bedingungen von kleinen Teilen ist das physikalische und pneumatische Szenario der Messung von Teilen mit großen Volumina sehr unterschiedlich, d.h. in Fällen, in denen eine Empfindlichkeit erforderlich ist, die bereits bei Größen größer als 250 cc getrieben wird. In diesem Zusammenhang haben alle Hersteller von Messgeräten, einschließlich ForTest, Systeme zur Unterstützung der Verwendung von Referenzprobenteilen erforscht.

Großer Teil der Technologie auf der Grundlage von Software-Algorithmen bietet für die Charakterisierung der Tests als "gut" oder innerhalb einer Band von extremer Sicherheit, so dass in einem "Anti-transient" Weg eine dynamische Offset und in der Lage sein, kontinuierlich eine Dynamic Offset Compensation auf die Messung (DOC). Alle Systeme werden bereits als Auto-Zero-Algorithmen der gängigsten Wägesysteme eingesetzt, die sich jedoch nur teilweise an die weitergehenden Probleme komplexer Dichtheitsprüfprozesse anpassen.

Messungen an großvolumigen Teilen

Ungeachtet der Bedingungen von kleinen Teilen ist das physikalische und pneumatische Szenario der Messung von Teilen mit großen Volumina sehr unterschiedlich, d.h. in Fällen, in denen eine Empfindlichkeit erforderlich ist, die bereits bei Größen größer als 250 cc getrieben wird. In diesem Zusammenhang haben alle Hersteller von Messgeräten, einschließlich ForTest, Systeme zur Unterstützung der Verwendung von Referenzprobenteilen erforscht.

Großer Teil der Technologie auf der Grundlage von Software-Algorithmen bietet für die Charakterisierung der Tests als "gut" oder innerhalb einer Band von extremer Sicherheit, so dass in einem "Anti-transient" Weg eine dynamische Offset und in der Lage sein, kontinuierlich eine Dynamic Offset Compensation auf die Messung (DOC). Alle Systeme werden bereits als Auto-Zero-Algorithmen der gängigsten Wägesysteme eingesetzt, die sich jedoch nur teilweise an die weitergehenden Probleme komplexer Dichtheitsprüfprozesse anpassen.

Der Nachteil dieser Systeme und Alternativlösungen

Der Hauptnachteil dieser Offset-Korrektursysteme ist die Unfähigkeit, verschiedene Fehler einzeln aufzuspalten und zu korrigieren. So effektiv diese automatischen Kompensationen auch sind, können sie doch eine Hilfe sein, wenn sie nur in kleinen Prozentsätzen des Sollwertes eingesetzt werden, da sie nur zum Zweck der Jagd nach langsamen / sehr langsamen Fehlerschwankungen verwendet werden. Im Allgemeinen wird die Gesamtmessung jedoch durch verschiedene Störungsphänomene verfälscht, die auf die Überlagerung mehrerer Faktoren wie mechanische Bewegungen, Materialbeanspruchung, Elastizität der Verbindungsstücke und nur zum Teil auf die Schwankungen der Umgebungstemperatur zurückzuführen sind.

Andere weit verbreitete Systeme erlauben es, durch Temperatursonden den Trend der Umweltfaktoren zu erfassen und eine Kompensation des Offsets in Bezug auf Pa/Grado Centigrado (DOCT) zu schaffen. In diesem Modus, nach einer Periode der Analyse von praktischen Tests in der Produktion, d.h. der Erfassung der Messungen im Excel-Format, die sie mit den gemessenen Temperaturen korrelieren, führen wir einen Korrekturfaktor in die Messung ein, um die Temperaturschwankungen zu kompensieren.
Obwohl in der Entwicklungsphase aufwendiger, haben diese Algorithmen den Vorteil, nur das thermische Phänomen zu kompensieren und somit eine übermäßige Anhäufung der zu korrigierenden Phänomene zu verhindern.

In allen Fällen hilft eine Waage über ein Probenstück oder eine Referenzemule sehr bei der Stabilität und Wiederholbarkeit der Messung, wenn auch nur in Bezug auf die Erfassung der thermischen Umgebungsbedingungen.

 

Differenz- und Wiederholbarkeitsmessgeräte

Es ist zu beachten, dass Differenzdruck-Leckage-Messgeräte in der Praxis häufig in drei Konfigurationen eingesetzt werden, die sich generisch wie folgt zusammenfassen lassen:

  • Asymmetrisches Differential, d.h. mit durch eine Kappe blockierter Referenzseite. Es handelt sich um eine Vereinfachung in der Installationsphase, so dass es einem absoluten System entspricht.

  • Mitten-Null-Differenz, ausgelegt für die Messung von zwei Teilen gleichzeitig.

  • Symmetrisches Differential, der echte symmetrische Komparator, bei dem die Referenzseite mit einem luftdichten Probenstück verbunden ist.

Wir analysieren nun die Vorteile der Verwendung von Referenzmusterteilen auf verschiedene Weise.

von diesen drei Gebrauchsanordnungen ist die symmetrische mit Musterstück die Methode, die die besten Antworten in Bezug auf Genauigkeit, Wiederholbarkeit und insbesondere die Unterdrückung von durch Temperatur und mechanische Beanspruchung erzeugten Geräuschen liefert.

Mikrovolumige Anwendungen

Bei Anwendungen im Mikrobereich, bei denen also die thermische Masse und die Dilatationselemente in der Praxis die Verbindungsrohre zum Prüfling sind, ermöglicht die Verwendung eines Referenzkreises, der der Messseite möglichst ähnlich ist, ein perfektes Gleichgewicht des Systems und die Korrektur der Ausdehnung der beiden Seiten des Kreises (Test und Referenz), da kleine Prüflinge im Allgemeinen starr sind. In diesen Fällen ist ein einfaches, identisches, auf der Referenzseite verschlossenes Rohr von gleicher Länge wie das an den Test angeschlossene mehr als ausreichend, um sowohl eine ausgezeichnete Wiederholbarkeit als auch eine drastische Reduzierung der Einschwingzeiten zu erreichen. Bei Metallteilen sorgt ein Blindverschluss als Kappe am Ende des Referenzrohres für eine Temperaturerfassungsfunktion, was die Anwendung weiter verbessert.

Hochvolumige Anwendungen

Das gilt nicht mehr für den zweiten Fall der Verwendung eines Differenzdruckmessgerätes, d.h. bei den häufigsten Anwendungen der Prüfung von Teilen, deren Volumen bereits größer ist als das Totvolumen der Anschlussleitungen. Um das ohnehin schon komplexe Szenario zu komplizieren, treten bei der Wiederholung von Prüfungen am gleichen Teil Probleme auf, die mit der mechanischen Beanspruchung der Teile und der endogenen Erzeugung von parasitären Temperaturen zusammenhängen.

Tatsächlich wird bei der praktischen Anwendung von Musterteilen und im Gegensatz zur gewünschten Messwertkompensation festgestellt, dass die Volumenvarianz durch die Ausdehnung der beiden zu testenden Teile wiederum Fehler in die Messung einbringt. Man bedenke, dass in einem System mit Differenzdruckabfall, das üblicherweise für die industrielle Produktion mit einer hohen Betriebsgeschwindigkeit vorgesehen ist, die mechanische Ausdehnung des zu prüfenden Teils nur auf den Messvorgang beschränkt ist, während sich die mechanische Belastung des Referenzprobenteils während der gesamten Betriebszeit des Geräts auf eine unbestimmte Anzahl von Malen akkumuliert, was zu allen Auswirkungen einer kontinuierlichen Drift des Verhaltens der beiden Teile bereits nach 15/30 Minuten Arbeit bei konstantem Regime führt.

In diesen Fällen ist nicht mehr die Ausdehnung der Röhren oder Schaltkreise im Inneren der Instrumente vorherrschend, wie bei Anwendungen auf Mikro-Volumen, sondern es sind die Stücke selbst, die den Wiederholbarkeitsfehler erzeugen.

Analog dazu kommt es durch die kontinuierliche Druckbeaufschlagung und Entleerung nur des Referenzprobenstücks zu einer zunehmenden thermischen Akkumulation, die endogene Phänomene auslöst, die die Kompensation der Messung weitgehend vereiteln und unerwünschte Driften erzeugen.
In der Praxis haben empirische Untersuchungen gezeigt, dass ein Metallteil mit einem Volumen von 300ccm, das einem Druck von 2bar relativ zu ihm ausgesetzt wird, mindestens 20 Minuten benötigt, um die Bedingungen der Elastizität und der Temperatur der Stille wiederherzustellen, d.h. um innerhalb einer Wiederholbarkeitsmarge von 10% im Vergleich zum ersten durchgeführten Test wieder zu erscheinen.

Aus diesem Grund wurde das Konzept der offensichtlichen Wiederholbarkeit im Laufe der Zeit bei der Verwendung von Differenzdruckabfallverlustmessgeräten eingeführt, d.h. das Phänomen der guten Wiederholbarkeit bei der Durchführung von wiederholten Messungen am gleichen Teil, der Messstabilität pro Gramm, die dann während des praktischen Einsatzes in der Produktion nicht aufrechterhalten wird.

Die Geburt der dualen Absolutsysteme

Um all diese Probleme der Drift und Spannung der Referenzstücke zu überwinden, wurden duale Absolutsysteme geboren. In einer ersten Version, bzw. während der Experimentierphasen, wurden diese Systeme als einfache Bausätze zur Erweiterung und Modifikation normaler Absolut- und Differentialgeräte vorgestellt. Über ein pneumatisches Dreiwegventil wurde dann ein Verfahren zur automatischen Probenahme, d.h. "selbstlernend" von DOCs eingeführt, mit Zeitfrequenzen, die schnell genug sind, um die Entwicklung der Umgebungstemperatur zu verfolgen, aber genug Zeit lassen, um auf der Referenzseite zu ruhen, um in den Zustand der Anfangselastizität zurückzukehren, d.h. den Zustand der realen Elastizität, der mit den zu testenden Produktionsstücken verglichen werden soll. Die gleichen Systeme werden sporadisch von verschiedenen Herstellern eingesetzt, um mit Hilfe von Probedüsen Umweltfaktoren (Tamb und Pamb) zu erfassen und Volumenstrommessungen bequem zu kompensieren.

Bei der Druckmessung hat sich im Laufe der Zeit herausgestellt, dass die Schaffung zweier symmetrischer Zweige der Absolutmessung, die voneinander unabhängig sind, aber von verschiedenen Softwaremodi gesteuert werden, dank einer erfolgreichen Kombination positiver Faktoren und alles in der gleichen Richtung der Produktverbesserung und Wirtschaftlichkeit zu einer beispiellosen Verbesserung aller Arten von Messungen geführt hat.
Wie Sie erahnen können, haben Sie neben der Verbesserung der symmetrischen Messung auch die Möglichkeit entdeckt, dank verschiedener Methoden des Testmanagements sowohl die zentrale Nullmessung als auch die asymmetrische Art deutlich zu verbessern.

Absolute Zerfallsmesser

Da immer als die meisten“arm” System, dank der Verbesserungen in der Akquisition und Transduktion bereits ausgesetzt, absolute Verfall Meter haben eine zunehmende Popularität erreicht, jetzt allgemein flankiert von beiden Differential-und Massenstrom.
Dieser Erfolg ist nicht nur auf die reale Qualität der Messung zurückzuführen, sondern auch auf eine enorme Einfachheit, Robustheit und Zuverlässigkeit der Wartung und Anwendung im Vergleich zu allen anderen Lecktestern im industriellen Bereich. Weit entfernt vom Grundkonzept der SPS, des Ventils und des Druckmessumformers, ist es uns im Laufe der Zeit durch die methodische Entwicklung von Hard- und Firmware gelungen, präzise und vielseitige Maschinen zu erhalten, mit einer unmittelbareren Annäherung an das Dichtheitsprüfverfahren.

Obwohl scheinbar weniger empfindlich auf kleinen Skalen als andere Systeme, die hohe Dynamik während der Phasen der Setzung und Messung der absoluten Rückgang und das Fehlen von Grenzen in hohen Drücken haben ihre Anwendung in Bereichen nicht empfohlen für Differential-Meter und Massenstrom geweiht. Zum Beispiel im biomedizinischen Bereich, wo neben der Zuverlässigkeit der Pneumatik und der Notwendigkeit der Sterilität und der Nicht-Kontamination der zu prüfenden Teile, die hohe Schwingung der elastischen Materialien, die als Beutel oder Transfusionssets verwendet werden, diese Systeme zum Nachteil anderer als Standard definiert haben.

Da wir über eine vollständige Palette an technologischen Lösungen und verschiedenen Messmethoden verfügen, die von Tracergasen bis zu Mikroströmungen, von Rückgewinnungssystemen bis zu Druckabfällen reichen, bietet der Ansatz mit der Anwendung immer die geeignetste Lösung, zunächst in Bezug auf Zweck und Anwendungsbereich, dann auf die Empfindlichkeit und schließlich auf die erforderliche Zykluszeit.

Vorteile von Absolutdruckmessgeräten

Bleibt die Tatsache, dass die Anwendung eines absoluten Zerfallssystems, wo möglich, immer den Charme von “install and forget&rdquo hat; während jede andere Dual-Sensor-Methode etwas mehr Aufmerksamkeit im Bereich der Metrologie erfordert, wegen der doppelten Messung. In der Tat ist regelmäßig eine sorgfältigere Überprüfung und Kontrolle der Drift erforderlich, sowie, wie in jedem Fall, eine doppelte Zertifizierung. Zum Beispiel ist es bei Massendurchflussmessgeräten (die jedoch die Fälle von Eingriffen in Kapillarsysteme reduziert und vereinfacht haben) immer notwendig, die Qualität der verwendeten Luft und den Zustand der Sauberkeit oder der Degradation des Messsensors zu überprüfen.
Insbesondere bei Differenzialabbausystemen sind Verschleiß und Schmutz in den Ausgleichsventilen aufgrund der zur Erhaltung der Lebensdauer des Messumformers notwendigen Entlüftung unvermeidlich, während die Pneumatik im Vergleich dazu viel empfindlicher und ausgefeilter ist als jedes andere System.

So sehr sich sowohl die Pneumatik als auch der Maschinenbau und die periodischen Überprüfungs- und Kalibrierverfahren aller Systeme im Laufe der Zeit dramatisch weiterentwickelt haben, so sehr ist schon auf den ersten Blick erkennbar, dass all diese Technologien im Vergleich zu Absolutdruckmessgeräten komplizierter sind.

Bei diesem Zählertyp wird nur ein Wandler von ausgezeichneter Qualität verwendet, der den gesamten Messbereich abdeckt. Er ist daher sehr robust, benötigt keine Zwangsabsaugung am Ende der Prüfung und widersteht Wasserschlägen, die durch nicht synchronisierte Entladungen von außerhalb des Gerätes verursacht werden, ist nicht besonders schmutzempfindlich und unempfindlich gegen die dielektrische Kapazität des verwendeten Gases und, in gewissen Grenzen, gegen dessen Feuchtigkeit.
Darüber hinaus werden für die einfache Pneumatik meist handelsübliche Komponenten verwendet, die öl- und silikonfrei sind und gegebenenfalls mit Zertifizierungen für Lebensmittel-, Verpackungs- und Pharma-Anwendungen geliefert werden. Die Pneumatik ist daher wartungsfreundlich und bei richtiger Auslegung eigensicher bzw. im Störungsfall immer defekt. All diese Eigenschaften sind in der Pneumatik für Differentialsysteme schwer zu erreichen, sowohl bei symmetrischem Schema als auch bei masterlosen Achsen und bei isobaren Hohlräumen. Aus diesem Grund erfordert dieser zweite Gerätetyp eine häufigere Wartung und genauere periodische Kontrollen.

In unseren T8960 Differentialen wurde beispielsweise die Möglichkeit untersucht, kommerzielle Ventile zu verwenden, um die Vorteile der Austauschbarkeit und Vielseitigkeit von Modellen für den absoluten Abklingvorgang zu nutzen, wobei die Funktionen der Entzerrung und des Schutzes des Wandlers nicht mehr den mechanischen Komponenten, sondern den Softwareverfahren und den Hochgeschwindigkeits-PWM-Signalen überlassen werden.

In der Praxis ist es schwierig zu definieren, welches System am praktischsten zu verwenden ist. Wie zum Beispiel zu verstehen, ob es besser ist, einen Diesel oder ein Benzin zu verwenden. Dass die Zukunft im Hybrid liegt?

The Dual Technology

Wie bereits erwähnt, entstehen die neuen dualen Systeme nicht aus der Annahme heraus, sich in eine mittlere Position zwischen den jetzt bekannten Zählern zu stellen, sondern sie zu flankieren und wo möglich zu verbessern.
Ausgehend von den heute bekannten Eigenschaften beider Typen zielen sie im Wesentlichen darauf ab, ihre Funktionen zu verschmelzen und die Messzyklen zu vereinfachen und zu bereichern. Einerseits die Zuverlässigkeit und Sicherheit absoluter Systeme, andererseits der “Verstärkereffekt des Verlustes” von differentiellen Zerfallssystemen.

Die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale

Obwohl es noch zu früh ist, Standards zu definieren, wie die meisten der Forschung und Entwicklung von Software in den verschiedenen Modi, können Sie immer noch eine kurze Beschreibung der Dualen Absolut-Systeme zu erstellen.

Das auffälligste Unterscheidungselement ist im Vergleich zur Verwendung eines symmetrischen Differentials mit Probenstück. In diesem Fall besteht die Strategie darin, das Referenzstück in jedem Fall während der Testphase sowie in einem Differential zu beproben, jedoch nur in solchen Zeitabständen, dass ein korrekter Vergleich mit dem zu testenden Stück möglich ist, ohne die elastischen und thermischen Eigenschaften des Referenzstücks zu verfälschen. Diese Proben wiederum werden gespeichert und im Vektor-Modus mit den laufenden Tests verglichen, wodurch praktisch ein virtueller Vergleich bis zu einer neuen Probenahme möglich ist.

Der Nachweis der Verbesserung ist dann noch stärker, wenn sie im symmetrischen Differenzmodus bei zentralem Nullpunkt verwendet wird, wo dies nun völlig aufgegeben wird die aktuellen differentiellen Systeme, die als unzuverlässig wegen der Unsicherheit der Messung im Falle von Verlust auf beiden Seiten. In diesem Modus kommt die Leistung des dualen Systems voll zum Ausdruck, so dass die Vorteile der symmetrischen Kompensation genutzt werden können, das System aber sicher ist. In der Praxis sieht der Messzyklus in dieser Betriebsart nur bei Abweichungen der Absolutwerte eine Verlängerung der Prüfzeit vor, indem ein geringer Differenzfaktor erfasst wird. Mit anderen Worten, auf diese Weise ist es möglich, sowohl von der hohen Immunität gegen Umgebungsrauschen durch mechanische Belastung und Temperaturdrift, die durch die echte symmetrische Kompensation erreicht wird, als auch von der zuverlässigen Einfachheit des absoluten Abklingens zu profitieren.

Im asymmetrischen Differenzmodus konzentriert sich die Software stattdessen auf die Fähigkeit, die Luft nur bei Bedarf abzuführen. Da der Aufnehmer nicht abgesichert werden muss, ist es nicht mehr notwendig, am Ende der Prüfung eine Abluftphase zu erzeugen, wie es bei Differenzmessgeräten erforderlich ist. Dies ermöglicht es, die beiden Messseiten so weit wie möglich unter Druck zu halten, sie zu beruhigen und die komplizierte isobare Mechanik, Koaxialrohre und andere Anti-Expansionsvorrichtungen zu vermeiden, die darauf abzielen, die Elastizitätsphänomene im Inneren der Instrumente zu reduzieren. In der Praxis findet die Entladephase, wenn möglich, zu Beginn der Prüfung statt, nicht mehr am Ende, und die Steuerung erfolgt durch Abfangen durch die Software, wenn der Bediener oder der Prüfstand das zu prüfende Teil entleeren will.

Zusammenfassend

Das sind zusammenfassend die offensichtlichsten Besonderheiten der hier beschriebenen neuen Technologie. Zusätzlich zu diesen Aspekten ist die Messzertifizierung immer und nur für ein relatives Maß vorgesehen und in der Praxis wird die ganze Einfachheit und Zuverlässigkeit eines Systems mit absoluter Abnahme respektiert.
In der Praxis, auch wenn man einige Dezimalstellen der Pascal-Auflösung verliert und mit Betriebsdrücken über 6 bar testen, erhält man eine unglaubliche Vereinfachung der bekanntesten Differenzsysteme.
Bei dieser Technologie dreht sich nicht mehr unbedingt etwas um den Differenzwandler, sondern die Hardware wird auf ein Minimum reduziert, während die Software ständig weiterentwickelt wird.

Wir fordern daher sowohl die Techniker der Industrie als auch die Gerätehersteller auf, sich für Tests und weitere Details an ForTest zu wenden und nicht zu zögern, diese vielversprechende neue Technologie zu testen.

 

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