Wie funktionieren elektronische Druckschalter?

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Nicolas Nitsche
SUCO Robert Scheuffele GmbH & Co. KG
aktualisiert am 13.07.2020 - 11:19:44
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Elektronischer_Druckschalter

Elektronische Druckschalter schließen oder öffnen einen Schaltkontakt sobald ein vorher bestimmter Druck erreicht wird. Elektronische Druckschalter werden häufig bei verfahrenstechnischen und industriellen Prozessen eingesetzt - meistens im Maschinenbau. Der elektronische Druckschalter vereint drei Geräte in sich, einen Drucksensor, eine Druck-Digitalanzeige sowie einen elektronischen Schalter.

Frage/Definition: Was ist/sind Elektronischer Druckschalter?


Aufbau

Funktionsweise Druckschalter



Ein elektronischer Druckschalter (kurz: EDS) baut auf einen elektronischen Drucksensor (piezoresistiv oder piezoelektrisch) auf, der einen anliegenden Mediendruck, z.B. ein Gas oder eine Flüssigkeit (in bar oder mbar) in ein elektrisches Signal (in V oder mA) umwandelt.

elektrischer Druckschalter von SUCO
Elektrischer Druckschalter von SUCO

In der Funktion eines elektronischen Schalters können im Gegensatz zu einem Drucktransmitter bzw. Druckmessregler nur zwei Zustände (Ein / Aus) angenommen werden. Sobald ein voreingestellter Druck erreicht wird, öffnet oder schließt ein Schaltkontakt im Druckschalter. Je nach Anwendung und gewünschtem Zustand verwendet man daher einen Öffner- (engl. NC für „normally closed“) oder einen Schließer-Kontakt (engl. NO für „normally open“).

Ausführungen

  1. Mit Display
  2. zusätzlich ein analoges Ausgangssignal
  3. nachgeschaltete Steuer- oder Regeleinheit

Werden alle drei Ausführungen in einem Gerät vereint, nennt man es 3-in-1-Gerät --> elektronischer Schalter, Drucksensor, Digitalanzeige.

Neben elektronischen Druckschalter gibt es auch mechanische Druckschalter.

Vorteile

  • digitale Anzeige
  • einstellbare Schaltpunkte
  • hohe Zuverlässigkeit
  • hohe Genauigkeit
  • kein Verschleiß
  • Langzeitstabilität
  • einfache Bedienung
  • hohe Anzahl an Schaltzyklen

Hersteller und Anbieter

Die Markt- und Wettbewerbslandschaft der elektronischen Druckschalter ist sehr durchdrungen und dicht besiedelt. Unter den Anbietern finden sich zahlreiche internationalen Groß- und Mischkonzernen aus den Bereichen Maschinenbau, Elektrotechnik und Automatisierung wie z.B. ABB Ltd., Eaton, Emerson Electric Co., Danfoss, Parker Hannifin Corp, Bosch Rexroth AG , Honeywell International Inc, Siemens AG oder Rockwell Automation.

Trafag AG (Schweiz)
Die Trafag AG bietet elektronische Druckschalter in verschiedenen Ausführungen an. Zum Beispiel mit einem oder zwei Schaltausgängen. Diese decken variable Druckbereiche von 0 bis 600 bar ab. Die verwendete "Dünnfilm-auf-Stahl" Sensortechnoloie bietet dabei eine Schaltpunkt-Genauigkeit von ± 0,3 bis 0,5 % bei 25°C und kann somit in einem breiten Umfeld gängiger Industrieanwendungen, wie z.B. Fahrzeug- und Motorenbau oder Maschinenbau, eingesetzt werden. Trafag bietet außerdem elektronische Druckschalter mit Anzeige an, die mittels NFC-Schnittstelle über ein Smartphone oder Tablett parametriert werden können.
SUCO (Deutschland)
SUCO bietet ein breites Produktspektrum elektronischer Druckschalter für nahezu alle Anwendungsbereiche an. Nach dem Baukastenprinzip kann aus einer Vielzahl von Dichtungswerkstoffen, Gewinden und elektrische Anschlüssen gewählt werden, um auch anspruchsvolle Sonderlösungen umsetzen zu können. Die Typen 0500 - 0511 der „Performance“-Serie basieren auf einem Keramiksensor in Dickschichttechnologie, der eine Schaltpunkt-Genauigkeit von ± 0,5 %  bei 25°C garantiert. Dadurch lassen sich Druckbereiche von 0 bis 250 bar bei doppelter Überdruckfestigkeit realisieren. Während die Hysterese in einem Bereich von 3 – 98 % voreingestellt werden kann, können die Schaltpunkte vom Anwender vor Ort eingestellt werden.
Die „High-Performance“ Baureihe für Druckbereichen bis 600 bar und einer 4-fachen Überdrucksicherheit wurde speziell für Anwendungen der Mobilhydraulik und Prozesstechnik entwickelt, in denen regelmäßige Druckspitzen auftreten. Die einzigartige „Silicon-on-Sapphire“ Sensortechnologie ermöglicht exakte Messungen bei einer Langzeitstabilität und Wiederholgenauigkeit von ±0,1 % (Full Scale) mit den unterschiedlichsten Medientemperaturen (-40°C bis +125°C).
BD Sensors (Deutschland)
Der Fokus von BD Sensors liegt auf der Entwicklung elektronischer Druckschalter mit Anzeige, die mit vielfältigen Software-Features erweitert werden. Neben der Speicherung und Ausgabe des Min/Max-Wertes am PC oder Display selbst sind Schaltpunkte und Hysterese frei konfigurierbar. Optional kann eine Schaltverzögerungszeit eingestellt werden.
WIKA (Deutschland)
WIKA hat sich auf die Herstellung von elektronischen Druckschalter mit digitaler Druckanzeige konzentriert. Alle Varianten werden optional zur Anbindung an ein Automatisierungssystem mit der I/O-Schnittstelle (IO-Link) angeboten. Die FDA-konforme Ausführung mit frontbündiger Membran wurde speziell für den Einsatz in der sterilen Verfahrenstechnik sowie der Nahrungsmittel- und Pharmaindustrie entwickelt.

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