Im Bereich der Leckagemessung sind derzeit zwei Arten von Druckabfallinstrumenten bekannt und weit verbreitet: solche mit absolutem oder relativem Druckabfall und solche mit differenziellem Druckabfall 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 und isobare oder koaxiale Gehäuse wurden der Ausrüstung hinzugefügt, um ihre Wirksamkeit und Zuverlässigkeit zu verbessern.
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.
Historisch gesehen wurden Differenzialsysteme mit dem doppelten Ziel entwickelt, die Auflösung des Druckabfalls zu erhöhen und die thermische Entwicklung des zu messenden Teils zu kompensieren. Im Laufe der Zeit hat sich die Technologie in Bezug auf die Erfassung von Dehnungsmessstreifen und elektronischen Wandlern exponentiell verbessert und gleichzeitig die Qualität der Systeme mit absolutem Druckabfall erhöht.
Eine technologische Parallelität ist im Bereich der Gewichtsmessung möglich, wenn man die Schub- oder dynamometrischen Waagen mit den Standardgewichtswaagen vom Typ Stadera vergleicht. Auch wenn Vergleichswaagen in Bezug auf die Präzision unfehlbar erscheinen mögen, haben diese Systeme im Laufe der Zeit der Dehnungsmessstreifen-Brückenmessung Platz gemacht, die dank der Elektronik seit mehreren Jahrzehnten sowohl in Bezug auf die Präzision als auch auf die Benutzerfreundlichkeit jedes andere frühere mechanische System übertrifft, wobei Kosten, Wartung und mechanische Teile reduziert und die Effizienz und Zuverlässigkeit erhöht werden.
Wie bei einem gravimetrischen Dosiersystem spielt auch bei einem druckabfallenden Leckmesssystem der Faktor der Messlösung eine Schlüsselrolle für die Anwendungsqualität, vielleicht sogar noch mehr als die langfristige Gesamtgenauigkeitskennzahl.
Betrachtet man die technischen Daten, welche die verschiedenen Hersteller von Dichtheitsprüfgeräten im Internet angeben, so stellt man fest, dass der heute weit verbreitete Standard darin besteht, eine Auflösung von 0,1 Pa bis zu 16 bar für Differenzialsysteme zu gewährleisten, da sie bei absoluten Abklingmessgeräten auf 3 bar reduziert ist.
Das bedeutet, dass die beiden Messungen in Bezug auf die Auflösung von Δp/Δt gleich funktionieren, wenn man einen Messwertgeber, z. B. mit einer Skala von +/- 50 Millibar, in ein Differenzsystem einbaut und ihn mit dem direkten Druck eines absoluten Abklingmessers mit einer maximalen Skala von 3000 Millibar vergleicht. Würde man stattdessen einen 6-bar-Wandler in das absolute System einbauen, würde sich die Auflösung um das Doppelte verschlechtern, d. h. auf etwa 0,2 Pa pro Teilung verdoppeln.
In Anbetracht des begrenzten Vorteils bei der Erfassung wird deutlich, dass Differenzialsysteme angesichts der größeren mechanischen Komplexität vor allem bei der Kompensation der Messung in Bezug auf die Temperatur und die mechanische Beanspruchung des Werkstücks Vorteile bringen, und nicht so sehr bei der Genauigkeit des Druckabfalls.
Zu diesem Aspekt der Auflösung sind einige rein technische Überlegungen erforderlich.
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. Auch 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 Differenzdruckmessgeräts.
Darüber hinaus ist es bei Anwendungen über 6 bar nicht ratsam, eine Abklingschwelle nahe dem Ende der Auflösung des Messgeräts festzulegen. Im Gegenteil, es ist offensichtlich, dass der zu messende Abklingvorgang proportional zunimmt, je höher der Prüfdruck ist. In der Praxis wird bei Drücken über 8 bar dringend davon abgeraten, Δp unter 100 Pa einzustellen; bei dieser Art von Verfahren ändert eine Auflösung von 0,1 oder 0,2 Pa nichts, außer in der Werbung.
Die letzte Überlegung ist, dass diese Auflösungsdaten in der Regel bei Null gemessen werden, d. h. im Vergleich zu Primärendaten 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 Offset (oder Gleichtakt im Falle von Differentialdruck) ausgesetzt ist, unweigerlich einem mechanischen Rauschen und einer Belastung ausgesetzt ist, die in den Zertifizierungsbedingungen nicht berücksichtigt werden.
Es liegt auf der Hand, dass die Qualität des Differenzdruckmessumformers als "Herzstück" dieser Systeme die messtechnische Qualität der auf dem Markt befindlichen Geräte sowie die Zuverlässigkeit in Bezug auf die Robustheit gegenüber Druckspitzen und die Kompatibilität mit feuchter oder verunreinigter Luft oder den bei der Prüfung vorhandenen Prüfkörpern weitgehend bestimmt.
Auch wenn sich die Technologie der Transduktion und Digitalisierung von Kraft- und Drucksignalen im Laufe der Jahre durch die Eigenschaften der verschiedenen Messsysteme zumindest in Bezug auf die Auflösung erheblich angenähert haben, sind die Probleme bei der Kompensation thermischer und mechanischer Schwankungen gleich geblieben. In diesem Szenario spielen Differenzialsysteme nach wie vor eine große Rolle.
Bei der Analyse der Druckabfallmessungen mit symmetrischen Differenzen gibt es im Vergleich zu diesem Beispiel immer noch zwei entgegengesetzte Fälle, in denen absolute Dichtheitsprüfgeräte benachteiligt sind. Dies sind die Fälle von Prüfungen an Teilen mit sehr kleinem Volumen und sehr hoher Produktivität (Reifenventile, Armaturen, biomedizinische Komponenten usw.), bei denen die Zykluszeit der wichtigste Parameter ist und die Messgeschwindigkeit überwiegt, und die Fälle von Prüfungen mit großem Volumen, bei denen sich die Driften und die Temperaturelastizität zu deutlich auswirken, um nicht kompensiert zu werden.
In der Tat haben sich in beiden Fällen alternative Messsysteme als geeignetere Lösungen erwiesen als Differenzmessgeräte. Zum Beispiel, Systeme in der Rückgewinnung oder dem Abfangen in der Glocke für kleine Volumina und Masse-Durchfluss für große Stücke.
Die derzeitige Forschung befasst sich mit der Verbesserung der Anwendung von Differenzialsystemen. In dieser Vision konzentrieren wir uns auf den Ausgleich von Musterteilen. Auch deshalb, weil die Konzepte der absoluten, differentiellen und dualen Messung eigentlich transversal zu den verschiedenen Typen sind und in unterschiedlicher Weise auf die physikalischen Prinzipien der verwendeten Messwertaufnehmer anwendbar sind.
Im Hinblick auf die Messungen an Teilen mit kleinem Volumen und zur Begrenzung der Prüfzeiten (z. B. 1,2 s Gesamtzyklus von Anfang bis Ende, Prüfung von 1 cm³, Leckage = 10 cm³/h bei 2 bar) und obwohl die absolute Messung einen sehr hohen dynamischen Bereich aufweist und keine langen Stabilisierungszeiten wie bei den Differenzialsystemen erfordert, ist festzustellen, dass der mechanische Abgleich des Differenzialwandlers sogar noch unmittelbarer und schneller erfolgt als bei den dualen Systemen.
Das bedeutet, dass bei einer so kurzen Zeit (typischerweise 100/200 ms) der Abklingdauer Δp/Δt selbst kleine Signalphasenverschiebungen der beiden Membranen oder ihrer Resonanzen zu großen Gesamtmessfehlern führen. Solche Fehler sind eigentlich nicht vorhanden, wenn die Bandbreite auf den Signalflanken unter 100 Hz liegt, d. h. bei Zeiten von Δp/Δt größer als eine halbe Sekunde. In diesen Fällen "ultraschneller" Mikrovolumenanwendungen werden jedoch sicherlich traditionelle pneumatische Differentialschaltungen bevorzugt, wenn auch mit Mikroventilen, Wandlern und kleinen Schläuchen so weit wie möglich überarbeitet.
Während bei diesen besonderen Mikrovolumenbedingungen der Druckabfall im Falle eines Lecks immer sehr groß ist, vereinfacht die Verwendung von Wandlern mit geringem Totvolumen wie MEMS oder Halbleiterbrücken anstelle von kapazitiven Wandlern die Bruch- und Zuverlässigkeitsproblematik und gewährleistet eine sehr hohe dynamische Messskala, wenn auch mit einer geringeren Auflösung.
Dies ist der umgekehrte Fall zur Messung großer Volumenteile, bei der es notwendig ist, die Messungen so stabil und immun gegen alle Arten von Rauschen und Driften zu machen, selbst auf Kosten der Bandbreite. Hier sind die Auflösung und die 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 Umwandlungsbits, die AD-Bauteile bieten, sowie größere Filter und EMV-Immunitäten entwickelt zu haben.
Unabhängig von den Bedingungen für kleine Teile ist das physikalische und pneumatische Szenario bei der Messung von Teilen mit großen Volumina sehr unterschiedlich, d.h. in Fällen, in denen Empfindlichkeit erforderlich ist, bereits bei Größen von mehr als 250 cc. In diesem Zusammenhang haben alle Hersteller von Messgeräten, einschließlich ForTest, Systeme zur Unterstützung bei der Verwendung von Referenzmusterteilen entwickelt.
Ein großer Teil der Technologie basiert auf Software-Algorithmen, die eine Charakterisierung der als "gut" eingestuften Tests oder innerhalb eines Bandes von extremer Sicherheit ermöglichen, um auf eine "antitransiente" Weise einen dynamischen Offset nachzubilden und in der Lage zu sein, eine dynamische Offset-Kompensation bei der Messung (DOC) kontinuierlich anzupassen. Alle Systeme sind bereits als Auto-Zero-Algorithmen der gängigsten Wägesysteme weit verbreitet, die sich jedoch nur teilweise an die umfassenderen Probleme komplexer Dichtheitsprüfverfahren anpassen.
Der Hauptnachteil dieser Offset-Korrektursysteme besteht darin, dass sie nicht in der Lage sind, verschiedene Fehler aufzuteilen und einzeln zu korrigieren. So wirksam diese automatischen Kompensationen auch sind, sie können helfen, wenn sie in kleinen Prozentsätzen des Sollwerts eingesetzt werden, da sie nur dazu dienen, langsame/sehr langsame Fehlerschwankungen zu unterdrücken. Im Allgemeinen wird die Gesamtmessung jedoch durch verschiedene Störungsphänomene verfälscht, die auf das Zusammentreffen mehrerer, wie z. B. mechanische Bewegungen, Materialspannungen, Elastizität der Verbindungsstücke und nur zum Teil auf die Schwankungen der Umgebungstemperatur Faktoren zurückzuführen sind.
Andere weit verbreitete Systeme ermöglichen es, mit Hilfe von Temperatursonden die Entwicklung der Umgebungsfaktoren zu erfassen und eine Kompensation des Offsets in Pa/C° (DOCT) vorzunehmen. In diesem Modus wird nach einer Analyse der praktischen Tests in der Produktion, d.h. der Erfassung der Messungen im Excel-Format, die mit den gemessenen Temperaturen korreliert werden, ein Korrekturfaktor in die Messung eingeführt, um die Temperaturschwankungen auszugleichen. Obwohl diese Algorithmen in der Entwicklungsphase aufwändiger sind, haben sie den Vorteil, dass sie nur das thermische Phänomen kompensieren und somit eine übermäßige Häufung von zu korrigierenden Phänomenen verhindern.
In jedem Fall trägt eine Waage mit einem Probestück oder einem Referenzmolekül erheblich zur Stabilität und Wiederholbarkeit der Messung bei, und sei es nur, um die thermischen Umgebungsbedingungen zu erfassen.
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.
on diesen drei Verwendungsarten ist die symmetrische Methode mit Probenstück diejenige, welche die besten Ergebnisse in Bezug auf Genauigkeit, Wiederholbarkeit und insbesondere auf die Unempfindlichkeit gegenüber durch Temperatur und mechanische Beanspruchung erzeugtem Rauschen liefert.
Bei Anwendungen im Mikrobereich, bei denen die wichtigste thermische Masse und die ausdehnenden Elemente in der Praxis die Rohre sind, die an den Prüfling angeschlossen werden, ermöglicht die Verwendung eines Referenzkreislaufs, der der Messseite so ähnlich wie möglich ist, ein perfektes Gleichgewicht des Systems und korrigiert neben der Temperatur auch die Ausdehnung der beiden Seiten des Kreislaufs (Test und Referenz), da kleine Prüflinge im Allgemeinen starr sind. In diesen Fällen ist ein einfaches identisches Rohr, das auf der Referenzseite abgedichtet ist und die gleiche Länge wie das an der Testseite angeschlossene hat, mehr als ausreichend, um sowohl eine ausgezeichnete Wiederholbarkeit als auch eine drastische Verringerung der Absetzzeiten zu erreichen. Bei Metallteilen sorgt eine Blindverschraubung als Kappe am Ende des Referenzrohrs für eine Temperaturerfassungsfunktion, was die Anwendung weiter verbessert.
Dies gilt nicht mehr für den zweiten Fall der Verwendung eines Differenzialdruckmessgeräts, d. h. für die häufigsten Anwendungen, bei denen Teile geprüft werden, deren Volumen bereits größer ist als das Totvolumen der Anschlussleitungen. Um das an sich schon komplexe Szenario noch zu verkomplizieren, ergeben sich Probleme im Zusammenhang mit der mechanischen Beanspruchung der Teile und der endogenen Erzeugung von parasitären Temperaturen, wenn die Prüfungen an demselben Teil wiederholt werden.
Bei der praktischen Verwendung von Musterteilen und im Gegensatz zur gewünschten Messkompensation ist festzustellen, dass die Volumenabweichung aufgrund der Ausdehnung der beiden zu prüfenden Teile ihrerseits Fehler in die Messung einbringt. Man bedenke, dass in einem System mit Differenzdruckabfall, das üblicherweise für die industrielle Produktion mit einer hohen Betriebsrate vorgesehen ist, die mechanische Ausdehnung des zu prüfenden Teils nur auf den Messvorgang beschränkt ist, während sich die mechanische Belastung des Referenzmusterteils während der gesamten Betriebszeit des Geräts bis zu einer unbestimmten Anzahl von Malen akkumuliert, was zu allen Auswirkungen einer kontinuierlichen Drift im Verhalten der beiden Teile bereits nach 15/30 Minuten Arbeit bei konstantem Regime führt.
In diesen Fällen ist nicht mehr die Ausdehnung der Rohre oder Schaltkreise im Inneren des Geräts ausschlaggebend, wie bei Anwendungen auf Mikrovolumen, sondern es sind die Teile selbst, die den Wiederholbarkeitsfehler verursachen.
Analog dazu kommt es durch die ständige Druckbeaufschlagung und Entleerung nur des Referenzprobenstücks zu einer zunehmenden thermischen Akkumulation, die endogene Phänomene auslöst, welche die Kompensation der Messung weitgehend vereiteln und unerwünschte Drifts erzeugen.
In der Praxis haben empirische Erhebungen gezeigt, dass ein Metallteil mit einem Volumen von 300 cm³, das einem Druck von 2 bar ausgesetzt ist, mindestens 20 Minuten benötigt, um die Bedingungen der Elastizität und der Temperatur des Stillstands wiederherzustellen, d. h. um eine Wiederholgenauigkeit von 10 % im Vergleich zum ersten durchgeführten Test zu erreichen.
Aus diesem Grund wurde im Laufe der Zeit das Konzept der scheinbaren Wiederholbarkeit bei der Verwendung von Differenzdruckabfallmessgeräten eingeführt, d. h. das Phänomen der guten Wiederholbarkeit bei der Durchführung wiederholter Messungen an demselben Teil, die Messstabilität pro Gramm, die dann bei der praktischen Verwendung in der Produktion nicht.
Um all diese Probleme der Drift und der Beanspruchung der Referenzstücke zu überwinden, wurden duale Absolutsysteme entwickelt. In einer ersten Version, oder besser gesagt während der Versuchsphasen, wurden diese Systeme als einfache Bausätze für die Erweiterung und Änderung normaler absoluter und differentieller Geräte vorgestellt. Über ein pneumatisches Dreiwegeventil wurde dann ein Probenahmeverfahren eingeführt, d.h. ein automatisches "Selbstlernen" der DOCs, mit Zeitfrequenzen, die schnell genug sind, um der Entwicklung der Umgebungstemperatur zu folgen, aber genug Zeit lassen, um auf der Referenzseite zu ruhen, um zum anfänglichen Elastizitätszustand zurückzukehren, d.h. dem realen Elastizitätszustand, der mit den zu prüfenden Produktionsstücken verglichen werden soll. Dieselben Systeme werden sporadisch von verschiedenen Herstellern für die Messung von Umweltfaktoren (Tamb und Pamb) mit Hilfe von Probendüsen und zur bequemen Kompensation von Volumenstrommessungen verwendet.
Bei der Druckmessung hat sich im Laufe der Zeit herausgestellt, dass die Schaffung zweier symmetrischen Zweige der der Absolutmessung, die voneinander unabhängig sind, aber von verschiedenen Softwaremodi gesteuert werden, dank einer erfolgreichen Kombination positiver Faktoren, die alle in die gleiche Richtung der Produktverbesserung und Wirtschaftlichkeit gehen, zu einer beispiellosen Verbesserung aller Messarten 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.
Nachdem sie immer als das "schlechteste" System betrachtet wurden, haben die absoluten Abklingmessgeräte dank der bereits erwähnten Verbesserungen bei der Erfassung und Umwandlung eine zunehmende Beliebtheit erreicht und werden nun häufig von Differenzial- und Massendurchflussmessgeräten flankiert.
Dieser Erfolg ist nicht nur auf die tatsächliche Qualität der Messung zurückzuführen, sondern auch auf die enorme Einfachheit, Robustheit und Zuverlässigkeit der Wartung und des Gebrauchs im Vergleich zu allen anderen Dichtheitsprüfgeräten im industriellen Bereich. Ausgehend vom Grundkonzept von SPS, Ventil und Druckwandler haben wir durch die methodische Entwicklung von Hardware und Firmware im Laufe der Zeit präzise und vielseitige Geräte mit einem direkteren Ansatz für das Dichtheitsprüfverfahren erhalten.
Man muss sich immer den Einsatzbereich dieser Geräte vor Augen halten (der im Allgemeinen nicht das ideale Labor unter sterilen Bedingungen ist), in dem selbst einfache Dinge oft mit enormer Leichtigkeit kompliziert werden.
Obwohl sie in kleinen Maßstäben scheinbar weniger empfindlich sind als andere Systeme, haben die hohe Dynamik in den Phasen der Abrechnung und der Messung des absoluten Rückgangs sowie das Fehlen von Grenzwerten bei hohen Drücken ihre Anwendung in Bereichen geweiht, die für Differenzdruckmesser und Massenfluss nicht empfohlen werden. Zum Beispiel im biomedizinischen Bereich, wo neben der Zuverlässigkeit der Pneumatik und der Notwendigkeit der Sterilität und Nicht-Kontamination der zu prüfenden Teile die hohe Schwingung der elastischen Materialien, die als Beutel oder Transfusionssets verwendet werden, diese Systeme als Standard definiert haben, zum Nachteil anderer.
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 im Hinblick auf Zweck und Anwendungsbereich, dann auf die Empfindlichkeit und schließlich auf die erforderliche Zykluszeit.
Bleit die Tatsache, dass die Anwendung eines absoluten Zerfallsystems, wenn möglich, immer den Charme von "installieren und vergessen" hat, während jede andere Doppelsensormethode wegen der doppelten Messung etwas mehr Aufmerksamkeit im Bereich der Metrologie erfordert. In regelmäßigen Abständen ist nämlich eine sorgfältigere Überprüfung und Kontrolle der Drift erforderlich, sowie, wie in jedem Fall, eine doppelte Zertifizierung. Bei Massedurchflussmessern (die jedoch die Fälle von Eingriffen im Zusammenhang mit Kapillarsystemen reduziert und vereinfacht haben) ist es beispielsweise immer notwendig, die Qualität der verwendeten Luft und den Zustand der Sauberkeit oder der Verschlechterung des Messfühlers zu überprüfen.
Insbesondere bei Differentialabklingsystemen sind Verschleiß und Verschmutzung der Ausgleichsventile aufgrund der Absaugung, die zur Erhaltung der Lebensdauer des Messwandlers erforderlich ist, unvermeidlich, während die Pneumatik im Vergleich dazu viel empfindlicher und anspruchsvoller ist als jedes andere System.
So sehr sich sowohl die Pneumatik als auch die Mechanik und die regelmäßigen Überprüfungs- und Kalibrierungsverfahren aller Systeme im Laufe der Zeit weiterentwickelt haben, so sehr ist doch schon auf den ersten Blick zu erkennen, dass alle diese Technologien im Vergleich zu den Absolutdruckmessgeräten komplizierter sind.
Bei dieser Art von Messgeräten wird nur ein Wandler von hervorragender Qualität verwendet, der den gesamten Messbereich abdeckt. Er ist daher sehr robust, muss am Ende der Prüfung nicht zwangsweise entlüftet werden und kann Wasserschlägen standhalten, die durch nicht synchronisierte Entladungen von außerhalb des Geräts verursacht werden, ist nicht besonders schmutzempfindlich und unempfindlich gegenüber der dielektrischen Kapazität des verwendeten Gases und, innerhalb bestimmter Grenzen, gegenüber dessen Feuchtigkeit.
Darüber hinaus werden für die einfache Pneumatik überwiegend handelsübliche Komponenten verwendet, die öl- und silikonfrei sind und gegebenenfalls über Zulassungen für Lebensmittel, Verpackungen und pharmazeutische Anwendungen verfügen. Die Pneumatik ist daher leicht zu warten und, wenn sie richtig konzipiert ist, eigensicher bzw. im Falle einer Störung stets einsatzbereit. All diese Eigenschaften sind bei Pneumatiksystemen für Differenzialsysteme schwer zu erreichen, sowohl bei symmetrischem Schema als auch bei Master ohne Achse und bei isobaren Hohlräumen. Aus diesem Grund erfordert dieser zweite Gerätetyp eine häufigere Wartung und genauere periodische Kontrollen.
Bei unseren T8960-Differentialen wurde beispielsweise die Möglichkeit der Verwendung handelsüblicher Ventile untersucht, um die Vorteile der Austauschbarkeit und Vielseitigkeit der absoluten Abklingmodelle zu nutzen und die Funktionen des Ausgleichs und des Schutzes des Wandlers nicht mehr den mechanischen Komponenten, sondern den Softwareverfahren und den Hochgeschwindigkeits-PWM-Signalen zu überlassen.
In der Praxis ist es schwierig zu bestimmen, welches System am sinnvollsten zu verwenden ist. Wie soll man zum Beispiel verstehen, ob es besser ist, einen Diesel oder einen Benziner zu verwenden. Oder, dass die Zukunft im Hybrid liegt?
Wie bereits erwähnt, gehen die neuen dualen Systeme nicht von der Annahme aus, dass sie sich in der Mitte zwischen den heute bekannten Messgeräten positionieren, sondern sie flankieren und verbessern, wo es möglich ist.
Sie stützen sich auf die Eigenschaften der beiden heute bekannten Typen und zielen im Wesentlichen darauf ab, ihre Funktionen zu verschmelzen und die Messzyklen zu vereinfachen und zu bereichern. Auf der einen Seite die Zuverlässigkeit und Sicherheit der absoluten Systeme, auf der anderen Seite der "Verstärkereffekt des Abklingens" der differentiellen Abklingsysteme.
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 erstellen.
Das offensichtlichste Unterscheidungsmerkmal liegt in der Verwendung eines symmetrischen Differentials mit Probenstück. In diesem Fall besteht die Strategie darin, das Referenzstück in jedem Fall während der Testphase abzutasten, ebenso wie bei einem Differential, aber nur in solchen Zeitabständen, dass ein korrekter Vergleich mit dem zu prüfenden Stück möglich ist, ohne dass die elastischen und thermischen Eigenschaften des Referenzstücks verfälscht werden. Diese Proben werden wiederum gespeichert und im Vektorverfahren mit den laufenden Prüfungen verglichen, so dass bis zu einer neuen Probenahme ein virtueller Vergleich möglich ist.
Der Nachweis der Verbesserung ist dann noch stärker, wenn sie im symmetrischen Differentialmodus bei zentralem Nullpunkt verwendet wird, wo dies nun vollständig die aktuellen Differentialsysteme aufgegeben, als unzuverlässig aufgrund der Unsicherheit der Messung im Falle von Verlusten auf beiden Seiten betrachtet wird. In dieser Betriebsart kommt die Leistung des Doppelsystems voll zum Ausdruck, so dass die Vorteile der symmetrischen Kompensation genutzt werden können, das System jedoch sicher ist. In der Praxis sieht der Messzyklus in diesem Modus eine Verlängerung der Prüfzeit nur im Falle von Abweichungen der absoluten Werte vor, indem ein niedriger Differenzfaktor festgestellt wird. Mit anderen Worten, auf diese Weise ist es möglich, sowohl von der hohen Unempfindlichkeit der echten symmetrischen Waage gegenüber Umgebungsgeräuschen durch mechanische Beanspruchung und Temperaturdrift als auch von der zuverlässigen Einfachheit des absoluten Abfalls zu profitieren.
Im asymmetrischen Differentialmodus konzentriert sich die Software stattdessen auf die Fähigkeit, die Luft nur bei Bedarf abzulassen. Da der Messwertaufnehmer nicht abgesichert werden muss, ist es nicht mehr notwendig, am Ende der Prüfung eine Abluftphase zu erzeugen, wie dies 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, die Koaxialrohre und andere Anti-Ausdehnungsvorrichtungen zu vermeiden, die darauf abzielen, die Elastizitätsphänomene im Inneren der Instrumente zu reduzieren. In der Praxis findet die Entlastungsphase, wenn möglich, zu Beginn der Prüfung statt und nicht mehr am Ende, und die Steuerung erfolgt, indem die Software abfängt, wenn der Bediener oder der Prüfstand im Begriff ist, das zu prüfende Teil zu entleeren.
Das sind zusammenfassend die offensichtlichsten Besonderheiten der hier beschriebenen neuen Technologie. Zusätzlich zu diesen Aspekten ist die Messzertifizierung immer und nur inhärent zu einer relativen Maßnahme, und in der Praxis ist die ganze Einfachheit und Zuverlässigkeit der in einem System mit absoluten Rückgang respektiert.
Auch wenn Sie in der Praxis einige Dezimalstellen der Pascal-Auflösung verlieren und mit Betriebsdrücken über 6 bar testen, erhalten Sie eine unglaubliche Vereinfachung der bekanntesten Differenzsysteme.
Bei dieser Technologie dreht sich nicht mehr zwangsläufig alles um den Differenzwandler, sondern die Hardware wird auf ein Minimum reduziert, während sich die Software ständig weiterentwickelt.
Wir empfehlen daher sowohl den Technikern in der Industrie als auch den Geräteherstellern, sich für Tests und weitere Einzelheiten an ForTest zu wenden und nicht zu zögern, diese vielversprechende neue Technologie zu testen.
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