Druckregler mit Leckagemessung

Behnke Präzisionsmesstechnik GmbH

Projektbeschreibung: Druckregler mit integrierter Leckagemessung und Volumenerkennung

Der Druckregler EPKdP wurde für das schnelle Anfahren von Druckstufen bei gleichzeitiger Leckagemessung des Prüfguts entworfen.

Aufgabenstellung:

In der Fertigung eines Drucksensorherstellers musste zur Endprüfung ein Gerät entwickelt werden, das nicht nur das Ausgangssignal des Sensors selbst sondern auch dessen Dichtheit überprüfen soll. Als Zeitvorgabe (Taktzeit) wurden 5 Sekunden für alle Teilprüfungen incl. Prüflingshandling definiert.

 

Gerätekonzept:

Um die Messaufgabe innerhalb der kurzen Zeitspanne erfüllen zu können, kam ein Kombigerät (EPKdP) - bestehend aus EPK (ElektroPeumatischesKalibriergerät) und PROdP (Leckageprüfgerät) mit der Erweiterung für besonders schnelles Druckanfahren - zum Einsatz.

Die Prüf-Druckstufen werden durch wechselweises schnelles Aufschalten vorbereiteter Volumina dargestellt. Während Druckaufschaltung und Abtrennung erfolgt dynamische Kennlinienüberprüfung und Leckagemessung des Prüflings, wobei durch Kompensation auch Volumenunterschiede durch Volumenerkennung berücksichtigt werden können.

Speisespannung und Ausgangssignal des Prüflings werden erzeugt, gemessen und dabei noch eine elektrische Überprüfung durchgeführt (NTC-Prüfung).

 

Leckagemessung:

Durch die Integration der Leckageprüfung (Meßsystem der Serie PROdP) ins Kalibriergerät (EPK) dauert die Dichtheitsprüfung inklusive der Ermittlung des Volumens der Prüflinge weniger als drei Sekunden. Es wird keine Beruhigungszeit benötigt. Durch die Volumenermittlung können unterschiedliche Prüflinge automatisch unterschieden oder das Fehlen von Teilen (z. B. Verschlussstopfen) bemerkt werden.

Die Dichtheitsprüfung wird sowohl im Überdruckbereich als auch im Unterdruckbereich durchgeführt und erlaubt bei Betrieb mit Luft das Messen einer Undichtheit im Bereich von weniger als 1 ml/min bis hin zu mehreren Hundert ml/min. Die Messergebnisse sind unabhängig vom Volumen des Prüflings. Fehler durch angeschlossene Prüflinge mit fehlender pneumatischer Verbindung sind dadurch ausgeschlossen.

Durch mehrfache Parallelprüfung konnte der Prüflingsdurchsatz auf fast 3.000 Prüflinge pro Stunde erweitert werden.

Die große Schnelligkeit der Messung erlaubt die unterschiedlichen Prüflinge besser zu beurteilen. PROEMTEC unterstützte mit eigenen Experten die Beurteilung und das Anlagentuning.

Besonderer Vorteil ist die einfache Kalibrierung des Meßsystems. Hierzu sind - von PROEMTEC lieferbare - Normlecks ausreichend. Die Kalibrierung erfolgt durch Einsetzen des Normlecks anstelle des Prüflings und die Aktivierung des Kalibriermodus.

 

Software:

Zum Betrieb kam eine von PROEMTEC erstellte Software mit Datenbankanbindung (Verwaltung der Prüflingsdaten) zur Anwendung. Aufgaben des Programms waren neben der Prüflingsverwaltung auch die Dokumentation und Auswertung (MSA) der Prüfergebnisse, die Vereinfachung der Kalibrierprozeduren und Möglichkeiten der Selbstdiagnose sowie die Anbindung an bestehende Anlagen-SPS.

Zur Erfüllung dieser Aufgaben kamen folgende Anwendungen, Techniken und Protokolle zum Einsatz:

  • SQL-Datenbank aus der die Prüflingsdefinitionen herausgelesen werden und in die durch Bedienereingriff Parameter für neue Prüflingstypen angelegt werden können
  • XML-Strukturen bei Erstellung der Prüfprotokolle
  • Netzwerkanbindung-/Betrieb ermöglichen die zentrale Datenverwaltung und die Ferndiagnose und teilweise Fernsteuerung des Prüfstands
  • RS232-SPS-Protokoll mit Fehlererkennung und erweiterter Fehlererkennungsfunktionalität
  • CAN, USB und TCP/IP Kommunikationsschnittstellen

Offenen Standards (OpenSource) und einer Erstellung mit © LabView wurde bei der Entwicklung der Vorzug gegeben. Vorteil ist die Wartbarkeit vieler Programmteile durch kundenseitige Experten (z. B. die digitale Kommunikation mit den Prüflingen).

Zusammenfassung: 

  • Prüfmedium sind gasförmige nicht aggressive und nicht brennbare Medien, hier trockene Luft, aber auch Stickstoff möglich
  • Messbereich (hier) 0..5 bar absolut, andere möglich
  • Messbereich Leckage: 0,5..20 Nml/min, andere möglich
  • Systemgenauigkeit: Druck ±0,02%v.E., Leckage typisch 5%v.E. im Temperaturbereich von 15..30°C
  • Betriebsbereich 0..50°C
     
  • Sehr kleine Messzeit
  • Volumencharakterisierung
  • Druckverlaufsanalyse

Für weitere Informationen sprechen Sie uns bitte an.

Das Foto zeigt die Frontseite eines Leckageprüfgeräts PROdP und dazugehörigen Messkopf und Prototyp einer Prüflingsadaption.