Ratgeber
Ein Manometer dient als technisches Messgerät, um Druck nicht nur grob zu erfassen, sondern eine exakte Messung in Bar oder Pascal anzeigen zu können. Wie funktioniert das und welche Gerätearten gibt es im Detail? Das erfahren Sie in unserem Ratgeber.
Wozu dient ein Manometer? Es handelt sich um ein Instrument aus der Messtechnik, das auf ein System montiert wird. Welcher Druck in diesem System aktuell vorherrscht und wie sich dieser gegebenenfalls in Echtzeit verändert, wird bei der Druckmessung angegeben.
Von dieser Aufgabe leitet sich auch die Wortherkunft des Manometers ab. Was heißt Manometer? Der Begriff besteht aus den griechischen Worten manós und métron. Sie lassen sich mit dünn oder durchlässig und Maß oder Maßstab übersetzen.
Entsprechend ist ein Manometer ein Gerät, das den Druck eines leichten oder durchlässigen Mediums misst. Dabei handelt es sich entweder um ein Gas oder eine Flüssigkeit.
Die Messung erfolgt hierzulande in der Einheit Bar. Bar geht als Wort auf das griechische Wort barýs für „schwer“ zurück. International wird Bar allerdings nicht genutzt, dort ist Pascal (Pa) die gängige Einheit. Ein Bar entspricht 100 Kilopascal (kPa). Lange Zeit wurde Bar auch in Millibar (mbar) angegeben. Dabei entsprach 1 mbar 100 Pascal.
Wer hat das Manometer erfunden? Die noch heute wichtige Druckmessung geht bis ins 17. Jahrhundert zurück. Der deutsche Physiker und Ingenieur Otto von Guericke beschäftigte sich mit Atem- und Druckluft und erkannte ihre Stofflichkeit. Er erfand in 1649 die Luftpumpe und 1664 das Manometer.
Die Weiterentwicklung seines Druckmessgerätes zieht sich durch die folgenden Jahrhunderte. Ein weiterer Meilenstein: 1894 erhielt Bernhard Schäffer das Patent für sein Plattenfeder-Manometer.
Sie fragen sich zum Thema Manometer: Wie funktioniert es und wie ist es aufgebaut? Um das zu beantworten, müssen zuerst zwei Grundarten der Druckmessgeräte unterschieden werden.
Die Messgeräte können Druck mittelbar oder unmittelbar bestimmen. Bei der unmittelbaren Messung werden Luft oder eine Flüssigkeit genutzt, um Druck auf eine Fläche auszuüben. Die Druckkraft wird erfasst und über eine Anzeige ablesbar.
Reine Flüssigkeitsmanometer beispielsweise zeigen mit dem Verschieben ihrer Flüssigkeitssäule den veränderten Druck an.
Alternativ arbeiten die Druckmessgeräte mittelbar, indem sie einen physikalischen Umweg nutzen. Die Geräte haben ein elastisches Element wie beispielsweise eine Feder eingebaut. Diese verformt sich durch den Druck und zeigt auf einer Skala den erreichten Messbereich an.
Mit diesem Hintergrundwissen lässt sich der Aufbau der Manometer in folgende Unterformen aufgliedern:
Rohrfedermanometer
Sie sind häufig im Einsatz, weshalb oft die Frage fällt: Wie funktioniert ein Rohrfedermanometer?
Die Geräte besitzen im Inneren ein Röhrchen. Ein Anschlussstutzen ermöglicht die Verbindung mit dem System, dessen Druckveränderung erfasst werden soll. Dringt das Medium nun in das Röhrchen, wird eine eingebaute Rohrfeder gestreckt. Sie zeigt die Druckveränderung auf einer Skala an.
Rohrfeder-Manometer werden genutzt, wenn sich der Druck in einem geringen Messbereich verändert. Es gibt aufgrund des mechanischen Zusammenspiels zwischen Zeigerwerk und Feder einen Toleranzbereich, der bei gut eingestellten Manometern maximal 1,6 Prozent beträgt.
Plattenfedermanometer
Diese Manometer kommen bei flüssigen und gasförmigen Medien zum Einsatz. Eine dünne Membran aus Metall ist eingespannt und biegt sich bei steigendem Druck von einer Seite. Diese Biegung der gewellten Platte wirkt wiederum auf ein Zeigerwerk, das den Druck angibt.
Kapselfedermanometer
Das Kapselfedermanometer ist eine Weiterentwicklung des Plattenfedermanometers.
Hier sind zwei Plattenfedern in einer Kapsel miteinander verbunden. Der Druckraum wird beim Messen mit dem Medium gefüllt und die gesamte Kapsel dehnt sich aus. Oberhalb der Kapselfeder ist ein Zeigerwerk montiert, auf welches der Druck übertragen wird.
Glyzerinmanometer
Sie sind mit Glycerin gefüllt, da die Flüssigkeit wie ein Dämpfer wirkt.
So können etwa Vibrationen in Hydraulik-Anlagen das Messergebnis nicht verfälschen. Abseits von Glyzerin können auch Silikonöl oder Weißöl genutzt werden.
Differenzdruckmanometer
Sollen unterschiedliche Druckverhältnisse oder zwei Überdruckangaben erfasst werden, sind Differenzdruck-Manometer im Einsatz. Mehrere Messräume im Gerät sind dafür voneinander getrennt. Bei unterschiedlichen Drucken in den Kammern reagiert das Gerät.
Digitale Manometer
Sollen unterschiedliche Druckverhältnisse oder zwei Überdruckangaben erfasst werden, sind Differenzdruck-Manometer im Einsatz. Mehrere Messräume im Gerät sind dafür voneinander getrennt. Bei unterschiedlichen Drucken in den Kammern reagiert das Gerät.
Welcher Druck angegeben wird, hängt vom Einsatzbereich ab. Die meisten Druckmessgeräte sollen den Relativdruck erfassen. Das ist der Unterschied zwischen dem vom System ausgehenden und dem Umgebungsdruck.
Sie wollen wissen, welcher Druck gegenüber einem luftleeren Raum vorherrscht? Dann ist der Absolutdruck gefragt. Die Messung kann wichtig werden, wenn bereits kleinste Veränderungen ein System beeinflussen. Da der Luftdruck nicht permanent konstant ist, kann nur ein Vakuum als Nullpunkt herangezogen werden.
Praxistipp:
Um ein Manometer für viele Jahre nutzen zu können, sollten Sie den angegebenen Messbereich so selten wie möglich ausreizen.
Empfohlen wird, die Anzeige bis circa 80 Prozent zu belasten. Die meisten Hersteller bieten Geräte mit einem Betriebsdruck bis 0 bar, 4 bar und 6 bar an. Darüber hinaus gibt es Geräte mit 10, 16 und 25 bar. Benötigen Sie beispielsweise ein Gerät, das häufig bis 10 bar messen soll, kaufen Sie ein Manometer mit einem Betriebsdruck bis 16 bar.