Was ist eine Rohrfeder?
Rohrfedern sind im Allgemeinen Rohre, die an einem Ende verschlossen und so bearbeitet sind, dass sie einen flachen Querschnitt aufweisen. Sie wird häufig als Bestandteil von Rohrfeder-Manometern verwendet, aber ähnliche Prinzipien werden auch in Barometern, Differenzdrucksystemen, Thermometern und anderen Messgeräten eingesetzt.
Je nach Anwendung muss sich die Form der Rohrfeder entsprechend den Druck- und Temperaturschwankungen ändern, und je größer die Bewegung, desto höher die Genauigkeit. Daher werden neben den normalerweise verwendeten C-förmig gebogenen Rohrfedern auch spiralförmige und schraubenförmige Rohrfedern verwendet.
Rohrfedern werden aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt, wobei hochelastische Legierungen wie Messing, Aluminiummessing, Edelstahl und Phosphorbronze am häufigsten verwendet werden. Berylliumkupfer und Nickelspan werden insbesondere für hochpräzise Druckmessungen verwendet.
Anwendungen von Rohrfedern
Rohrfedern werden hauptsächlich als Bestandteil von Druckmessgeräten verwendet, und Druckmessgeräte mit Rohrfedern werden als Rohrfeder-Manometer bezeichnet. Diese Druckmessgeräte sind nicht nur sehr einfach aufgebaut und leicht zu handhaben, sondern benötigen auch keine externe Energie, wie z. B. Strom, und können einen großen Druckbereich von Vakuum bis etwa 200 bar messen.
Rohrfederthermometer, die nach dem gleichen Prinzip wie Rohrfeder-Manometer arbeiten, sind ebenfalls in der Industrie weit verbreitet. Da die Temperaturmessung über die Ausdehnung und Kontraktion der in der Rohrfeder eingeschlossenen Flüssigkeit oder des Gases erfolgt, hat sie folgende Vorteile: Der Abstand zwischen dem anzeigenden Teil und dem temperaturempfindlichen Teil kann gering gehalten werden, die Messung ist bis zu hohen Temperaturen möglich, der Aufbau ist einfach und störungsfrei, und es ist keine externe Energieversorgung erforderlich.
Funktionsweise der Rohrfeder
Bei der Verwendung einer Rohrfeder als Druckmessgerät wird eine gebogene Rohrfeder mit der Messstelle verbunden, die sich bei steigendem Druck ausdehnt und bei sinkendem Druck krümmt, so dass die Krümmungsänderung der Rohrfeder als Druck gemessen wird. Bei der Verwendung als Thermometer wird eine Flüssigkeit, z. B. Alkohol, in das Rohr eingeschlossen, und wenn die Temperatur steigt, dehnt sich die Rohrfeder aus, wodurch sich die Flüssigkeitsoberfläche bewegt, und diese Bewegung wird als Temperatur erfasst. Durch Änderung der Bedingungen, wie z. B. des Materials und der Dicke der Rohrfeder, je nach erforderlicher Genauigkeit und Messbereich, kann ein breites Spektrum an Messbedingungen erfüllt werden.
Die normale Konstruktion von Rohrfeder-Manometern erschwert jedoch den Einsatz bei korrosiven Medien, da das druckaufnehmende Medium mit der Rohrfeder in Berührung kommt und sich die Amplitude unter Vibrationsbedingungen oder bei Druckamplitude während der Messung vergrößert, was zu Genauigkeitsproblemen führt. Um diese Probleme zu lösen, werden auch Plattenfeder-Manometer mit einer Membran zwischen Rohrfeder und Druckaufnahmemedium und mit Glyzerin gefüllte Manometer mit Glyzerin im Inneren des Manometers zur Unterdrückung der Auswirkungen auf die Rohrfeder unter Vibrations- und Pulsationsbedingungen verwendet.