Relativdruck, Absolutdruck, Überdruck, Unterdruck - Was ist das ?

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In der Physik werden verschiedene Ausdrücke für die physikalische Größe "Druck" verwendet. Diese sollen hier zum besseren Verständnis etwas Erklärt werden sollen:

Der relativ zum Atmosphärendruck bzw. Luftdruck gemessene Druck, wird als Überdruck bezeichnet. Innerhalb eines Raumes entsteht beispielsweise Überdruck, wenn zum gleichen Zeitpunkt ein größerer Volumenstrom in den Raum eindringt als austritt. Ist der Druck innerhalb eines bestimmten Volumens, zum Beispiel einem Gefäß, kleiner als der Umgebungsdruck außerhalb des Gefäßes, liegt eine negative Druckdifferenz vor. Diese wird auch als Unterdruck bezeichnet.

Absolut-Druck

Beim Absolutdruck wird die Differenz zum idealen Vakuum gemessen. Daher haben äußere Eindrücke wie zum Beispiel das Wetter oder die Höhe über dem Meeresspiegel keinen Einfluss auf das Messergebnis. Der Druck wird immer auf den absoluten Nullpunkt – das absolute Vakuum – bezogen. Eine bekannte Absolut-Druck-Angabe ist der Umgebungsdruck. Dieser ist mit 101325 Pa weltweit standardisiert. Alle physikalischen Formeln zum Thema Druck arbeiten normalerweise mit Absolut-Druck-Angaben. Das gilt auch für die auf diesen Seiten vorgestellten Formeln. Wo eine Unterscheidung notwendig ist, wird dies mit den Kennzeichnungen "(rel)" für Relativdruck und "(abs)" für Absolutdruck getan.

Relativ-Druck

Bei der Relativdruckmessung wird stets die Differenz zum gerade herrschenden Umgebungsdruck gemessen. Dieser wird jedoch vom jeweiligen Abstand zum Meeresspiegel und durch Wetterveränderungen beeinflusst und ändert sich stetig. Die relative Druckangabe bezieht sich also immer auf den aktuellen Umgebungsdruck und ist von ihm abhängig. Relativ zu diesem sprechen wir von Überdruck, wenn der Druck größer als der Umgebungsdruck ist bzw. von Unterdruck (oder Vakuum), wenn der Druck kleiner als der Umgebungsdruck ist. Diese Unterscheidung wird auch durch ein vorangestelltes Vorzeichen deutlich gemacht (z.B. -50 kPa = Unterdruck).

In den Systemen von APT werden beide Arten abgebildet. So werden die Prüfdrücke immer als Relativdrücke angegeben. Die zugehörenden Druckregler stellen automatisch bezogen auf den aktuellen Umgebungsdruck den geforderten Prüfdruck als Druckdifferenz ein. Auch die zugehörende Druckanzeige wird dann immer auf den Umgebungsdruck bezogen.

Bei einigen Geräten (besonders bei Kombigeräten für Über- und Unterdruck) wird der Prüfdruck jedoch mit Absolutdruck-Sensoren gemessen. Hierbei wird also der Druck bezogen auf das absolute Vakuum angezeigt.

Ein bekanntes Absolutdruck-Mess-System ist das Barometer. Es misst den aktuell herrschenden Umgebungsdruck gegenüber dem absoluten Nullpunkt (Vakuum).

Beim Umgebungsdruck ist noch zu beachten, dass sich dieser wegen der Wetterlagen oder auch der landschaftlichen Gegebenheiten (Berge, Täler) gegenüber der Standardangabe verändern kann. Die wetterbedingten Schwankungen können nur mittels aktueller Messungen gegengerechnet werden. Bei Höhenunterschieden kann die "Barometrische Höhenformel" zur Unterstützung herangezogen werden.

Drucksensoren für unterschiedliche Anwendungsgebiete

Um die unterschiedlichen Druckarten korrekt zu ermitteln, werden verschiedene Drucksensoren eingesetzt. Sie messen den aktuellen Druck im Vergleich zum Referenzwert und werden in Absolut-, Relativ- und Differenzdrucksensoren unterteilt. Mit Absolutdrucksensoren lässt dich der Druck im Vergleich zu einem im Sensorelement eingeschlossenen Vakuum messen. Dieses Prinzip findet vor allem bei meteorologischen Luftdruckmessungen in Höhenmessern oder Barometern Verwendung. Typisches Beispiel für die Relativdruckmessung ist die Kontrolle des Reifendrucks bei Autos oder Lkws. Der Überdruck im Reifen im Verhältnis zum Umgebungsdruck beeinflusst das Fahrverhalten des Reifens. Relativdrucksensoren besitzen häufig nur einen Druckanschluss. Um den Umgebungsdruck zu kompensieren, wird dieser meist durch ein Belüftungsloch zur Rückseite der Sensormembran geführt. Im Gegensatz dazu verfügen Differenzdrucksensoren über zwei separate Druckanschlüsse. Diese Sensoren kommen zum Beispiel im Rahmen der Filterüberwachung zum Einsatz. Wenn sich der Filter nach und nach zusetzt, erhöht sich der Strömungswiderstand und gleichzeitig der Druckabfall. Die Sensoren messen die Differenz vor und nach dem Filtern und geben Warnsignale bei kritischen Werten.

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