P2P-Technologie für robuste Drucksensoren in anspruchsvollen Anwendungen

Wasserstoffsysteme, explosionsgefährdete Bereiche, extreme Druckbereiche und vernetzte Automatisierung stellen sehr unterschiedliche Anforderungen an industrielle Drucksensoren. Der entscheidende Maßstab bleibt jedoch derselbe: stabile Messsignale und hohe mechanische Robustheit unter realen Einsatzbedingungen.

Die patentierte P2P-Technologie für Drucksensoren von PRIGNITZ Mikrosystemtechnik bildet eine skalierbare Messplattform für Anwendungen, in denen Vibrationen, Stoßbelastungen, aggressive Medien oder einbaubedingte mechanische Kräfte die Messstabilität beeinflussen können

Warum die Architektur von Drucksensoren unter realen Bedingungen entscheidend ist

Industrielle Drucksensoren werden längst nicht mehr ausschließlich anhand der Messwerte beurteilt, die sie unter kontrollierten Laborbedingungen liefern. Für Ingenieure ist ebenso entscheidend, wie stabil die eingesetzte Messarchitektur unter Vibrationen, Stößen, wechselnden Druckzyklen, aggressiven Medien und mechanischen Belastungen während der Montage arbeitet.

In mobilen Arbeitsmaschinen, Prozessanlagen und OEM-Serienanwendungen wird die mechanische und elektrische Konstruktion des Drucksensors deshalb ebenso wichtig wie der nominelle Messbereich oder die angegebene Genauigkeit.

Ein Sensor kann im Labor präzise arbeiten, im tatsächlichen Betrieb jedoch durch Einbaudrehmomente, mechanische Spannungen oder wiederkehrende Lastwechsel beeinflusst werden. Eine geeignete Sensorarchitektur muss diese Störeinflüsse bereits auf der Ebene des Messprinzips reduzieren.

Wie die patentierte P2P-Technologie äußere mechanische Kräfte kompensiert

PRIGNITZ Mikrosystemtechnik begegnet diesen Anforderungen mit der patentierten P2P-Technologie. Das piezoresistive Messprinzip nutzt zwei miteinander verschaltete Vollbrücken. Durch ihre besondere Anordnung werden unerwünschte äußere Krafteinflüsse auf das Sensorsignal weitgehend kompensiert. Dazu gehören insbesondere Drehmomente und mechanische Spannungen, die beim Einbau des Drucksensors entstehen können.

Je nach Sensorausführung basiert die P2P-Technologie auf einem monolithischen Messkörper aus Edelstahl ohne interne Schweißnähte und interne Dichtungen. Bei wasserstoffspezifischen Varianten besteht das medienberührte Sensorelement aus massivem Edelstahl 316L.

Für andere industrielle Anwendungen können auch Werkstoffe wie 17-4PH oder Hastelloy eingesetzt werden. Dadurch entsteht keine auf einen einzigen Anwendungsfall begrenzte Sensorkonstruktion, sondern eine skalierbare Plattform für unterschiedliche Druckbereiche, Medien und Systemanforderungen.

Skalierbare Plattform für die Wasserstoffdruckmessung

Die Skalierbarkeit der Sensorarchitektur ist insbesondere bei der Wasserstoffdruckmessung relevant. Drucksensoren müssen präzise Messwerte liefern und gleichzeitig gegenüber Vibrationen, mechanischen Belastungen, Druckzyklen und den besonderen Eigenschaften des Mediums beständig bleiben.

PRIGNITZ Mikrosystemtechnik bietet Drucksensoren für Wasserstoff auf Basis der P2P-Technologie an. Standardisierte und zertifizierte Varianten decken Druckbereiche von 4 bis 1.000 bar ab. Ausgewählte konfigurierbare Modelle sind für Messbereiche von minus 1 bis 1.000 bar verfügbar.

Das Portfolio umfasst Standardausführungen, konfigurierbare Drucksensoren sowie zertifizierte Varianten für sicherheitskritische Systeme und explosionsgefährdete Bereiche. Sie können unter anderem in der Wasserstoffproduktion, Speicherung, Beförderung und Betankung eingesetzt werden.

Drucksensoren für explosionsgefährdete Bereiche

In explosionsgefährdeten Bereichen ist eine geeignete Zertifizierung zwingend erforderlich. Eine Zulassung allein gewährleistet jedoch noch keine stabile Druckmessung unter tatsächlichen mechanischen und thermischen Belastungen.

Die P2P-Technologie berücksichtigt diese Anforderungen bereits auf Konstruktionsebene. Die Kompensation äußerer Kräfte, der medienbeständige Aufbau und das reproduzierbare Sensorverhalten unterstützen eine zuverlässige Drucküberwachung als Bestandteil der Anlagensicherheit.

Abhängig vom Modell sind Drucksensoren für explosionsgefährdete Bereiche als eigensichere Ausführung Ex i, als nicht funkende Ausführung Ex nA oder mit druckfester Kapselung Ex d verfügbar.

Das Portfolio umfasst unter anderem ATEX- und CSA-zertifizierte Varianten für hohe Drücke und aggressive Medien wie Wasserstoff.

Digitale Drucksensoren für die vernetzte Automatisierung

Moderne Drucksensoren müssen sich nicht nur in hydraulische und prozesstechnische Systeme integrieren lassen. Sie müssen auch Daten für vernetzte Maschinen, Steuerungen und übergeordnete Automatisierungssysteme bereitstellen.

PRIGNITZ Mikrosystemtechnik bietet Drucksensoren mit digitalem Ausgang mit unterschiedlichen Schnittstellen an. Abhängig von der Produktfamilie stehen unter anderem folgende Varianten zur Verfügung:

• IO-Link 1.1
• I2C
• PWM
• CANopen 2.0A
• CAN J1939
• RS485 Modbus RTU

Damit können bewährte Messprinzipien auch in Anwendungen mit anspruchsvollen Medien und hohen mechanischen Belastungen eingesetzt und gleichzeitig in digitale Maschinen- und Systemarchitekturen eingebunden werden.

PMP-S221: P2P-Technologie für Druckbereiche bis 5.000 bar

Hochdruckanwendungen zeigen, wie weit die P2P-Plattform skaliert werden kann. Der PMP-S221 überträgt das Messprinzip auf einen kompakten OEM-Druckmessumformer für hohe Druck- und Überdruckbelastungen sowie aggressive Medien.

Laut dem PMP-S221-Datenblatt vom April 2025 deckt der Druckmessumformer Messbereiche von 10 bis 5.000 bar ab. Die typische Ansprechzeit beträgt 1 ms. Die Genauigkeit liegt bei höchstens 0,5 Prozent FSO. FSO steht für Full Scale Output und bezeichnet das Ausgangssignal über den gesamten Messbereich.

Der PMP-S221 ist für eine Stoßbelastung bis 1.000 g gemäß IEC 60068-2-32 und eine Vibrationsbelastung bis 20 g gemäß IEC 60068-2-6 ausgelegt.

Der kompakte Druckmessumformer wurde für OEM-Serienanwendungen unter rauen Umgebungsbedingungen entwickelt. Zu den vorgesehenen Einsatzgebieten gehören insbesondere Off-Highway-Maschinen, also mobile Arbeitsmaschinen im Bauwesen, Bergbau und in der Landwirtschaft, sowie weitere Anwendungen mit hohen Druckbelastungen, Stößen, Vibrationen und anspruchsvollen Medien.

Eine Drucksensorplattform für unterschiedliche anspruchsvolle Anwendungen

Der zentrale Nutzen der P2P-Technologie ist nicht auf ein einzelnes Drucksensormodell begrenzt. Die patentierte Messarchitektur kann für Wasserstoffanwendungen, explosionsgefährdete Bereiche, digitale Automatisierung und Hochdruckmessungen konfiguriert werden.

Für Ingenieure und OEMs reduziert dies den Aufwand, für jede Anwendung ein vollständig anderes Messprinzip bewerten zu müssen. Die Plattform lässt sich an den erforderlichen Druckbereich, die medienberührten Werkstoffe, Zulassungen, Ausgangssignale, Prozessanschlüsse und Systemschnittstellen anpassen.

Der technische Schwerpunkt bleibt dabei bestehen: stabile Messsignale, hohe mechanische Robustheit und reproduzierbare Messergebnisse unter realen Betriebsbedingungen.

Technische Kernaussagen

• Zwei miteinander verschaltete Vollbrücken reduzieren den Einfluss einbaubedingter mechanischer Kräfte auf das Sensorsignal.
• Relevante P2P-Ausführungen verwenden einen einteiligen Messkörper aus Edelstahl ohne interne Schweißnähte und Dichtungen.
• P2P-basierte Wasserstoffdrucksensoren sind in standardisierten und zertifizierten Ausführungen für Druckbereiche von 4 bis 1.000 bar verfügbar.
• Digitale Schnittstellen umfassen abhängig von der Produktfamilie IO-Link, I2C, PWM, CANopen, CAN J1939 und Modbus RTU.
• Der PMP-S221 erweitert die Plattform auf Druckbereiche bis 5.000 bar. Er bietet eine typische Ansprechzeit von 1 ms, eine Genauigkeit von höchstens 0,5 Prozent FSO, eine Stoßfestigkeit bis 1.000 g und eine Vibrationsfestigkeit bis 20 g.

Drucksensorlösungen von PRIGNITZ Mikrosystemtechnik

PRIGNITZ Mikrosystemtechnik entwickelt industrielle Drucksensoren und kundenspezifische Sensorlösungen für Anwendungen, in denen zuverlässige Messwerte, ein robuster Aufbau und eine anwendungsspezifische Konfiguration erforderlich sind.

Das Portfolio umfasst Lösungen für niedrige, mittlere und hohe Druckbereiche sowie Drucksensoren für Wasserstoff, explosionsgefährdete Bereiche, digitale Automatisierung und OEM-Serienanwendungen.

Für eine technische Beratung können Sie den Vertrieb von PRIGNITZ Mikrosystemtechnik kontaktieren, eine E-Mail an info@prignitz-mst.de senden oder unter +49 38 77 5 67 46-0 anrufen.

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