Tauchdrucksensoren – auch hydrostatische Füllstandsensoren genannt – kommen häufig in der Wasser- und Abwasseraufbereitung, bei industriellen Tanks, Brunnen und in der Umweltüberwachung zum Einsatz. Sie gelten als zuverlässig und unkompliziert, doch ihre Messgenauigkeit kann durch eine Vielzahl äußerer und systembedingter Faktoren beeinträchtigt werden.
In diesem Beitrag beleuchten wir die wichtigsten Einflussfaktoren auf die Genauigkeit und Zuverlässigkeit von Tauchsonden – und wie man diese durch Auswahl, Installation und Wartung gezielt minimieren kann.
1. Medieneigenschaften (Dichte und spezifisches Gewicht)
Tauchsonden messen den hydrostatischen Druck, der durch die Flüssigkeitssäule entsteht. Die grundlegende Formel lautet:
P=ρ⋅g⋅h
Wobei:
P = Druck
ρ = Dichte der Flüssigkeit
g = Erdbeschleunigung
h = Höhe der Flüssigkeitssäule
Da der Sensor den Druck misst und daraus den Füllstand basierend auf einer angenommenen Dichte berechnet, führen Dichteabweichungen zu Messfehlern.
Beispiel: Ein Sensor, der auf Süßwasser (ρ ≈ 1000 kg/m³) kalibriert ist, zeigt in Salzwasser (ρ ≈ 1025 kg/m³) einen zu hohen Füllstand an.
Lösungsansatz:
Sensoren mit konfigurierbarer Dichtekompensation verwenden
Die Kalibrierung an die tatsächliche Flüssigkeit anpassen
2. Temperatureinflüsse
Temperatur beeinflusst sowohl die Eigenschaften der Flüssigkeit (z. B. Dichte und Viskosität) als auch die elektronischen Komponenten des Sensors.
Elektronik und Dehnungsmessstreifen können temperaturabhängige Driften aufweisen
Kabel- und Membranmaterialien dehnen sich aus oder ziehen sich zusammen
Temperaturgradienten im Medium können verfälschte Messwerte verursachen
Lösungsansatz:
Sensoren mit Temperaturkompensation einsetzen
Sensoren an thermisch stabilen Stellen installieren oder gegen Temperaturschwankungen abschirmen
3. Schwankungen des Luftdrucks
Tauchsonden messen entweder absoluten oder relativen Druck. Bei nicht belüfteten Sensoren (absolut) können Veränderungen des Luftdrucks als Füllstandsschwankungen fehlinterpretiert werden.
Relativdrucksensoren besitzen eine Belüftungsöffnung zur Druckkompensation
Absolutsensoren benötigen einen separaten Barometersensor zur Korrektur
Lösungsansatz:
Bei offenen Behältern oder Brunnen belüftete Sensoren verwenden
Sicherstellen, dass die Belüftungsleitung trocken und frei von Verstopfungen ist
Bei geschlossenen Systemen eine barometrische Kompensation einplanen
4. Einbauposition und Installationsbedingungen
Eine falsche Positionierung des Sensors kann zu erheblichen Messfehlern führen:
Der Sensor muss vollständig eingetaucht und senkrecht positioniert sein
Turbulenzen, Lufteinschlüsse oder Ablagerungen können die Messung stören
Zugbelastungen am Kabel wirken sich langfristig auf das Messergebnis aus
Lösungsansatz:
Beruhigungsrohre (Staurohre) oder Halterungen verwenden
Kabelentlastung einbauen und den Sensor fern von Einläufen oder Rührwerken positionieren
5. Elektrische Störungen und Erdung
Da Tauchsonden meist schwache analoge Signale (z. B. 4–20 mA oder 0–10 V) übertragen, sind sie anfällig für:
Erdungsschleifen
elektrische Störungen durch Pumpen, Frequenzumrichter oder Stromleitungen
Blitzeinschläge bei Außeninstallationen
Lösungsansatz:
geschirmte Kabel, saubere Erdung und Überspannungsschutz verwenden
Signalleitungen nicht parallel zu Starkstromleitungen verlegen
6. Sensorqualität und Kalibrierung
Nicht jeder Sensor hält, was er verspricht:
Günstige Modelle verwenden oft einfache Membranen, ungenaue Elektronik oder weisen Driftprobleme auf
Werkseitige Kalibrierung passt nicht immer zu den realen Einsatzbedingungen
Lösungsansatz:
Sensoren von qualitätsbewussten Herstellern wählen
Kalibrierzertifikate (z. B. nach ISO oder NIST) anfordern
Sensoren regelmäßig prüfen und ggf. nachkalibrieren
7. Langzeitstabilität und Verschmutzung
Im Langzeiteinsatz können Tauchsonden unter folgenden Problemen leiden:
Verstopfung der Membran (z. B. bei Schlamm, Sand, oder Ablagerungen)
Biofouling (z. B. Algenbewuchs)
Alterungsbedingte Drift der Messelektronik
Lösungsansatz:
Sensoren mit planer Membran oder antihaftbeschichteter Oberfläche einsetzen
regelmäßige Reinigung oder automatische Spülfunktion vorsehen
Sensoren mit dokumentierter Langzeitstabilität (z. B. ≤ ±0,1 % FS/Jahr) bevorzugen
Fazit
Die Genauigkeit von Tauchdrucksensoren hängt maßgeblich von anwendungsbezogenen Einflussfaktoren und der Sensorqualität ab. Wer zuverlässige Messergebnisse benötigt, sollte auf folgende Aspekte achten:
Mediumeigenschaften (Dichte, Temperatur, Verschmutzung)
Einbaubedingungen und elektrische Umgebung
Sensorqualität, Belüftung, Kalibrierung und Pflegeaufwand
Mit dem richtigen Know-how und der passenden Technik liefern Tauchsonden auch in anspruchsvollen Anwendungen präzise und langlebige Ergebnisse.
👉 Erfahren Sie mehr über unsere Füllstandssensoren und finden Sie die passende Lösung für Ihre Anwendung.
