Vaisala BAROCAP® Technologie

Vaisala Barocap Wafer in hand

Der erstmals 1985 eingeführte mikromechanische Drucksensor Vaisala BAROCAP® auf Siliziumbasis bietet in vielen verschiedenen Anwendungsbereichen von der Meteorologie bis hin zum industriellen Einsatz zuverlässige Leistung. BAROCAP Sensoren vereinen zwei leistungsstarke Technologien in sich: monokristallines Silizium und die Kapazitätsmessung. Sie ermöglichen eine geringe Hysterese, eine hervorragende Messgenauigkeit und Langzeitstabilität.

Funktionsweise

Bei BAROCAP handelt es sich um einen mikromechanischen Sensor, der Druck mithilfe von Größenänderungen in der Siliziummembran misst. Mit zu- oder abnehmendem Umgebungsdruck biegt sich die Membran, wodurch sich die Höhe des Vakuumspalts im Inneren des Sensors verändert. Die gegenüberliegenden Seiten des Vakuumspalts fungieren als Elektroden. Der Abstand der beiden Elektroden verändert sich und somit auch die Kapazität des Sensors. Die Kapazität wird gemessen und in einen ablesbaren Wert für den Druck umgewandelt. Das monokristalline Silizium ist ausschlaggebend für die Eigenschaften des BAROCAP Sensors: gute Elastizität, geringe Hysterese, hervorragende Wiederholbarkeit, geringe Temperaturabhängigkeit und eine überlegene Langzeitstabilität. Das kapazitive Material verleiht dem Sensor seinen großen dynamischen Bereich und bietet einen integrierten Mechanismus, der Überdruck toleriert.

Vaisala Barocap Technologiebeschreibung

Typische Einsatzbereiche für die Luftdruckmessung

Die Messung des Luftdrucks wird in der Meteorologie in vielen verschiedenen Bereichen verwendet. Die Druckdaten sind erforderlich, um den in der Atmosphäre vorhandenen Wasserdampfgehalt zu bestimmen. Typische Einsatzgebiete sind Wetterstationen, Datenerfassungsbojen, GPS-Meteorologie und die Protokollierung von Umweltdaten. Messungen des barometrischen Luftdrucks werden auch in der Hydrologie und Bodenkunde benötigt. Zudem finden sie in verschiedenen industriellen Bereichen Anwendung, unter anderem in Verbindung mit druckempfindlichen Industrieprodukten, wie bspw. Laser-Interferometern und Lithografiesystemen, in der Luftfahrt sowie der Abgasanalyse. Zu den metrologischen Einsatzbereichen zählen die Druck-Referenzmessung sowie die Umgebungsüberwachung in Kalibrierlaboren. Vaisala bietet verschiedene Barometer für die professionelle Nutzung sowohl in Räumen als auch im Freien. BAROCAP Barometer
können zuverlässig über einen weiten Temperaturbereich betrieben werden und eignen sich selbst für hoch anspruchsvolle Anwendungen in der professionellen Meteorologie und Luftfahrt.

 

Querschnitt eines Vaisala Barocap Sensors

 

BAROCAP Einsatzbereiche für die Messung in unter Druck stehenden Systemen

Vaisala DRYCAP® Taupunktmessgeräte ermöglichen in Druckluftsystemen und mit SF6 isolierten Hochspannungsanlagen schon seit Langem zuverlässige und stabile Messungen. Neben der Taupunktmessung erfordern diese beiden Anwendungen gleichermaßen eine genaue und stabile Druckmessung. Vaisala hat seine Technologien DRYCAP und BAROCAP in viele verschiedene Produkte einfließen lassen, die eine einzigartige Kombination aus Druck- und Taupunktmessung für unter Druck stehende Systeme bieten. In Druckluftsystemen bringt die Kombination aus Taupunktmessung und Prozessdruck in Echtzeit einen einzigartigen Vorteil: Die Umrechnung des gemessenen Drucktaupunkts in den atmosphärischen Taupunkt bzw. in ppm ist Online möglich, wodurch Unklarheiten bei den Taupunktmesswerten vermieden werden. Das ist insofern wichtig, weil Druckänderungen beim überwachten Gas dessen Taupunkt verändern. Über die kombinierte Messung des Taupunkts und des Drucks von Hochspannungsanlagen mit SF6-Isolierung bietet sich eine hervorragende Möglichkeit, den Zustand der SF6-Isolierung zu überprüfen. Leckagen werden umgehend festgestellt und bei Problemen mit Feuchtigkeit erfolgt eine frühzeitige Warnung. Durch die Messung von Taupunkt, Druck und Temperatur lassen sich alle wichtigen Kenngrößen bei der SF6-Überwachung berechnen: die SF6-Gasdichte, der normalisierte Druck, der Taupunkt bei atmosphärischem Druck und der ppm-Wert.