Ladungsverstärker in Ex-Zonen: Präzise Messtechnik und sicherer Anlagenbetrieb

Piezoelektrische Sensoren sind in der Schwingungsüberwachung sowie bei der Erfassung dynamischer Kräfte und Druckschwankungen etabliert. Sie liefern hochpräzise Messdaten, erzeugen jedoch elektrische Ladungssignale, die gegenüber Störeinflüssen empfindlich sind. Um diese Signale zuverlässig über größere Entfernungen zu übertragen und für nachgelagerte Messsysteme nutzbar zu machen, kommen Ladungsverstärker zum Einsatz.

Die Aufgabe eines Ladungsverstärkers besteht darin, die vom Sensor erzeugte Ladung in ein robustes Spannungssignal umzuwandeln. Dadurch werden Signalverluste reduziert und eine störungsarme Übertragung ermöglicht. Insbesondere in industriellen Umgebungen mit langen Leitungswegen, elektromagnetischen Störeinflüssen oder hohen Temperaturen trägt die Qualität des Ladungsverstärkers wesentlich zur Qualität der gesamten Messkette bei.

Besondere Anforderungen gelten in explosionsgefährdeten Bereichen, wie sie beispielsweise in der Chemieindustrie, in Raffinerien, Verdichterstationen, Wasserstoffanlagen oder Kraftwerken vorkommen. In diesen Umgebungen können entzündliche Gase oder Dämpfe auftreten. Elektrische Betriebsmittel dürfen dort keine potenzielle Zündquelle darstellen und müssen deshalb spezielle Sicherheitsanforderungen erfüllen.

Hier spielen die Zertifizierungen nach ATEX und IECEx eine entscheidende Rolle. Sie bestätigen, dass ein Gerät entsprechend den geltenden Explosionsschutzanforderungen entwickelt, geprüft und zugelassen wurde. Für Betreiber und Anlagenbauer sind diese Nachweise weit mehr als eine formale Vorgabe. Sie schaffen die Grundlage für einen sicheren und normkonformen Anlagenbetrieb und erleichtern gleichzeitig die internationale Einsatzfähigkeit von Maschinen und Anlagen. Gerade bei Komponenten der Messkette wird die Bedeutung dieser Zertifizierungen häufig unterschätzt, obwohl sie oftmals direkt in oder nahe explosionsgefährdeter Bereiche integriert sind.

Für solche Anwendungen bietet Ifta einen speziell entwickelten In-Line-Ladungsverstärker für piezoelektrische Sensoren an. Der Ladungsverstärker ermöglicht eine präzise und rauscharme Signalübertragung und eignet sich sowohl für differentielle als auch für Single-Ended-Sensoren. Mit Verstärkungsfaktoren von 0,5 bis 250 mV/pC lässt sich das Gerät flexibel an unterschiedliche Messaufgaben anpassen.

Ein besonderes Merkmal ist die hohe elektromagnetische Robustheit, die auch unter anspruchsvollen industriellen Bedingungen eine zuverlässige Signalverarbeitung gewährleistet. Dadurch werden Signalverfälschungen reduziert und die Messgenauigkeit verbessert.

Durch die IEPE-Versorgung des Ladungsverstärkers ist keine zusätzliche Spannungsversorgung erforderlich. Dies vereinfacht die Installation und reduziert den Aufwand bei der Integration in bestehende Messsysteme.

Für Anwendungen in explosionsgefährdeten Bereichen ist der Verstärker in den Schutzarten EX ec und EX ec [ic] mit ATEX- und IECEx-Zulassungen verfügbar. Damit steht Anwendern eine Lösung zur Verfügung, die die Anforderungen moderner Explosionsschutzkonzepte mit hoher Messqualität verbindet. Betreiber profitieren von einer zuverlässigen Signalaufbereitung, normgerechter Sicherheitstechnik und der Möglichkeit, auch unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen belastbare Messdaten für Zustandsüberwachung und Anlagenbewertung zu gewinnen.

Fazit 

Ladungsverstärker sind ein wesentlicher Bestandteil moderner piezoelektrischer Messketten. Insbesondere in explosionsgefährdeten Bereichen sind ATEX- und IECEx-zertifizierte Lösungen unverzichtbar. Mit seinem In-Line-Ladungsverstärker kombiniert Ifta präzise Signalaufbereitung mit den Sicherheitsanforderungen kritischer Industrieanwendungen.

Bilder: IfTA

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