De drukregeling heeft als taak om een bepaalde insteldruk te handhaven. Dit wordt bijvoorbeeld bereikt door een automatische pompregeling met een aangesloten druksensor. Constante druk is net zo belangrijk voor de watervoorziening in het algemeen als voor energiebesparing.
Druksensor
De werkelijke druk moet worden gemeten met een druksensor om de druk te regelen tot een specifieke doeldruk.
Er zijn verschillende manieren om druk te meten. Om druk elektronisch detecteerbaar te maken, wordt de kracht die op een membraan werkt meestal bepaald via de doorbuiging ervan.
Piëzoresistieve druksensor
Dit type sensor maakt gebruik van het piëzoresistieve effect. Als er een druk- of trekkracht wordt uitgeoefend op een piëzoresistief (halfgeleider) materiaal, bijvoorbeeld in de vorm van een rekstrook, verandert de elektrische weerstand van het materiaal.
Voor gebruik als druksensor is een membraan aan de achterkant bekleed met het sensormateriaal. Wanneer het membraan wordt doorgebogen, wordt het materiaal uitgerekt en wordt de resulterende verandering in weerstand gemeten.
Er moet rekening worden gehouden met de temperatuurafhankelijkheid van de weerstanden. Het wordt technisch geëgaliseerd door een differentieelschakeling zodat het geen invloed heeft op de meetkwaliteit.
De voordelen van de piëzoresistieve druksensor zijn de hoge gevoeligheid en meetnauwkeurigheid, wat hem in combinatie met zijn zeer compacte ontwerp ideaal maakt voor drukregeling in fijn afgestelde systemen.
Piëzo-elektrische druksensor
Dit type sensor maakt gebruik van het piëzo-elektrisch effect. Als een piëzokeramisch materiaal door druk wordt vervormd, wordt erboven een elektrische spanning opgewekt door de verplaatsing van de lading.
Voor gebruik als druksensor wordt een piëzokeramisch kristal op een vaste basis geplaatst en bedekt met een diafragma zodat het kristal centraal wordt belast wanneer het diafragma wordt afgebogen.
Omdat onvermijdelijke lekstromen, voornamelijk als gevolg van de spanningsmeting, ervoor zorgen dat de spanning over het kristal in de loop van de tijd afneemt, is dit type sensor alleen geschikt voor het registreren van de grootte van dynamische drukveranderingen, maar niet voor het meten van statische drukken.
Capacitieve druksensor
Een capacitieve sensor is gebaseerd op het principe dat de elektrische capaciteit van een plaatcondensator op de volgende manier kan worden beïnvloed:
- Verandering in het effectieve plaatoppervlak door verplaatsing van de platen (bijv. variabele condensator)
- Verandering in de afstand tussen de platen, bijvoorbeeld door de vervorming van een van de platen
- Verandering in capaciteit door de aanwezigheid van een diëlektrisch of geleidend materiaal
Voor gebruik als druksensor voor drukregeling wordt de van de druk afgekeerde zijde van een keramisch membraan metallisch gecoat zodat het samen met een metalen plaat eronder een plaatcondensator vormt waarvan de capaciteit verandert wanneer het membraan wordt doorgebogen.
De voordelen zijn het eenvoudige en robuuste ontwerp en de temperatuurstabiliteit. Capacitieve druksensoren zijn ook geschikt voor dynamisch gebruik.