MC300 Druckregler

Relative Ausgangsgenauigkeit ±0,04 %

Der MC300 erreicht durch den von Yokogawa eigenentwickelten Silizium-Resonanzsensor und die Durchflussregelung mittels Nadelventil eine relative Ausgangsgenauigkeit von ±0,04 %. Dank extrem geringer Hysterese sowie hervorragender Linearität und Wiederholbarkeit wird eine stabile Druckregelung aufrechterhalten. Bei Druckwechseltests mit dem 200-kPa-Messbereichsmodell wurde bestätigt, dass die Abweichung innerhalb von ca. 10 ppm liegt.

Zuverlässige Druckgenauigkeit

Bei herkömmlichen Druckreglern wird die Genauigkeit des internen Drucksensors als Spezifikation angegeben. Die relative Ausgangsgenauigkeit von ±0,04 % des MC300 ist hingegen nicht für die Messgenauigkeit des internen Sensors, sondern für den tatsächlich vom Regler ausgegebenen Druck spezifiziert. Damit lässt sich die Grundlage der Druckgenauigkeit bei Prüfungen und Tests eindeutig anhand der Spezifikationswerte erfassen.

Ausgangsgenauigkeit 12 Monate garantiert

Die relative Ausgangsgenauigkeit von ±0,04 % des MC300 wird innerhalb einer Genauigkeitsgarantie von 12 Monaten aufrechterhalten. Da auch alterungsbedingte Genauigkeitsschwankungen in der Garantie enthalten sind, kann das Gerät nicht nur unmittelbar nach der Kalibrierung, sondern über den gesamten Zeitraum bis zur nächsten Kalibrierung mit stabiler Genauigkeit betrieben werden.

Schnelle und gleichmäßige Druckbeaufschlagung

Der MC300 erreicht unter typischen Bedingungen eine Ansprechzeit von weniger als 5 Sekunden※ bei gleichzeitig geringem Überschwingen. Durch das Nadelventilprinzip, das mit zunehmender Annäherung an den Solldruck eine immer feinere Durchflussregelung vornimmt, wird eine schnelle Druckbeaufschlagung bei gleichzeitig reduziertem Risiko einer Überdruckbelastung des DUT (Device Under Test) erreicht.

Diese Kombination aus hoher Geschwindigkeit und Stabilität beruht auf den Eigenschaften des im MC300 eingesetzten Nadelventilprinzips. Bei herkömmlichen Druckreglern mit Magnetventiltechnik wird der Druck durch schnelles Öffnen und Schließen des Ventils geregelt. Dadurch entsteht ein strukturbedingter Zielkonflikt: „Höhere Geschwindigkeit führt zu größerem Überschwingen" und „Fokus auf Stabilität verlangsamt die Ansprechzeit". Das Nadelventilprinzip des MC300 regelt den Luftdurchfluss kontinuierlich und gleichmäßig über eine motorgetriebene Nadel und löst damit diesen Zielkonflikt auf. Im Bereich des Solldrucks erfolgt eine besonders feine Durchflussregelung, sodass der stabile Druck in kurzer Zeit erreicht wird, während das Überschwingen minimiert bleibt.

※Die Ansprechzeit variiert je nach Druckbedingungen und Lastvolumen.

Langlebiges Nadelventilprinzip

Das im MC300 eingesetzte Nadelventilprinzip zeichnet sich darüber hinaus durch seine konstruktionsbedingt hohe Lebensdauer aus. Das Nadelventil regelt den Luftdurchfluss durch kontinuierliche Positionsanpassung der motorgetriebenen Nadel. Da keine schnellen Öffnungs- und Schließvorgänge wie bei Magnetventilen stattfinden, ist der Bauteilverschleiß gering, und ein stabiler Betrieb wird über lange Zeiträume aufrechterhalten.

Diese hohe Haltbarkeit ist auch unter dem Gesichtspunkt der Lebenszykluskosten von Bedeutung. Druckregler werden häufig über lange Zeiträume in Produktionslinien und Prüfprozessen eingesetzt, und die Häufigkeit von Reparaturen und Wartungsarbeiten aufgrund von Ventilverschleiß wirkt sich direkt auf die Betriebskosten aus. Da das Nadelventilprinzip des MC300 konstruktionsbedingt wenige Verschleißfaktoren aufweist, ist eine Reduzierung des Wartungsaufwands im Langzeitbetrieb zu erwarten.

Unterdruckausgabe ohne Vakuumpumpe

Um mit herkömmlichen Druckreglern im Bereich des Nullpunkts oder einen geringen Unterdruck auszugeben, sind externe Geräte wie Vakuumpumpen erforderlich. Der MC300 kann ohne externe Unterdruckquelle einen Unterdruck bis −1,2 % des Messbereichs erzeugen. Dies vereinfacht den Geräteaufbau und ermöglicht die Abdeckung von Anwendungen, die Unterdruckbedingungen erfordern – wie beispielsweise Konformitätsprüfungen von Blutdruckmessgeräten – mit nur einem Gerät.

Geteilte Ausgabe und Auto-Step

Der MC300 verfügt über eine „geteilte Ausgabe"-Funktion, die den eingestellten Druck in eine beliebige Anzahl von Schritten unterteilt. Durch Festlegung des Zieldrucks entsprechend dem Vollausschlag des DUT und Angabe der Teilungsanzahl können Aufwärts- und Abwärtsschritte per Tastendruck ausgeführt werden.

Geteilte Ausgabe	Der eingestellte Druck wird im Verhältnis n/m geteilt und ausgegeben. Die Teilungsanzahl m kann von 1 bis 25 eingestellt werden, n/m bis maximal 100 %.
Auto-Step	Die geteilte Ausgabe wird automatisch nacheinander ausgeführt. Intervallzeit: 10 s bis 600 s (Auflösung: 5 s), Wiederholungsanzahl: 1 oder unbegrenzt (Pause möglich).

Sweep-Ausgabe und Wiederholung

Die Sweep-Ausgabefunktion des MC300 gibt den Druck von Null bis Vollausschlag linear und kontinuierlich aus. Die Richtung kann zwischen Druckerhöhung und Druckminderung umgeschaltet werden, was die Funktion für Anwendungen wie die Überprüfung von Druckschalter-Schaltpunkten und die Verstopfungsprüfung von Messgeräten geeignet macht.

In Kombination mit der Wiederholungsfunktion können Sweep-Ausgabe und Auto-Step-Ausgabe kontinuierlich wiederholt ausgeführt werden, was zur Effizienzsteigerung automatisierter Prüfungen beiträgt. Die Intervallzeit der Sweep-Ausgabe kann von 15 s bis 600 s (Auflösung: 5 s) eingestellt werden, und die Wiederholungsanzahl ist zwischen 1 und unbegrenzt (Pause möglich) wählbar.

Drucküberwachungsfunktion

Der MC300 zeigt die vom integrierten Sensor gemessenen Druckwerte in Echtzeit auf dem Bildschirm an. Er unterstützt auch Analogausgabe (D/A-Ausgabe), sodass die Ausgabe an externe Schreiber und Messsysteme möglich ist.

Bei der Komparatorausgabefunktion wechselt die Anzeigefarbe auf dem Bildschirm von Weiß auf Grün, sobald der Ausgangsdruck den eingestellten Bereich erreicht, sodass der stabile Druckzustand sofort visuell überprüft werden kann.

Für den MC300 stehen zwei Relativdruckmodelle zur Auswahl, die je nach Anwendung gewählt werden können: das 10-kPa-Messbereichsmodell für die Präzisionsregelung im Niederdruckbereich und das 200-kPa-Messbereichsmodell, das einen breiten Druckbereich einschließlich Blutdruckmessgeräteprüfung abdeckt. Beide Modelle erreichen eine relative Ausgangsgenauigkeit von ±0,04 %.

10-kPa-Messbereichsmodell

Das Modell MC300-G01 ist ein Druckregler mit einem Relativdruck-Messbereich von 10 kPa. Mit einer minimalen Einstellauflösung von 0,001 kPa und einem Ausgangsrauschen von ±0,005 kPa bietet er eine präzise Regelungsleistung und eignet sich für Anwendungen, die eine hochgenaue Druckregelung im Niederdruckbereich erfordern.

200-kPa-Messbereichsmodell

Das Modell MC300-G03 ist ein Druckregler mit einem Relativdruck-Messbereich von 200 kPa. Es deckt den für die Prüfung von Blutdruckmessgeräten erforderlichen Druckbereich bis 40 kPa (300 mmHg) mit ausreichender Marge ab und bietet eine minimale Einstellauflösung von 0,01 kPa sowie ein Ausgangsrauschen von ±0,04 kPa.

	MC300-G01	MC300-G03
Druckmessbereich	Relativdruck 10 kPa	Relativdruck 200 kPa
Ausgangseinstellbereich	−0,12 kPa bis +12 kPa	−2,4 kPa bis +240 kPa
Minimale Einstellauflösung	0,001 kPa	0,01 kPa
Ausgangsrauschen	±0,005 kPa	±0,04 kPa

Prüfung und Konformitätstests von Blutdruckmessgeräten

Bei der Fertigungsprüfung und Konformitätsprüfung von Blutdruckmessgeräten ist eine präzise Druckregelung bis 40 kPa (300 mmHg) erforderlich. Das 200-kPa-Messbereichsmodell des MC300 deckt diesen Druckbereich mit ausreichender Marge ab und kann für die Produktion und Entwicklung von Blutdruckmessgeräten sowie medizinischen Geräten mit Blutdruckmessfunktion eingesetzt werden.

Da der MC300 Unterdruck ohne Vakuumpumpe erzeugen kann, lassen sich auch Funktionstests unter den in Normen festgelegten Unterdruckbedingungen mit nur einem Gerät durchführen. Darüber hinaus kann durch den kombinierten Einsatz des Präzisionsdruckmessgeräts MT300 (Relativdruckmodell) mit dem MC300 der Druck in unmittelbarer Nähe des DUT direkt überwacht und die Prüfgenauigkeit verbessert werden.

Dichtheitsprüfung von Gehäusen

Bei Dichtheitsprüfungen (Leckprüfungen) zur Bewertung der Wasser- und Staubdichtigkeit von Gehäusen wird häufig die Druckänderungsmethode eingesetzt. Bei diesem Verfahren wird der Prüfling auf einen definierten Startdruck beaufschlagt, und nach einer festgelegten Stabilisierungszeit wird die Druckänderung gemessen, um zu prüfen, ob die zulässige Leckrate eingehalten wird.

Entscheidend für die Zuverlässigkeit der Prüfung sind die Stabilität und Reproduzierbarkeit des Startdrucks. Da der MC300 den Solldruck gleichmäßig und mit hoher Reproduzierbarkeit aufbauen kann, lassen sich auch bei Ausgangsprüfungen, bei denen viele Produkte wiederholt gemessen werden, stabile Prüfergebnisse mit geringer Streuung des Startdrucks erzielen. Der MC300 deckt ein breites Spektrum von Prüfprozessen ab – von der Einzelbewertung in der Entwicklungsphase bis zur Ausgangsprüfung in der Serienfertigung. Durch den Einsatz des Präzisionsdruckmessgeräts MT300 ist zusätzlich eine hochpräzise Überwachung möglich.

Entwicklung und Prüfung von Wasserstandsmessern

Bei der Entwicklung und Prüfung von Tauch-Wasserstandsmessern ist es schwierig, tatsächliche Wassertiefen wie z. B. 20 m zu reproduzieren. Deshalb wird ein Verfahren angewendet, bei dem mit einem Druckregler ein äquivalenter Luftdruck aufgebracht wird, um eine Unterwasserumgebung simuliert nachzubilden.

Der MC300 kann den Solldruck schnell und mit geringem Überschwingen aufbauen und weist eine extrem geringe Hysterese auf, sodass er die für Wasserstandsmesser erforderliche hochwertige Druckauf- und -abbauregelung stabil bereitstellt. Sowohl bei der Druckerhöhung als auch bei der Druckminderung wird eine präzise Regelung beibehalten, und es können zuverlässige Prüfdaten gewonnen werden, bei denen der Einfluss von Überdruckbelastung und Hysterese minimiert ist.

Kalibrierung von Differenzdruck-/Druckmessumformern

Differenzdruck- und Druckmessumformer, die in der Prozesssteuerung von Anlagen eingesetzt werden, erfordern eine regelmäßige Kalibrierung zur Aufrechterhaltung der Messgenauigkeit. Der MC300 bietet die für die Kalibrierung von Messumformern erforderliche hochpräzise und stabile Druckerzeugung.

Durch den Einsatz der Auto-Step-Funktion können Druck-Aufwärts- und Druck-Abwärtstests an mehreren Druckpunkten automatisiert werden, und eine hochpräzise Kalibrierung mit geringer Hysterese lässt sich effizient durchführen. Das Präzisionsdruckmessgerät MT300 ermöglicht in Kombination mit dem MC300 eine vollständige Automatisierung der Vergleichskalibrierung. Da das MT300 optional mit einer 24-V-Stromversorgungsfunktion und einer Spannungs-/Strommessfunktion ausgestattet werden kann, entfallen externe Netzteile und Multimeter, und ein kompakter Kalibrieraufbau kann realisiert werden.

Geschäftstätigkeit

Yokogawa Test & Measurement Corporation ist das für das Messgerätegeschäft der Yokogawa Electric Gruppe zuständige Unternehmen. Es befasst sich mit der Entwicklung, Fertigung und dem Vertrieb einer breiten Palette von Präzisionsmesslösungen, darunter Oszilloskope, Leistungsanalysatoren, Datenerfassungssysteme, optische Kommunikationsmessgeräte und Druckmessgeräte.

Im Bereich der Druckmesstechnik bietet das Unternehmen eine Druckmessplattform auf Basis der eigenentwickelten Silizium-Resonanzsensor-Technologie an. Mit einer Produktpalette, die vom Präzisionsdruckmessgerät MT300 über den Druckkalibrator CA700 bis zum Druckregler MC300 reicht und sowohl Labor- als auch Feldanwendungen abdeckt, unterstützt Yokogawa die Druckmessanforderungen seiner Kunden.

Unternehmensprofil

Unternehmen	Yokogawa Test & Measurement Corporation
Standort	Keio Hachioji Myojincho Building, 4-9-8 Myojincho, Hachioji-shi, Tokyo 192-8566, Japan
Gründung	Juli 1954
URL	https://tmi.yokogawa.com/