| Zugriffsnummer | 50239 |
| Dokumenttyp | Dissertation |
| Peer Review | unbekannt |
| Sprache | Deutsch |
| Titel | Dynamische Messung von sicherheitstechnisch relevanten Explosionsdrücken |
| Autor(in); Institution | |
| Quelle/Jahr | (2023), xii, 127 S. |
| Schriftenreihe | PTB-Bericht PTB-Ex-18 |
| Dissertationsvermerk | Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2023 |
| Herausgeber(in) |
Physikalisch-Technische Bundesanstalt
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| ISSN | 1868-5838 (print) |
| ISBN | 978-3-944659-29-9 (print) |
| Berichtsnummer | PTB-Ex-18 |
| Zusammenfassung | Die Zündschutzart "druckfeste Kapselung" ist ein im Bereich des Explosionsschutzes häufig verwendetes Schutzprinzip, bei dem verhindert werden soll, dass eine eventuell im Inneren eines Gerätes auftretende Explosion nach außen dringt, um eine dort potenziell vorhandene explosionsfähige Atmosphäre zu entzünden. Bei der Konformitätsbewertung solcher Geräte ist die dynamische Messung von Explosionsdrücken eine der wesentlichen Prüfungen und im Einzelnen von sicherheitstechnischer Relevanz. Im Kontext der gegenseitigen Anerkennung von Messergebnissen ist es darüber hinaus von sehr großer Bedeutung, eine vergleichbare Qualität bei der Messung zu gewährleisten. Ringvergleichsprogramme haben gezeigt, dass diese vergleichbare Qualität nicht durchweg gegeben ist. Die Identifizierung der relevanten Einflussgrößen bei der Messung von Explosionsdrücken, die daraus resultierenden Folgen für die Vergleichbarkeit und die Diskussion von Maßnahmen zum Umgang mit diesen Einflussfaktoren sind wesentlicher Gegenstand dieser Arbeit. Dafür wurden einerseits die Messungen und Prüfparameter der am Ringvergleich teilnehmenden Prüflaboratorien analysiert. Andererseits wurden eigene experimentelle Untersuchungen unter Verwendung unterschiedlicher Prüfmuster, Prüfaufbauten und Prüfparameter durchgeführt. Mit dem Einfluss von Anfangsdruck und -temperatur des explosionsfähigen Gemisches, dem Einfluss des Thermoschockes sowie der Beschleunigungsempfindlichkeit der Drucksensoren ergeben sich drei signifikante Einflussgrößen im Zuge dieser Studien. Im Ergebnis resultieren aus den Untersuchungen anwendbaren Korrekturrechnungsverfahren für die Messgröße, geeignete Präparationsmöglichkeiten für die Drucksensoren sowie Filter- und Verrechnungsverfahren für die Messdaten, um die Einflussgrößen zu reduzieren und die Vergleichbarkeit zu erhöhen. Darüber hinaus wird mittels einer Messunsicherheitsbetrachtung aufgezeigt, dass die üblicherweise verwendete Messkette eine hohe Genauigkeit aufweist und damit eine eher untergeordnete Rolle bezüglich einer Einflussgröße auf den Explosionsdruck einnimmt. Diese Arbeit trägt allgemein zum praktischen und metrologischen Verständnis bei der dynamischen Messung sicherheitsrelevanter Explosionsdrücke bei, nicht zuletzt dadurch, dass die resultierenden Erkenntnisse die internationale Normung im Bereich der druckfesten Kapselung aktiv unterstützen. The type of protection "flameproof enclosures" is a protection concept frequently used in the field of explosion protection, in which the purpose is to prevent any explosion that may occur inside an equipment from propagating to the outside to ignite a potentially explosive atmosphere present there. In the conformity assessment of such equipment, dynamic measurement of explosion pressures is one of the essential tests and of safety relevance individually. In the context of mutual recognition of measurement results, it is also very important to ensure comparable quality in the measurement. Interlaboratory comparisons have shown that this comparable quality is not always given. The identification of the relevant influencing factors in the measurement of explosion pressures, the resulting consequences for the comparability and the discussion of measures for the handling of these influencing factors are the essential subject of this work. For this purpose, on the one hand, the measurements and test parameters of the test laboratories participating in the interlaboratory comparison were analyzed. On the other hand, own experimental investigations were carried out using different test samples, test setups and test parameters. With the influence of initial pressure and temperature of the explosive mixture, influence of thermal shock as well as acceleration sensitivity of the pressure sensors, three significant influencing factors result in the course of these studies. As a result, applicable correction calculation methods for the measurand, suitable preparation possibilities for the pressure sensors as well as filter and calculation methods for the measured data result from the investigations in order to reduce the influencing variables and to increase the comparability. Furthermore, it is shown by means of a measurement uncertainty consideration that the commonly used measurement chain has a high accuracy and thus plays a rather subordinate role with respect to an influencing factor on the explosion pressure. This work contributes generally to the practical and metrological understanding in the dynamic measurement of safety-relevant explosion pressures, especially because the resulting findings actively support the international standardization in the field of flameproof enclosures. |
