Het drukcontrolesysteem van Theo

Slagluchtschip Theo van WDL Luftschiffgesellschaft is bijna 60 meter lang, en wordt in de regio Essen/Mühlheim gebruikt voor allerlei tochten met gasten en voor reclame. In tegenstelling tot de Zeppelin, die wellicht bekender is, heeft een slagluchtschip geen overdekt frame. De bolle raket van het luchtschip reageert gevoelig op stuurbewegingen, en kan dus heel precies worden gestuurd. Drukverlies maakt echter het manoeuvreren moeilijker - en dus minder veilig. Het contant houden van de druk in het interieur is van het grootste belang voor de veilige werking van een luchtschip. Drie ballonnetten, die gevuld zijn met lucht en waarvan de inhoud variabel is om de drukschommelingen van het grote interieur te compenseren zorgen hiervoor. De druk in de ballonetten is altijd hoger dan de externe luchtdruk om het geheel tot de rand gevuld te houden. Deze overdruk bedraagt slechts enkele millibar, waaruit blijkt hoe belangrijk een nauwkeurige drukmeting is. Elk luchtschip moet een drukcontrolesysteem hebben. In het geval van Theo werd aanvankelijk een eenvoudig mechanisch aanwijsinstrument (manometer) gebruikt.

Digitale drukweergave als extra aanvulling

In 1988 ontwikkelde Althen in opdracht van WDL Luftschiffgesellschaft de Triple Press Indicator voor Theo en andere WDL-luchtschepen. TPI is een driekanaals systeem dat bestaat uit drukverschilsensoren en een display met grenswaardebewaking. In de buitenromp en in elk van de drie ballonetten is een sensor gemonteerd, die via een kabel met het display is verbonden en zo de gemeten waarde kan weergeven. Met behulp van deze displays bedient de piloot de kleppen van de afzonderlijke drukkamers en bestuurt zo het luchtschip. Alle displays zijn gecombineerd in een compact display, zodat de piloot in één oogopslag de druktoestanden in het gehele luchtschip kan zien. Daarnaast is er nog een meetkanaal als éénkanaals systeem.

Ontwikkeling van driekanaals systeem

"Op dat moment was er geen systeem op de markt dat aan onze eisen kon voldoen"; beschrijft Hans Peter Gomolzig, Accountable Manager for Technology bij WDL, erkend door de Duitse federale luchtvaartautoriteit, de toenmalige situatie. "In Althen vonden we een partner die een driekanaals systeem kon ontwikkelen dat bij ons paste." De drukverschilomvormers van Althen hebben een extreem klein meetbereik van slechts 125 mm waterkolom, wat overeenkomt met ongeveer 12,3 millibar.

Drukverschilmetingen

De statische systeemdruk bij Theo is 14 bar. Het feit dat het meetbereik zeer klein is ten opzichte van de systeemdruk stelt bijzondere eisen aan de gebruikte drukopnemers, die gebaseerd zijn op het LVDT-principe (LVDT = Linear Variable Differential Transformer), dat zeer nauwkeurig en robuust is. Een slijtagevrije LVDT-verplaatsingsopnemer meet de vervorming van het drukmembraan. Het signaal van de opnemer wordt vervolgens omgezet in een industrieel standaardsignaal. In combinatie met het digitale display met hoge resolutie maakt de drukmeting en -weergave een aanzienlijk nauwkeuriger handmatige regeling van de kleppen van het luchtschip mogelijk, die nodig is voor de besturing.

Andere toepassingen van drukverschilmetingen

Drukverschilmeting wordt vaak gebruikt voor lekkagemetingen. Het principe is ook waardevol op het gebied van airconditioning en energiebeheer om bijvoorbeeld om de vervuilingsgraad van filters te meten. Drukverschilmeting wordt ook gebruikt in cleanrooms om te controleren of er een constante overdruk is.