Von fest bis zäh den Füllstand im Blick

CT-Produktfokus Füllstandmessgeräte

04.09.2017 Ohne präzise Füllstandmessung lassen sich Schüttgutprozesse nicht sicher steuern. Für unseren aktuellen Produktfokus haben wir die Neuheiten recherchiert – und festgestellt, dass aktuell vergleichsweise viele Lasergeräte darunter sind.

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1: Sechs neue FMCW Radar-Füllstandmessgeräte

Krohne hat seine Optiwave-Serie von FMCW Radar-Füllstandmessgeräten um sechs neue 24- und 80-GHz-Transmitter erweitert. Darunter sind auch zwei Geräte zur Messung von Feststoffen: Mit dem Optiwave 6400, einem 24-GHz-FMCW-Radar lassen sich Granulate bis hin zu groben Schüttgütern genau und zuverlässig messen. Die bewährte Tropfenantenne minimiert Ablagerungen und misst unabhängig vom Schüttwinkel. Kostenintensive Antennenausrichtvorrichtungen oder Spülsysteme sind nicht notwendig.

Der Optiwave 6500 ist ein 80-GHz-FMCW-Radar-Füllstandmessgerät für Pulver und staubige Atmosphären. Es besitzt spezielle Algorithmen und eine hohe Signaldynamik für zuverlässige und genaue Messungen trotz der Herausforderungen, die feine Pulver mit sich bringen. Diese sind beispielsweise Staub, schwach reflektierender Messstoff, Ablagerungen oder unebene Oberflächen. Dank des schmalen Abstrahlwinkels der frontbündigen Linsenantenne eignet sich das Gerät für hohe und schmale Silos, auch mit Einbauten.

Die neuen Geräte bieten 2-Leiter-4…20-mA-Hart-7-Kommunikation und sind mit verschiedenen Prozessanschlüssen verfügbar. Für explosionsgefährdete Bereiche steht bereits eine Reihe Zulassungen zur Verfügung; weitere Zulassungen, einschließlich SIL-Zertifikat sind laut Hersteller in Vorbereitung.

2: Laser-Füllstand-Messumformer

Der Laser-Füllstand-Messumformer LLT100 von ABB wird für die berührungslose Füllstandmessung und Schütthöhen bis 100 m verwendet. Die Geräte werden sowohl für Schüttgüter als auch für Flüssigkeiten eingesetzt und messen unabhängig von den physikalischen Eigenschaften des Messmediums. Laut Hersteller zeichnen sie sich durch niedrige Betriebskosten, eine einfache und schnelle Montage und den wartungsfreien Betrieb aus. Die Geräte nutzen einen Pulslaser für die Laufzeitmessung, wodurch eine sehr präzise Distanzmessung möglich ist. Die Stromversorgung erfolgt über die 4…20-mA-Signalleitung. Das Messgerät kann mit einem Gehäuse aus Aluminium oder nichtrostendem Stahl und mit einer Vielzahl von Prozessanschlüssen ausgestattet werden und erfüllt die Anforderungen für den Einsatz im Ex-Bereich sowie für Applikationen mit hohen Drücken oder Temperaturen.

Eine einfach bedienbare Setup-Funktion erleichtert die Inbetriebnahme. Das Bedienteil ist schwenkbar und hat eine grafische Oberfläche. Für raue Industrieumgebungen wird ein staub- und nebelgeschütztes Gehäuse, auch in ex-geschützten Varianten, angeboten.

3: Laser-Distanzsensor erfasst Objekte

Der Laser-Distanzsensor Banner LTF12 von Turck erfasst Objekte von 0,05 bis 12 m unabhängig von ihrer Materialbeschaffenheit und Farbe. Auch bei spitzem Blickwinkel oder sehr hellem Umgebungslicht bis 40.000 Lux liefert das Gerät zuverlässige Messergebnisse. Das große Display des Lasersensors stellt die Entfernung zum erkannten Objekt in der ersten Zeile dar, was das Einrichten des Sensors in der Applikation erleichtert. Die zweite Zeile zeigt den Wert des Analogausgangs an. Unabhängig vom Analogausgang kann der Anwender zusätzlich einen bipolaren Schaltausgang nutzen. Mit seinem stabilen Zinkdruckgehäuse und Schutzart IP67 ist der Sensor für den rauen industriellen Einsatz ausgelegt.

4: Laser für die berührungsfreie Füllstandmessung

Der Laser Füllstandstransmitter LTI-O1 von Strain Systems wird zur präzisen Erfassung von Füllständen bzw. Füllhöhen in Behältern, Silos, Bunkern oder auf Förderbändern für Distanzen bis maximal 50 m eingesetzt. Gemessen werden pulverige, grobkörnige oder brocken­förmige Feststoffe. Aber auch trübe Flüssigkeiten, Abwasser, Schlamm, Öl und andere nicht klare Flüssigkeiten werden erfasst. Der Laser arbeitet mit unsichtbarem Licht und ist im Gegensatz zu auf Radar oder Ultraschall basierten Messverfahren für die punktgenaue Messung von Distanzen prädestiniert.

5: Kompakte Ultraschall-Füllstandsensoren

Die kompakten Ultraschall-Füllstandssensoren Pico+TF von Microsonic messen berührungslos den Füllstand bei Normal- oder Überdruck – egal ob von Schüttgütern oder Flüssigkeiten. Mit vier verschiedenen Tastweiten decken sie einen Messbereich von 20 mm bis 1,3 m ab. Sie sind sowohl mit Analog- als auch mit Schaltausgang und mit IO-Link-Schnittstelle erhältlich. Die Varianten mit Analogausgang sind mit 0…10 V Spannungsausgang und 4…20 mA Stromausgang verfügbar. Aufgrund ihrer kompakten Gehäuseabmessung sind die Füllstandssensoren für die Abstandsmessung in beengten Einbauverhältnissen ausgelegt. Der Ultraschallwandler ist mit einer Folie aus PTFE geschützt. Die äußere Hülse aus PVDF mit einem Außengewinde von M22 x 1,5 dichtet den Ultraschallwandler gegen das Sensorgehäuse ab. Dieser hermetisch dichte Aufbau erlaubt den Einsatz der Füllstandsensoren in einer Umgebung bis 3 bar Überdruck.

6: Kapazitive Füllstand­sensoren für zähe Medien

Wenn Flüssigkeiten immer zäher werden und zu Pasten werden, können die kapazitiven Näherungsschalter und Sensoren der Serie 26 von Rechner Sensors eingesetzt werden. Die halbkugelförmige Gestaltung der aktiven Fläche des Gehäuses und der Messelektroden bewirkt, dass anhaftende Materialien schneller ablaufen. Außerdem führt die Form aufgrund der erheblich größeren aktiven Fläche zu einem höheren Primärsignal. Die Sensoren können Füllstände von Produkten mit einer Permittivität ab 1,1 erfassen. Mögliche Produkte sind etwa Schüttgüter wie Kunststoffgranulate oder Getreide, Flüssigkeiten wie Fruchtsaft, Öl, oder pharmazeutische Lösungen sowie Pasten wie Harze und Klebstoffe. Da die kapazitiven Sensoren ohne mechanische Betätigungskraft arbeiten, sind sie verschleißfrei und langlebig. Die FDA-konformen Werkstoffe PEEK oder PTFE ermöglichen den Einsatz im Lebensmittelbereich oder in der Pharmazie. Für die Ex-Zonen 0, 1, 2, 20, 21, und 22 sind Atex-zugelassene Sensoren mit integrierter Auswerteelektronik, sogenannte „all in one“-Modelle, aber auch Namur-Sensoren mit separater Auswerteelektronik erhältlich.

7: 3D-Schüttgutscanner:kontinuierliche Füllstand- und Volumenmessung

Der 3D-Schüttgutscanner Rosemount 5708 von Emerson ermöglicht Füllstand-, Volumen- und Massemessungen von Schüttgütern und Pulvern in großen Tanks, Behältern und Silos. Das Gerät verwendet akustische Signale für die Messung und die 3D-Darstellung und liefert genaue und zuverlässige Ergebnisse, sogar bei der Messung von unebenen oder abschüssigen Oberflächen, auch in sehr staubigen Umgebungsbedingungen. Im Gegensatz zu laserbasierten Messverfahren, bei denen eine Messung mehrere Stunden in Anspruch nehmen kann und der Prozess heruntergefahren werden muss, misst der 3D-Schüttgutscanner kontinuierlich das Volumen, welches durch die gesamte Produktoberfläche repräsentiert wird. Es kann praktisch jede Art von Feststoff gemessen werden, auch schwer messbare Produkte wie Flugasche oder Produkte mit sehr niedrigen DK-Werten, bei denen andere Füllstandmessverfahren versagen. Die Antenne des Schüttgutscanners reinigt sich selbst und sorgt so für lange Wartungsintervalle. Das Gerät eignet sich für Füllstandmessungen von Behältern und Silos bis 5 m Durchmesser und 70 m Höhe, es existiert jedoch auch eine Version für noch größere Behälter und Silos mit bis zu 12 m Durchmesser und 70 m Höhe. Außerdem liefert der Hersteller Multiscanner-Systeme, mit denen große Flächen von beispielsweise 30 x 70 m in Lagerhallen erfasst werden können.

8: Mikrowellenschranke mit integrierter Schüttstromüberwachung

Die Mikrowellenschranke Soliwave FDR57/FQR57 mit Nivotester FTR525 von Endress+Hauser wird zur berührungslosen kontinuierlichen Grenzstanddetektion von pulverförmigen bis stückigen Medien und Flüssigkeiten eingesetzt. So lassen sich Schüttstromunterbrechungen bei gleichzeitiger Voll- und Leerüberwachung detektieren, zum Beispiel zur Überwachung von Übergabestellen von Förderprozessen. Das intuitive Bedienkonzept des FTR525 mit grafischem Display ermöglicht eine einfache Anpassung der Mikrowellenschranke an den Prozess. Das Gerät eignet sich für Gas- und Staub-Ex-Anwendungen. Verschmutzungen und Ansätze werden über den Analogausgang detektiert.

9: Drehflügel- und Schwinggabelmelder in hygienischem Design

Die Drehflügelmelder Rotonivo sowie die Schwinggabel Vibranivo von UWT sind komplett aus Edelstahl gefertigt und weisen ein zertifiziertes Hygienedesign (EHEDG) sowie zugelassene Materialien (FDA) im Ausleger auf. Dabei werden die Grenzschalter je nach Anforderung als Voll-, Bedarfs- oder Leermelder in Lagersilos oder Prozessbehältern eingesetzt und eignen sich für die Anwendung in nahezu allen Feststoffen. Mit ihrem einfachen elektromechanischen Messprinzip können die Drehflügelmelder auch extremen Prozessbedingungen angepasst werden. Der Rotonivo kann von -40 bis 1.100 °C eingesetzt werden. Die Vibranivo-Schwinggabeln werden mit ihrer hohen Sensibilität in vielen Prozessbehältern aber auch Lagersilos als Grenzstandmelder in besonders feinen Schüttgütern eingesetzt. Sie sind robust, einfach in Betrieb zu nehmen und können schon bei der Sensorauswahl durch die verschiedenen Geräteserien exakt auf die Anwendung konfiguriert werden.

Auf der Powtech 2017 zu sehen:
Krohne: Halle 3 – 207
Strain Systems: Halle 3 – 139
Endress+Hauser: Halle 4 – 519
UWT: Halle 4A – 123

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Heftausgabe: September 2017

Über den Autor

Armin Scheuermann, Redaktion
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