Multitasking

CT Produktfokus Füllstandmessung

Anlagenbau
Chemie
Pharma
Ausrüster
Planer
Betreiber
Einkäufer
Manager

29.11.2009 Füllstandmessgeräte messen heute nicht mehr nur allein den Füllstand. Mit geschickter Sensorverknüpfung lassen sich Temperatur- und Füllstand bestimmen oder aus derVibrations-Resonanz die Dichte berechnen. Methodisch dominieren Ultraschall- und Radarmessungen den Markt der Füllstandmessgeräte, aber auch bewährte Methoden wie Schwimm-Schalter finden Anwendung.

Anzeige

Mobile Kontrolle Mit dem Sonocontrolmobil lassen sich berührungslos Füllstände von Behältern, Rohren oder Flaschen durch die Behälterwand hindurch messen. Der mobile Ultraschallsensor von Sonotec dient zur Voll-Meldung an Rohren oder Behältern mit Durchmessern von 200 bis 1000mm. Er misst sowohl Flüssigkeiten als auch Flüssiggase. Typische Anwendungsbereiche sind Kontrollen von Containern mit aggressiven, dünnflüssigen Chemikalien oder mit Heizöl, Standkontrolle von Kältemittelbehältern oder Funktionskontrollen von fest eingebauten Füllstandmessgeräten.

Hochtemperaturgeeignet Der Füllstandmessumformer Sitrans LG200 mit geführtem Radar von Siemens Automation and Drives eignet sich für Flüssigkeiten, Schlämme, Trennschichten und Schüttgüter. Die Datenkommunikation läuft über Hart in Zweileitertechnik mit Spannungsversorgung über die Stromschleife. Das Gerät kann Medien mit einer Dielektrizitätszahl von 1,4 und größer, bei Temperaturen bis zu 427°C und Drücken bis zu 431bar messen. Füllstand und Trennschichten bestimmt das Messgerät auch bei korrosiven Dämpfen, Schaum, hoher Viskosität, Materialbewegungen an der Oberfläche, hoher Befüll-/Entleergeschwindigkeit, niedrigem Füllstand und schwankender Dielektrizitätszahl oder Dichte. Der Hersteller bietet den Messumformer mit zahlreichen Varianten für Gewinde- und Flanschanschlüsse an.

Mit Überfüllsicherung Torrix heißt der Füllstandsensor von Fafnir, der nach dem magnetostriktiven Messprinzip arbeitet. Im Sondenrohr ist ein Draht aus magnetostriktivem Metall integriert, durch den Stromimpulse gesendet werden. Diese erzeugen ein zirkulares Magnetfeld. Ein Schwimmer magnetisiert den Draht auf Füllstandhöhe, so dass eine Torsionswelle entsteht. Über den Draht wird die Welle bis zum Sensorkopf übertragen und die Elektronik bestimmt aus der Laufzeit den Füllstand. Die Messgenauigkeit beträgt ±0,25mm. Das Vefahren ist weitgehend unabhängig von der Temperatur sowie vibrationsunempfindlich. In Kombination mit der Messauswertung UM-X dient der Füllstandmesser als Überfüllsicherung. Der Füllstandwächter speichert bis fünf Grenzwerte.

Niveau- und Temperaturmessung KFG Level bietet eine Niveauüberwachung mit integriertem Temperaturschalter an. DerSchwimm-Magnet-Schalter funktioniert über einen Permanentmagnet und Reedkontakt, wodurch sich beliebig viele potenzialfreie Kontakte, wie Überfüllsicherung, Tockenlaufschutz oder Pumpenkontrolle schalten lassen. Die Temperaturkontakte sind direkt an die Wandung des Gleitrohres angeordnet und in Wärmeleitpaste eingelegt, um eine nahezu fehlerfrei Temperaturübertragung zu gewährleisten. Statt eines Temperaturschalters lassen sich auch Temperatursensoren in das Gerät einbauen. Es ist auch in explosionsgefährdeten Zonen zugelassen.

Auch für sterile Prozesse Via Ultraschall misst die CLD-Serie von Sensortechnics Füllstände in Tanks. Die Puls-Ultraschalltechnik ist berührungslos und damit uneingeschränkt medienverträglich wie für sterile Prozesse geeignet. Die Messung erfolgt vom Tankboden aufwärts, wobei sich sowohl Metall als auch Kunststoff als Behälterwerkstoff eignen. Das Ultraschallsignal wird von der Medienoberfläche reflektiert und aus der Laufzeit der Füllstand bestimmt. Neben der kontinuierlichen Messung lassen sich über Schaltsignale Füllstände überwachen.

3D-Füllstandmessung Der 3D Levelscanner arbeitet mit einer Gruppe von Schallwandlern, die die gesamte Füllgutoberfläche in einem Behälter oder Silo erfassen. Diese Informationen werden über einen Algorithmus bearbeitet, um ein dreidimensionales Diagramm zu erstellen. Volumen und Masse des Füllguts lassen sich damit exakt bestimmen. Mit dem System von Middendorf lassen sich Prozesse steuern und Bestände managen. Das Gerät kann an die meisten automatischen Steuerungssysteme angeschlossen werden. Messungen und Datenübermittlung im Remote-Betrieb sind möglich. Damit werden gefährliche manuelle Messungen überflüssig.

Temperatur und Druck Über den hydrostatischen Druck messen Sensoren von Wika die Füllstände in Tanks. Sie messen Druck und Temperatur in einer Messstelle. Die Druckmittler lassen sich bei extremen Temperaturen und Temperaturschwankungen einsetzen. In Sonderanfertigungen aus korrosionsbeständigen Metallen können die Druckmittler auch bei 400°C arbeiten. Sie eignen sich zudem für den Betrieb in aggressiven, korrosiven, hochviskosen, heterogenen und kristallinen Medien. Auch hygienische Prozessbedingungen lassen sich einhalten. Neben Membranen aus PTFE bietet der Hersteller Star-D-Membrane an, mit der sich Temperaturschwankungen auf die Messgeräte reduzieren lassen.

Millimetergenau Der Micropilot S FMR 540 von Endress+Hauser ist ein berührungslos arbeitendes Füllstandradar, das auch im eichfähigen Verkehr Anwendung findet. Das Radar arbeitet im K-Band, wobei sich die Wellen in einem engen Abstrahlkegel ausbreiten – bei Hornantennen 8°, bei Parabolantennen 4°. Das ermöglicht eine Messung auch nahe der Tankwand. Die Größe der Antenne erlaubt den Einbau bereits bei Stutzen mit Nennweite DN 100. Das Gerät weist einen Messbereich von 40m mit einer Genauigkeit von 1mm auf und eignet sich für Temperaturen bis 200°C. Bedienen lässt sich der Füllstandmesser vor Ort, die Kommunikation läuft über Hart.

Kostengünstig Die Weiterentwicklung des Vega-Radarsensors Vegapuls 67 bietet der Hersteller als kostengünstige Alternative zu Ultraschall- oder kapazitiver Messung an. Der Füllstandsensor ist mit einer Antenne aus Kunststoff ausgestattet und für Schüttgüter in Silos bis 15m optimiert. Für staubexplosionsgefährdete Bereiche verfügt das Gerät über eine Atex-Zulassung.

Mit Atex-Zulassung Die Füllstandmessgeräte 8136, 8137 und 8138 von Bürkert arbeiten berührungslos nach dem Puls-Radar-Prinzip und werden als kompakte Ausführungen mit oder ohne Anzeige geliefert. Die Konfiguration erfolgt über Hart-Kommunikation, Hart-USB-Modem und PC oder über das optionale Display. Sämtliche Geräte sind auch als explosionsgeschützte Ausführungen erhältlich. Der Typ 8136 eignet sich zur Füllstandmessung in offenen oder geschlossenen Behältern mit niedrigen Drücken und Temperaturen von bis zu 3bar und max. 80°C. Für höhere Drücke und Temperaturen lässt sich der Typ 8137 einsetzen. Als sterilisierbarer Füllstandmesser kommt der Typ 8138 in hygienischen Prozessen zum Einsatz. Je nach Werkstoff kann der Füllstand von neutralen oder aggressiven Flüssigkeiten, Pasten und Feststoffen mit einer Dielektrizitätszahl größer als 1,6 gemessen werden.

Für die Zone 0 Die thermischen Füllstandsensoren der Baureihe TFKS und TFGS eignen sich für explosionsgefährdete Gasatmosphären der Zone 0. Sie sind stationär und mobil einsetzbar und in verschiedenen Längen bis 370mm bei EGE-Elektronik erhältlich. Die Baureihe verträgt Temperaturen von -20 bis 80°C.

Hart und Feldbus Bei hohen Umgebungstemperaturen, in aggressiven Medien und bei dicken Behälterwänden lassen sich Füllstände radiometrisch bestimmen. Die Produktreihe Uni-Probe LB 490/491 von Berthold Technolgies misst Füllstand und Dichte radiometrisch. Neben Hart unterstützt das Gerät die Feldbussysteme Profibus PA und Fieldbus Foundation. Auch ein analoger 4 bis 20mA Stromausgang ist eingerichtet. Das Gerät verfügt über eine Zulassung nach Atex und nach Fisco.

Füllstand und Dichte Der Liquiphant mit dem Dichterechner FML621 von Endress+Hauser misst nicht nur den Grenzstand von Flüssigkeiten sondern bestimmt auch die Dichte. Das System misst den Füllstand über die Vibration. Dabei beeinflussen Mediendichte, Temperatur und Druck die Resonanzfrequenz. Über die Dichte-Information lassen sich zudem Medien erkennen und die Trennung bei der Abfüllung verbessern. Das Verfahren erspart aufwendige Laboranalysen und stellt die Messdaten direkt online aus dem Prozess zur Verfügung. Die Liquiphantreihe ist je nach Ausführung für verschiedene Prozessbedingungen geeignet. Als Ausführung T sind Prozesstemperaturen von -40 bis 150°C zugelassen. Das M Modell kommt ohne Dichtung aus und ist auch für hygienische Prozesse einsetzbar. Liquiphant S ist bis zu einer Temperatur von 280°C geeignet.

Auswertung integriert Die Serie Capcont M von ACS Control dient als Füllstandwächter und als Trockenlaufschutz für Pumpen. Das kapazitiv messende System erfasst Grenzstände in elektrisch leitenden wie nichtleitenden Medien und ist in Flüssigkeiten, viskosen und körnigen Medien wie Pulvern einsetzbar. Die zugelassenen Prozesstemperaturen bewegen sich im Bereich zwischen -30 und 125°C, die Drücke zwischen -1 und 10bar. Das Gerät verfügt über eine Auswerteelektronik und einen PNP-Schaltausgang.

Hitzebeständig Die Füllstandgrenzschalter der Reihe Soliphant M von Endress+Hauser eignen sich für feinkörnige und staubförmige Schüttgüter ab einem Schüttgewicht von 10g L-1. Der Vibrationsgrenzschalter verträgt Mediumstemperaturen von bis 280°C. Die Beschichtung aus ETFE und PTFE schützt denSensor vor Korrosion und Abrasion bei Messungen von Getreide, Mehl, Zucker, Gips oder Zement. Für Anwendungen in der Lebensmittelproduktion bietet der Hersteller das Modell mit polierter (0,8µm) Oberfläche an. Ohne mechanisch bewegliche Teile arbeitet der Sensor annähernd verschleiß- und wartungsfrei.

1000mal berührt und es ist passiert Die Mikrowellensensoren der Serie MFK von EGE-Elektronik reagieren auf Medienberührung an der Sensorspitze. Die aus Edelstahl und PTFE gefertigten Füllstandwächter verfügen über einen G1/2-Prozessanschluss. Der Sensor ist 40mm lang. Mit integrierter Elektronik verzichtet er auf ein nachgeschaltetes Auswertegerät. Der Sensor ist für Temperaturen von -20 bis 85°C ausgelegt.

Einfache Bedienung Der Flüssigkeits-Grenzschalter und Positionsschalter Sonocontrol bestimmt berührungslos über Ultraschall den Grenzstand durch Rohr- und Behälterwände. Der Schalter von Sonotec eignet sich für Anwendungen in der Pharmaproduktion, der chemischen Industrie wie auch im Anlagen- und Kraftwerksbau und der Hydraulik. Einmal werksseitig an die Messaufgabe angepasst, sind die Sensoren nach der Montage betriebsbereit.

Kieselsäure bestimmen Für die Spezialaufgabe, den Füllstand von Kieselsäure zu messen, hat UWT Level Control die Schwinggabelsonde Vibrasil 70 und Vibrasil 90 entwickelt. Die Schüttgutdichte von Kieselsäure kann sich bei Gebindeentleerung, Dosierung, innerbetrieblicher Förderung erheblich ändern, was die Füllstandbestimmung erschwert. Mit einer Auswerteelektronik gelingt es, trotz dieser Variation und der äußerst geringen Dämpfung am Ausleger der Schwinggabel den Schaltpunkt sicher zu erkennen. Die Sonde meldet je nach Anwendung „Voll“, „Bedarf“ oder „Leer“. Mit höherer Empfindlichkeit misst das Modell 70. Vibrasil 90 eignet sich für Messungen von Kieselsäure mit größerem Luftanteil, zum Beispiel als Durchflussüberwachung in Förderleitungen. Die Prozesstemperaturen können sich zwischen -20 und 150°C bewegen.

CIP und SIP Reinigung Anforderungen in der hygienischen Produktion wird der Vibrationsgrenzschalter LVL-AH von Pepperl+Fuchs gerecht. Er eignet sich zur Messung von zähflüssigen Medien und misst auch bei Turbulenzen, Strömungen sowie Luftblasen und schnellen Temperaturwechseln. Mit einem spaltfreien Design, einer Oberflächengüte von 1,5µm und einer zugelassene Messstofftemperatur bis 150°C ist der Sensor besonders für Anwendungen in der Lebensmittelproduktion geeignet. CIP- und SIP-Reinigungsfähigkeit sind gewährleistet.

Heftausgabe: Januar-Februar 2008
Gandert

Über den Autor

Gandert

Gandert

Loader-Icon