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Füllstandmessung unterschiedlicher Medien mit Radartechnik

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So verschieden wie die Eigenschaften von Schüttgütern und Flüssigkeiten sind auch die Techniken zur exakten Feststellung der jeweiligen Füllhöhen. Radar bietet einige Vorteile: Die Messung ist unabhängig von Staub, Temperatur, Gas, Druck oder Schall. Und da die Geräte berührungslos arbeiten, sind zudem aggressive Medien wie Säuren oder Laugen kein Problem.

Bei der Füllstandmessung von Schüttgütern müssen unterschiedliche Aspekte miteinander verknüpft werden, denn jedes Schüttgut verhält sich auf Grund seiner speziellen Eigenschaften anders, weshalb eine unpassende Wahl des Messgerätes zu Fehlmeldungen führen kann. Zudem beeinflussen neben den Eigenschaften der einzelnen Schüttgüter wie Feuchtigkeit, Staubbildung oder Anhaftung auch die Wünsche der Endkunden, die Interessen der Anlagenbauer und das Angebot der Hersteller die Auswahl eines Messverfahrens. Unter Umständen werden Entscheidungen getroffen, die sich mit der Zeit als technisch falsch oder später auch als kaufmännisch bedenklich herausstellen.

Staub ist nichts für Ultraschall
Ein Beispiel aus der Praxis: Ein Silo wird in zeitlich gleichbleibenden Abständen mit Mehl gefüllt. Des günstigen Preises wegen wählt der Anlagenbetreiber ein kontinuierlich messendes Ultraschallgerät zur Füllstandmessung aus. Er will eigentlich immer nur während des Mehlverbrauchs den Füllstand im Silo messen. Soweit funktioniert das System. Bei der Befüllung des Silos entsteht jedoch Mehlstaub. Durch den Staub hindurch kann das Ultraschallgerät nicht messen; daher kann es das erforderliche Signal zur Silo-Vollmeldung bei Staubbildung nicht erbringen. Es löst Fehlmeldungen aus, da es für diese Anwendung insgesamt weniger geeignet ist.
Dieses Beispiel zeigt nicht nur, welch wichtige Rolle das richtige Messgerät spielt, sondern auch, wie effektiv eine kompetente Beratung ist. Endkunden erwarten ein zuverlässiges Messgerät mit langer Lebensdauer, Anlagenbauer ein kostengünstiges Gerät, das nicht nur die Garantiezeit übersteht, sondern die hohe Qualität der gelieferten Anlage unterstreicht. Technische und kaufmännische Optimierungs- prozesse müssen daher in Einklang gebracht werden.
Deshalb entwickelt und verkauft MBA Komponenten, die auf unterschiedliche Anforderungen der Schüttgutmessung zugeschnitten sind. „Bei jedem Auftrag wählt unser Unternehmen die Produkte hinsichtlich ihrer Einsatzmöglichkeit und gegenseitigen Ergänzung im speziellen Anwendungsfall aus“, erklärt Geschäftsführer Hans-Heinrich Westphal und erläutert: „Grundsätzlich sollten alle verantwortungsvollen, technischen Berater – gleichgültig welche Produkte sie verkaufen – immer die optimale Lösung einer Messaufgabe für den Kunden im Auge haben.“
Mit modernen Radargeräten, die die Füllstände in Silos, Bunkern oder anderen Behältern kontinuierlich messen, bietet MBA Instruments intelligente Füllstand-messung mit hoher Genauigkeit und Qualität an. Neben dem Inhalt von Behältnissen lassen sich auch Halden mit der Radartechnik messen.
Radar: Unbeeindruckt von Umwelteinflüssen
Bei der Messung mittels Radar werden Mikrowellenimpulse von einer Antenne gesendet. Die Radarwellen treffen auf die Füllgutoberfläche und werden von dort an die Sende- und Empfangsantenne reflektiert. Zwischen Senden und Empfangen des Signals entsteht ein Zeitintervall, das proportional zur Füllstandhöhe ist. Bei besonders kurzen Abständen zwischen Füllgut und Antenne sind auch die Zeitintervalle minimal.
Um trotzdem brauchbare und verlässliche Daten zu erhalten, arbeiten die Radarmessgeräte von MBA mit einem Zeitdehnungsverfahren. Die Messung ist dabei unabhängig von Staub, Temperatur, Gas, Druck oder Schall. Fehlmeldungen, wie im genannten Beispiel, können folglich nicht entstehen.
Berührungslose Messungen bieten darüber hinaus bei sensiblen Schüttgütern wie Lebensmitteln oder Chemikalien einen hygienischen Vorteil. Das Schüttgut kommt – je nach Installationsort – selten oder nie mit dem Messgerät in Kontakt und folglich auch nicht mit anderen Materialien – abgesehen vom Füllbehälter selbst. Verunreinigungen durch das Messgerät kommen nicht vor. Auch bleibt das Messgut an sich unangetastet, sodass keine überflüssige Durchmischung im Behälter stattfindet. Produkte wie Mehl, Milchpulver oder alle Arten von chemischen oder reinen Pulvern bleiben in ihrer Homogenisierung erhalten. Bei besonders feinkörnigem Schüttgut mit hohem Staubgehalt ist ein zusätzlicher Spülluft-Anschluss sinnvoll. Die Spülluft reinigt den Antennenkopf mit Sender und Empfänger auch von feinsten, angelagerten Stäuben und sorgt so für einwandfreie kontinuierliche Messungen der Füllstände.
Wenn’s sensibel wird: Berührungslos messen
Besonders bei Flüssigkeiten oder feuchten Gütern zeigt sich der Mehrwert einer berührungslosen Messtechnik. So befindet sich die Antenne nicht permanent in der Flüssigkeit, wie es unter Umständen bei anderen Messtechniken der Fall ist. Korrosion oder chemische Reaktionen werden weitgehend vermieden. Da aggressive Inhalte wie Säuren oder Laugen mit dem Radargerät gar nicht erst in Kontakt kommen, treten an den Messgeräten MBA300 und MBA400 keine Verschleißerscheinungen auf.
Besonders von Vorteil ist die Variation der Nutzungsmöglichkeiten. Dank der individuellen Einsatzmöglichkeiten der Radarmessgeräte lässt sich ein und derselbe Behälter mit unterschiedlichen Materialien füllen, ohne dass die Messtechnik jedes Mal angepasst werden muss. Voraussetzung hierbei ist allerdings die Reflexionsfähigkeit des zu messenden Materials, die am dimensionslosen k-Wert (Dielektrizitätskonstante) abgelesen werden kann. Bei dem MBA400 lässt sich die Antenne nach Bedarf oder Anforderung anpassen, je nachdem, um was für ein Behältnis es sich handelt. Unterschiedliche Antennen wie die Parabol-, Horn- oder Kunststoffhornantenne ermöglichen eine exakte Füllstandmessung auch in schmalen Behältern oder solchen mit Einbuchtungen.
Neben der Lotung von Behältern und Silos mit dem Lotsystem MBA369, ermöglichen die Geräte MBA300 und MBA400 auch die kontinuierliche Messung von Halden mit Gütern. So lassen sich auch aufgeschüttete Materialien wie Steine, Klinker oder Erze messen.
„Die Messung des Füllstands mittels Radartechnik ist das vielseitigste, kontinuierlich arbeitende Messverfahren. Beim Einsatz von Radartechnik entfallen nach der Montage weitere Wartungsarbeiten oder Kalibrierungen“, erklärt Hans-Heinrich Westphal und führt fort: „Der Membranschalter MBA100, der Drehflügel MBA200 und der Schwingflügel MBA700 ergänzen als Grenzstandschalter und redundante Systeme diese kontinuierlichen Messungen in idealer Weise.“
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