Informationen über den Füllstand in Prozessanlagen sind essenziell: Die Standmessung liefert eine wichtige Regelgröße. Nachdem wir in der letzten Ausgabe neue Füllstandmessgeräte für Schüttgüter vorgestellt haben, geht es nun um Geräte zur Messung von Flüssigkeiten.
Mit der Pegelsonde DMU 08 T lassen sich gleichzeitig Füllstand und Temperatur messen. Der hydrostatische Druck wird in ein 4- bis 20-mA-Stromsignal gewandelt. Bild: Afriso
Das 2-Leiter FMCW-Füllstandradar Rosemount 5408 kann bis SIL3 eingesetzt werden. Bild: Emerson
Krohne hat seine Optiwave-Serie von FMCW Radar- Füllstandmessgeräten um sechs neue 24- und 80-GHz- Transmitter erweitert. Bild: Krohne
Mit dem Radarstrahl durch Glas- und Kunststoffwände hindurch misst das Füllstandradar Vegapuls 64. Bild: Vega
Der berührungslos arbeitende Radar-Messumformer Pulsar Modell R86 arbeitet mit einer Messfrequenz von 26 GHz und erlaubt eine Auflösung von 1 mm. Bild: Magnetrol
Der Laser-Füllstand-Messumformer LLT100 ist ein robustes Messgerät für die berührungslose Füllstandmessung sowohl von Schüttgutmaterialien als auch von Flüssigkeiten. Bild: ABB
Die hydrostatischen Sonden Waterpilot FMX 21 werden in der Prozess- und Umwelttechnik zum Erfassen von Füllständen und Pegeln eingesetzt. Bild: Endress+Hauser
Wika hat sein Portfolio um zwei leistungsstarke Pegelsonden mit schlankem Design ergänzt. Bild: Wika
Je nach Einsatz sind die Pegelsonden mit integriertem Datenlogger im Edelstahl-Gehäuse oder anderen Materialien lieferbar. Bild: Keller
Mit der Pegelsonde DMU 08 T lassen sich gleichzeitig Füllstand und Temperatur messen. Der hydrostatische Druck wird in ein 4- bis 20-mA-Stromsignal gewandelt. Bild: Afriso
Das modulare Gerätekonzept der Serie Pascal CV wurde um den Differenzdruck-Messumformer Pascal CV Delta P erweitert. Bild: Labom
Das Differenzdruckmesssystem D-Pharp EJX40A ist mit zwei über ein Elektrokabel verbundenen Drucksensoren ausgestattet. Bild: Yokogawa
Die kompakten Ultraschall-Füllstandsensoren Pico+TF messen berührungslos den Füllstand bei Normal- oder Überdruck von Flüssigkeiten und Schüttgütern. Bild: Microsonic
Der Drehflügel-Füllstandanzeiger der Molosroto-Baureihe ist speziell für die Anforderungen in der Lebensmittelindustrie entwickelt worden. Bild: Mollet
Der verkabelte, Hartfähige Vibrationsgrenzwertschalter Rosemount 2140 besitzt zahlreiche Diagnosefunktionen. Bild: Emerson
Das 2-Leiter-FMCW-Füllstandradar Rosemount 5408 von Emerson kann bis SIL3 eingesetzt werden und ermöglicht genaue und zuverlässige Messungen. Darüber hinaus lässt sich das Füllstandmessgerät leicht bedienen und gestattet somit dem Anwender einen effizienteren Umgang mit der Messtechnik, wodurch gleichzeitig die Anlagensicherheit erhöht wird. Verbesserte On-board-Diagnosefunktionen unterstützen die vorbeugende Wartung und liefern relevante Informationen, um die Fehlerbehebung zu vereinfachen. Die Möglichkeit, eine Geräteüberprüfung oder eine Abnahmeprüfung auch aus der Ferne durchführen zu können, spart Zeit, erhöht die Effizienz einer jeden Anwendung und reduziert die Abhängigkeit von hochqualifiziertem Personal.
Krohne hat seine Optiwave-Serie von FMCW-Radar-Füllstandmessgeräten um sechs 24- und 80-GHz-Transmitter erweitert, darunter vier neue Geräte zur Messung von Flüssigkeiten. Die 2-Leiter-Geräte bieten Hart-7-Kommunikation und sind mit Prozessanschlüssen ab 3/4 Zoll verfügbar. Das Optiwave 3500 ist ein 80-GHz-FMCW-Radar-Füllstandmessgerät für hygienische Anwendungen in der Lebensmittel- und Getränkebranche sowie in der Pharmaindustrie. Es ist verfügbar mit zahlreichen Hygieneanschlüssen, der Messbereich reicht bis zum Prozessanschluss. Dank des schmalen Abstrahlwinkels und der geringen Blockdistanz eignet es sich für die Messung in schmalen Tanks, auch mit Rührwerken.
Optiwave 5400 ist ein 24-GHz-FMCW-Radar-Füllstandmessgerät für Flüssigkeiten in einfachen Prozessanwendungen in den Branchen Chemie, Öl und Gas sowie Energie. Es liefert genaue Messwerte in geschlossenen Tanks oder im Freien wie z. B. Flüsse oder Dämme (zur Speisung von Kühlkreisläufen), auch bei sich schnell ändernden Füllständen.
Optiwave 7400 ist ein 24-GHz-FMCW-Radar-Füllstandmessgerät für Flüssigkeiten in rauen Umgebungen wie beispielsweise Tanks mit Rührwerken, die korrosive Messstoffe enthalten, oder Nicht-Ex-Anwendungen bis 700 °C. Dieses für die Branchen Chemie, Petrochemie, Energie sowie Öl und Gas entwickelte Gerät bietet eine große Auswahl von Antennenoptionen. Für Anwendungen mit korrosiven oder gefährlichen Flüssigkeiten stehen ein Flanschteller oder eine zusätzliche Metaglas-Abdichtung zur Verfügung. Das Schnellkupplungssystem ermöglicht das Entfernen des Messumformers unter Prozessbedingungen.
Optiwave 7500 ist ein 80-GHz-FMCW-Radar-Füllstandmessgerät für die gleichen Branchen wie das Optiwave 7400 und eignet sich für Bedingungen bis 150 °C und 40 bar. Sein schmaler Abstrahlwinkel und die geringe Blockdistanz ermöglichen den Einsatz in kleinen und schmalen Tanks mit Einbauten wie Rührwerke oder Heizspulen sowie für Tanks mit langen Stutzen. Das Gerät misst sogar durch Tankdächer aus nicht leitfähigen Werkstoffen.
Mit dem Radarstrahl durch Glas- und Kunststoffwände hindurch misst auch das im vergangenen Jahr vorgestellte Füllstandradar Vegapuls 64 von Vega. Bei dem Gerät tragen mehrere Faktoren dazu bei, die Messung durch Schaugläser oder Kunststoffbehälter zu vereinfachen. Durch die deutlich niedrigere Frequenz (80 GHz) werden Störsignale bereits bei einer leichten Neigung zur Seite reflektiert, die Messung wird dadurch zuverlässiger. Sein großer Dynamikbereich ermöglicht es, dass Medien mit geringen Reflexionseigenschaften, also kleiner Dielektrizitätszahl, deutlich besser gemessen werden können als mit bisherigen Radarsensoren. Auch bei Schaum, extrem turbulenten Füllgutoberflächen, Kondensat oder Anhaftungen an der Antenne wird durch die höhere Messsicherheit eine zuverlässige Füllstandmessung möglich. Zudem lässt sich der Füllstand auch ganz nah am Behälterboden ermitteln. Die Genauigkeit liegt bei ±2 mm.
Der berührungslos arbeitende Radar-Messumformer Pulsar Modell R86 von Magnetrol arbeitet mit einer Messfrequenz von 26 GHz und erlaubt eine Auflösung von 1 mm. Gegenüber Geräten, die mit größerer Wellenlänge arbeiten, können kleinere Antennen verwendet werden. Dies ist bei anspruchsvollen Prozessbedingungen ein wichtiger Unterschied, da der kleinere Strahlungswinkel den Einbau in Prozessanschlüsse bis zu 1,5 Zoll ermöglicht.
Die Benutzerschnittstelle des Radar-Messumformers wird mithilfe einer fortgeschrittenen Diagnose gesteuert: Die automatisierte Echoerfassung überträgt Wellenformen- und Trenddaten in Echtzeit, so dass die Anwender die Situation auf einen Blick einschätzen können. Darüber hinaus speichert die Ereignishistorie bis zu 20 Ereignisse, einschließlich Diagnose- und Konfigurationsdaten, so dass Probleme schnell erkannt werden können. Es werden außerdem Tipps zur Fehlerbehebung gegeben, um praktische Lösungen zur Verfügung zu stellen, mit denen Unternehmen Ausfallzeiten reduzieren können.
Der Messumformer verwendet eine zirkulare Polarisation, so dass die Antenne nicht gedreht werden muss, um richtig ausgerichtet zu werden. Dies vereinfacht die Installation und erlaubt bei nahezu jeder Anwendung eine korrekte Ausrichtung. Es sind verschiedene Antennen für Temperaturen bis 400 °C oder mit Stutzenverlängerungen erhältlich.
Der Laser-Füllstand-Messumformer LLT100 von ABB ist ein robustes Messgerät für die berührungslose Füllstandmessung sowohl von Schüttgutmaterialien als auch von Flüssigkeiten. Die Messung ist unabhängig von den physikalischen Eigenschaften des Messmediums. Die Geräte lassen sich schnell montieren und sind wartungsfrei. Durch Verwendung eines Pulslasers für die Laufzeitmessung ermöglicht der Füllstandsensor eine sehr präzise Distanzmessung. Das Gerät erfüllt die Anforderungen für den Einsatz im Ex-Bereich sowie für Applikationen mit hohen Drücken oder Temperaturen.
Die hydrostatischen Sonden Waterpilot FMX 21 von Endress+Hauser werden in der Prozess- und Umwelttechnik zum Erfassen von Füllständen und Pegeln verwendet. Der robuste Keramiksensor lässt sich universell einsetzen. Auch Schlämme oder Salzwasser lassen sich messen. Eine integrierte Temperaturmessung und die automatische Dichtekompensation sorgen für ein präzises Messergebnis. Die Standard-Referenzgenauigkeit wird mit 0,2 % angegeben.
Wika hat sein Portfolio um zwei leistungsstarke Pegelsonden mit schlankem Design ergänzt. Die Pegelsonde Typ LW-1 eignet sich für die Füllstandüberwachung von Wasser und Abwasser. Typ LF-1 weist eine dauerhafte Beständigkeit in allen gängigen Ölen und Kraftstoffen auf. Beide Pegelsonden sind wegen des schlanken Gehäusedurchmessers von 22 mm (<1 Zoll) für den Einsatz in Rohren geeignet. Ein neues Abdichtungskonzept, Spezialkabel und weitere Optionen wie Ex- und Überspannungsschutz bei Blitzschlag sorgen für Sicherheit, auch unter harten Bedingungen. Die neuen Pegelsonden sind mit verschiedenen Ausgangssignalen verfügbar. Die Low-Power-Signale ermöglichen einen Batteriebetrieb ab 3,6 V, dessen Dauer durch schnelle Ansprechzeiten und einen geringen Stromverbrauch enorm erhöht wird. Die Überwachung der Messstofftemperatur ist über einen optionalen Analogausgang möglich. Die Parametrierung von Einheit und Fehlersignal sowie die Skalierung des Messbereichs erfolgen über Hart-Kommunikation.
Die CTD-Versionen (Conductivity, Temperature, Depth) der hochgenauen DCX-Pegel-Datenlogger von Keller können für Tiefen bis 200 m eingesetzt werden und sind eine Komplettlösung für die Wasserwirtschaft. Der Datenlogger für Langzeitbeobachtungen speichert über 50.000 Pegelmesswerte mit Zeitstempel und zusätzlich die jeweils zugehörigen Messwerte für Leitfähigkeit und Temperatur. Weil die Leitfähigkeit ein Maß für die Reinheit ist, können die integrierten Messsysteme zur Überwachung von Baumaßnahmen auf Eintritt von Meerwasser oder zur Beobachtung lokaler Wasserverschmutzungen eingesetzt werden. Je nach Einsatz sind die Pegelsonden mit integriertem Datenlogger im Edelstahlgehäuse oder anderen Materialien lieferbar. Mit einem Durchmesser von 22 mm passen die Kombisonden in Peilrohre ab 1 Zoll Nennweite. Die eingebaute Lithium-Batterie erreicht bei stündlicher Messung eine Lebensdauer von bis zu acht Jahren. Die robusten Platin-Elektroden zur Leitfähigkeitsmessung sind redundant gedichtet und erreichen so eine hohe Druckfestigkeit. Das eingespeiste Wechselfeld wird der Leitfähigkeit des Mediums angepasst. Zur Erfassung der Leitfähigkeit stehen die vier Messbereiche zwischen 0 bis 200 µS/cm und 0 bis 200 mS/cm mit einer Messgenauigkeit von ±2,5 % zur Auswahl. Da die Leitfähigkeit von Wasser stark temperaturabhängig ist, erfasst ein Pt1000-Fühler direkt zwischen den Elektroden die Temperatur des Mediums mit 0,1 K Genauigkeit.
Mit der im Lieferumfang enthaltenen Software Logger 5.1 lassen sich die Datenlogger in den autonomen CTD-Pegelsonden konfigurieren und auslesen und Daten an Behörden weiterleiten. Luftdruckkompensierte Pegelverläufe können synchron mit dem Verlauf der Leitfähigkeits- und Temperaturwerte grafisch dargestellt werden.
Mit der Pegelsonde DMU 08 T von Afriso lassen sich gleichzeitig Füllstand und Temperatur messen. Insbesondere wird die Pegelsonde bei Trinkwasser, Grundwasser, Abwasser (mit Option FEP-Kabel), Dieselkraftstoff und Heizöl eingesetzt. Das Gerät wandelt den hydrostatischen Druck von Flüssigkeiten in den Druckbereichen 0/100 mbar bis 0/25 bar und Temperaturen von 0/30 °C bis 0/70 °C in proportionale, voneinander unabhängige elektrische 4- bis 20-mA-Signale. Die Besonderheit der Pegelsonde ist die zeitgleiche Erfassung von Füllstand und Temperatur mit getrennter, voneinander unabhängiger Signalverstärkung, wodurch der Montage- und Wartungsaufwand erheblich gesenkt wird. Die Basis der Druckaufnahme bildet eine piezoresistive Silizium-Messzelle; die Temperatur wird mit einem integrierten Pt100-Element erfasst. Eine Sonderjustierung in allen gängigen Druckeinheiten ist möglich. Das Gehäuse besteht aus Edelstahl 316 L. Der elektrische Anschluss erfolgt standardmäßig über ein PUR-Kabel (IP 68) mit Luftschlauch als Referenzbezug zum umgebenden Luftdruck sowie einen integrierten Überspannungsschutz. Die beiden Ausgangssignale stehen in 2-Leiter-Technik zur Verfügung und sind kurzschlusssicher.
Der Messgerätehersteller Labom hat das modulare Gerätekonzept der Serie Pascal CV um den Differenzdruck-Messumformer Pascal CV Delta P erweitert. Das kompakte Modell ermöglicht einen einfachen Austausch verschiedener Funktionsmodule nach dem Prinzip „plug and measure“. Dabei lassen sich die Module vor Ort ohne Unterbrechung des Prozesses und ohne Neuabgleich austauschen. Die Geräte werden beispielsweise für die Überwachung von Filtern eingesetzt. Der Differenzdruckmessumformer misst nicht nur den Sättigungsgrad des Filters, sondern kann durch das An- oder Ausschalten eines angeschlossenen Gerätes auch direkt die notwendigen Maßnahmen einleiten. Ein weiteres Einsatzgebiet ist die Füllstandmessung in Chemie, Petrochemie, Verfahrenstechnik oder allgemeiner Prozesstechnik. Durch die Integration verschiedener Funktionsmodule ist je nach Bedarf auch nachträglich eine Erweiterung der Messaufgabe möglich. Zur Auswahl stehen unter anderem ein Schaltmodul mit zwei potenzialfreien Kanälen bis 0,5 A Schaltstrom, eine Multifunktionsanzeige, ein 4…20-mA-Ausgangssignal mit Hart-Protokoll und ein Profibus PA. Das Gerät erreicht bei einem Turndown von 5:1 eine Genauigkeit von ≤0,15 %.
Das Differenzdruckmesssystem D-Pharp EJX40A von Yokogawa ist mit zwei über ein Elektrokabel verbundenen Drucksensoren ausgestattet und für die Messung von Füllständen in Großtanks und von großen Differenzdrücken bei gleichzeitig hohen statischen Drücken konzipiert. Derartige Messsysteme können entsprechende Füllstände und Dichten sehr gut bestimmen. Das System wird zur Füllstand- und Dichtemessung eingesetzt – es besteht aus zwei separaten Drucksensoren, die über ein Elektrokabel miteinander verbunden sind und entsprechend kommunizieren. Basierend auf den von beiden Sensoren gemessenen Drücken bestimmt der Messumformer Differenzdruck, Füllstand, Durchfluss und den Druck der Prozessmedien. Zur Füllstandmessung an Großtanks oder Destillationskolonnen kann das Verbindungskabel bis zu 45 m lang sein. Da die Sensoren nur über ein Elektrokabel verbunden sind, ist der Einfluss der Umgebungstemperatur bei hochpräzisen Differenzdruckmessungen gering. Die zwei Drucksensoren lassen sich auf die Messung verschiedener Differenzdruckbereiche einstellen – dadurch kann das Gerät hohe Differenzdrücke bis 70 MPa messen.
Wenn Flüssigkeiten immer zäher 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 Flüssigkeiten wie Fruchtsaft, Öl, oder pharmazeutische Lösungen sowie Pasten und Schüttgüter. Für die 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.
Die kompakten Ultraschall-Füllstandsensoren Pico+TF von Microsonic messen berührungslos den Füllstand bei Normal- oder Überdruck von Flüssigkeiten und Schüttgütern. 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 erhältlich. Aufgrund ihrer kompakten Gehäuseabmessung sind die Füllstandsensoren 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.
Der Drehflügel-Füllstandanzeiger der Molosroto-Baureihe von Mollet ist speziell für die Anforderungen in der Lebensmittelindustrie entwickelt worden. Die Hygiene-Varianten sind wahlweise mit Kompaktgehäuse oder mit druckfest gekapseltem Rundgehäuse aus V4A-Stahl ausgestattet. Auch Messflügel, Wellen und Prozessanschlüsse werden aus dem gleichen Werkstoff gefertigt. Die Auswahl an Prozessanschlüssen wurde um die Milchrohrverschraubung (DIN 11851) und die Clampverbindung (DIN 32676) erweitert. Dichtringe und Flanschdichtungen entsprechen den Anforderungen des BfR sowie der FDA. Die Geräte können auch im Ex-Bereich eingesetzt werden.
Emerson hat den verkabelten, Hart-fähigen Vibrationsgrenzwertschalter Rosemount 2140 vorgestellt. Das einfach zu bedienende Gerät besitzt zahlreiche Diagnosefunktionen und eröffnet dem Anwender die Möglichkeit, eine wiederkehrende Geräteprüfung auch aus der Ferne durchzuführen. Der Grenzwertmelder kann bis 260 °C und unter rauen Umgebungsbedingungen eingesetzt werden und funktioniert nahezu unbeeinflusst von Durchfluss, Blasenbildung, Turbulenzen, Schaum, Vibrationen, Sedimentbildung, Belagsbildung, Flüssigkeitseigenschaften und Produktvariationen. Für sicherheitskritische Applikationen ist eine eigene, nach IEC61508 zertifizierte Version mit einem SSF-Wert von 97 % und 96%iger Diagnoseabdeckung verfügbar.
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