Füllstandmessung, auch bekannt als Füllstanderfassung, wird in der Regel in zwei Ausführungen durchgeführt, kontinuierliche Erfassung und Grenzstanderfassung. Bei kontinuierlicher Füllstanderfassung misst der Sensor ständig den Flüssigkeitsstand oder den Feststoff im Tank. Aber der heutige Artikel konzentriert sich auf die zweite Art, die Grenzstanderfassung.

Hier setzt der Bediener ein Niveau fest und der Sensor erkennt einfach das Vorhandensein oder das Fehlen von Produkt auf dieser Ebene. Sie können diese binäre Ausgabe einfach in ein Steuerungssystem für sofortiges Starten oder Anhalten des Prozesses integrieren.

Grenzstanderfassungfunktioniert mit Flüssigkeiten, Pasten, Pulvern oder Schüttgütern in Silos. Es können Probleme bei wechselnden Eigenschaften, Turbulenzen, Schaum, Vibrationen oder Ansammlungen auftreten, aber eine große Auswahl an Größen, Montagearten und Materialien machen Detektion leicht.


Reden wir nun über die Arten der Grenzstanderfassung, die Sie finden können.

Arten der Grenzstanderfassung

Schwingungs- oder Stimmgabel

Dieser Sensor erfasst die Frequenzänderungen einer Stimmgabel. Piezoelektrische Kristalle oszillieren die Enden bei ihrer natürlichen Frequenz. Wenn das Produkt die Enden abdeckt, sinkt die Frequenz. Das Gerät erkennt diese Änderung und sendet ein Signal an das Steuerungssystem. Das System analysiert dann die Änderung und sendet einen Befehl zurück an das Gerät, um ein- oder auszuschalten.

Diese einfache Methode liefert zuverlässige und kostengünstige Daten. Die einfache Montage und geringe Wartung machen sie zu einer guten Wahl für viele Flüssigkeiten und Pulver sowie feste Schüttgüter. Der Sensor kann sich jedoch falsch verhalten, wenn ein viskoses Produkt Ablagerungen verursacht.

Wo es verwendet wird

Wenn das Medium flüssig, körnig oder Schüttgut, schaumbildend und viskos ist, ist der Vibrationsfüllstandschalter eine ideale Wahl für die Installation.
Diese Grenzstanderfassungssmethode funktioniert auch in Luftblasen und in turbulenten Bedingungen.

Beispiele

Kapazität Grenzstanderfassung

Dieses Prinzip konzentriert sich auf Kondensatoränderungen. Die Sonde und die Wand fungieren als die beiden Platten eines Kondensators, wobei die Isolierung der Sonde als Dielektrikum fungiert. Wenn das Produkt zwischen der Sonde und der Wand verläuft, erhöht sich die Kapazität, was ein Signal zum Umschalten auslöst. Für diese Art des Sensors muss das Produkt eine andere dielektrische Konstante als Luft haben.

Dieser Sensor funktioniert in Flüssigkeiten, Feststoffen und Mischstoffen, aber man muss seine Grenzen beachten. In kleinen Tanks mit einem schnell fließenden Produkt erhalten Sie gute Laufleistungen; die schnelle Reaktion verhindert Überfüllungen. Es benötigt jedoch eine regelmäßige Kalibrierung, um verschiedene dielektrische Konstanten auszugleichen.

Wo es verwendet wird

Immer, wenn wir einen klaren Unterschied in derDialektrik des Mediums und der Luft haben, können wir Kapazitäten-Schalter verwenden!

Der leitfähige Schaum kann einen Fehler bei der Messung verursachen, aber wir können diese Grenzerfassungsmethode weiterhin bei Anwendungen mit nicht-leitfähigem Schaum verwenden. Auch geht ein Kapazitäten-Schalter besser mit Ablagerungen in den Anwendungen um.

Beispiele

Konduktivitäts-Grenzstandschalter

Konduktivitäts-Grenzstanderfassung beruht auf dem Unterschied der elektrischen Leitfähigkeit zwischen Luft und Flüssigkeit. Eine Sonde wird als Elektrode und ein elektrisch leitfähiger Tank als eine andere Elektrode verwendet.

Wird der Behälter aus nicht leitendem Material wie Kunststoff oder Beton hergestellt, ist eine zusätzliche Elektrode zu berücksichtigen. Der Schalter für Konduktivitäts-Füllstandmessung erkennt den Füllstandwiderstand, wenn die Elektrode vom Medium bedeckt ist und ein Alarm übermittelt wird.

Diese Art von Sensor hat viele Vorteile, etwa keine beweglichen Teile, einfache Installation und keine Wartung. Aber um richtig zu funktionieren, muss die Prozessflüssigkeit eine minimale Leitfähigkeit haben, sodass Strom leicht durch sie fließen kann.

Wo es verwendet wird

Konduktivitäts-Grenzstandschalter sind ideal für Flüssigkeiten mit elektrischer Leitfähigkeit > 1 μS/cm. Wenn das Medium klebrig ist, z. B. einige Öl- und wasserbasierte Flüssigkeiten, die ein pasten-artiges Medium bilden, dann werden Konduktivitäts-Grenzstandschalter verwendet. Diese Schalter bieten auch eine aktive Ablagerungs-Kompensation.

Beispiel

Drehflügelschalter

Das Prinzip basiert auf dem Moment der Widerstandsänderung eines rotierenden Paddels in einem Medium in Bezug auf Luft.  Der Drehflügel-Grenzstandschalter ist die erste Wahl für Schüttgüter in Silos für Überfüllungs-, Leere- und Anforderungsalarm. Es ist ideal für fließende Schüttgüter bis zu einer Größe von 50 mm.

Während des normalen Betriebs (im Luftmedium) rotiert ein Synchronmotor das Paddel langsam mit der Frequenz von 1 Hz. Wenn diese Paddelrotation durch das umgebende Material durchbrochen wird, stoppt der Motor die Rotation und löst einen Mikroschalter aus, um den Zustand zu verändern und die Alarm- oder Kontrollaktion anzuzeigen. Wenn der Füllstand sinkt, startet der Mikroschalter wieder den Motor.

Wo es verwendet wird

Der Drehflügelschalter ist ideal für fließende Schüttgüter bis zu einer Korngröße von 50 mm. Einige Anwendungsbereiche für Grenzstanderfassung sind Schüttgüter, z. B. Kreide, Zement, Kunststoff, Holzstaub und Waschpulver.

Beispiel

Schwimmerschalter

Diese bekannte Methode basiert auf dem Archimedes-Prinzip des Auftriebs, wo eine auftreibende Kraft an einem Objekt dem Gewicht der verdrängten Flüssigkeit entspricht. Hier muss Ihr Schwimmer weniger wiegen als die minimale erwartete spezifische Schwerkraft Ihres Produktes.

Der Schwimmer sitzt auf einem beweglichen Arm, gekoppelt an einen Mikroschalter. Die Lage des Schalters hängt von der Montage- und Tankkonstruktion ab. Abhängig von den Bedürfnissen Ihres Prozesses können Sie den Schwimmer verschieden positionieren, bspw. an der Seite, unten oder oben.

Wo es verwendet wird

Schwimmerschalter können in einfachen Anwendungen der Flüssigkeitsstandserfassung eingesetzt werden. Dieser Schalter braucht keine Feldkalibrierung, aber Sie müssen auf Korrosion achten, die ein Loch im Schwimmer verursachen könnte.

Beispiele

Thermische Dispersionsschalter

Diese Erfassungsmethode verwendet konvektive Wärmeübergangstheorie. Der Schalter verfügt über zwei Widerstandstemperaturdetektoren (RTDs), einen als Referenzpunkt und den anderen, um die Produkttemperatur zu messen. Dieses Gerät verwendet auch eine Wheatstone-Brücke. Wenn sich eine Änderung der Brücke ergibt, wird der Prozess umgeschaltet.

Diese Methode funktioniert gut in Hochtemperatur- und Hochdruck-Anwendungen, aber sie reagiert langsamer als andere Methoden. Eine Kalibrierung mit dem Produkt ist ebenfalls erforderlich.

Wo es verwendet wird

Thermische Dispersionsschalter eignen sich am besten für Hochtemperatur- und Hochdruckanwendungen von Flüssigkeiten, Gasen und Schlämmen, die manchmal mit korrosiven Eigenschaften verbunden sind.

Beispiel

Schlussfolgerung

Sie können die Grenzstanderfassung einsetzen, wenn Sie lediglich über das Vorhandensein oder das Fehlen eines Produktes Bescheid wissen müssen. Da diese Methoden Überfüllungen verhinden und Pumpen schützen, indem sie diese vor Austrocknen schützen, können Sie sie als Backups für Ihre kontinuierliche Füllstandmessung installieren.

Wenn Sie mehr über eines oder mehrere dieser Geräte erfahren möchten, dann schauen Sie sich unser Geräteverzeichnis an, in dem Sie Beispiele für jede Geräteart zum Vergleichen finden. Um mehr über die Grenzstanderfassung zu erfahren, kget in touch with our engineers!

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