Hydrostatische Füllstandsmessung

Der Klassiker stellt sich vor: Hydrostatische Füllstandsmessung

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Eine statische Flüssigkeit bewirkt durch ihre spezifische Dichte und die wirkende Schwerkraft eine entsprechend der Füllhöhe proportional ansteigende Gewichtskraft bzw. einen ansteigenden hydrostatischen Druck. Folglich stellt der hydrostatische Druck ein direktes Maß für den Füllstand bzw. den Füllgrad eines Tanks- oder Behälters dar.

Da der hydrostatische Druck jedoch unabhängig vom Volumen und der Form eines Behälters ist, kann er zwar direkt zur Messung des Füllstandes verwendet werden, muss jedoch für eine „Messung“ der Füllmenge weiter verarbeitet werden. Aus dem gemessenen Füllstand kann mittels einer sogenannten Tanklinearisierungstabelle die aktuell im Behälter vorhandene Füllmenge berechnet werden.

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Diese Tanklinearisierungstabelle dokumentiert für verschiedene Druckwerte die jeweils im Behälter befindliche Füllmenge. Aus diesen hinterlegten Druck/Füllmenge-Wertepaarungen kann nun eine Kurve abgeleitet werden, die dem Anwender für jeden gemessenen hydrostatischen Druck ein entsprechendes Füllvolumen darstellt. Üblicherweise erfolgt diese Berechnung in der SPS, so dass dem Benutzer direkt auf dem Bildschirm die aktuell vorhandene Füllmenge im Behälter angezeigt wird.

Um die Füllmenge mit hoher Genauigkeit aus dem hydrostatischen Druck bestimmen zu können, wird der Drucksensor idealerweise auf Höhe der gewünschten Nullmessung platziert. Ausgehend von diesem Messpunkt misst der Sensor den hydrostatischen Druck als direktes Maß für den Abstand vom gewählten Messpunkt bis zur Medienoberfläche. Der gemessene hydrostatische Druck einer Flüssigkeit beinhaltet jedoch zusätzlich zur Gewichtskraft des Mediums auch den auf die Flüssigkeitsoberfläche wirkenden Umgebungsdruck im Falle offener bzw. belüfteter Tanks/Becken respektive den Gasdruck in gekapselten, gasdicht verschlossenen Tanks. Den aufliegenden Druck der Umgebungsluft bzw. des Gasdrucks kann man als Kraft bzw. Gewicht ansehen, die zusätzlich zur Flüssigkeitsgewichtskraft, auf den Drucksensor als hydrostatischen Druck wirkt.

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