Ein breites Geräteportfolio eröffnet den Weg zu optimalen Füllstandmessungen

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VEGA Grieshaber KG

Emerson Process Management GmbH & Co.OHG

Meister Strömungstechnik GmbH

Siemens AG

Alleskönner gibt es nicht, aber Spezialisten

In den letzten Jahren hat sich bei der berührungslosen und berührenden Radartechnologie viel getan. Siemens erwartet für seine Puls- und FMCW-Technologie weiterhin zweistellige Zuwächse. Die Leistungsfähigkeit der Radartechnologie steigt von Jahr zu Jahr, im Gegenzug sinken die Preise. Inzwischen liegt der Messbereich bei Schüttgütern bei beachtlichen 100 Metern. Auch in Flüssigkeiten ist die Technologie deutlich auf dem Vormarsch.

Die berührungslose Radartechnologie kann speziell unter schwierigen Prozessbedingungen ihre Stärke ausspielen. So erlaubt beispielsweise die robuste und vergossene Bauweise des kompakten Zwei-Leiter-Radar-Füllstandmessumformers Sitrans LR260 Anwendungen in Extrembereichen. Er trotzt Hitze, Staub und Vibrationen, wie folgendes Beispiel beweist.

Berührungslose Radarsensoren trotzen im Sinterprozess der Roheisengewinnung Temperaturen von mehr als 1200 °C. Im Gegensatz zu produktberührenden Verfahren erfordern sie weder Reinigung noch Wartung. Weil die berührungslose Technologie eine vom eigentlichen Prozess entfernte Montage ermöglicht, konnte auch die Standzeit der Geräte nochmals deutlich erhöht werden.

Aber: Auch Radar kann nicht alles. Trotz der wichtigsten hier genannten Vorteile ist die Technologie kein universell einsetzbares Verfahren, das die Anforderungen jeder Applikation erfüllen kann. Der Knackpunkt für weitere Anwendungen: Die Radartechnologie im 24-GHz-Bereich ist bis heute für Frei-Feld-Applikationen nicht zugelassen und darf nur in geschlossenen Behälter eingesetzt werden. Die Gesetzgebung ist hier eindeutig.

Clevere Alternative: gravimetrisch messen

Die gravimetrische Füllstandmessung, die kaum ein anderer Anbieter von Füllstandmesstechnik im Portfolio hat, zählt sicherlich nicht zu den klassischen Verfahren. Der große Unterschied: Bei dieser Methode wird die Materialmenge erfasst. So kann der Anwender also gleichzeitig Füllstand und exakte Masse bestimmen. Mit Wägezellen und -elektroniken der Gerätereihe Siwarex lassen sich Genauigkeiten bis zu 0,05 Prozent erreichen.

Der Clou ist, dass die Füllstandmessung keinen Eingriff in Tank oder Behälter erfordert. Die Messung ist unabhängig vom Material, dessen Eigenschaften und der Behältergeometrie. Art und Beschaffenheit der Medien, ob flüssig oder fest, aggressiv, leitend oder nichtleitend, Schaum oder Staub bildend, dampfend, kleine oder große Korngröße, all dies spielt keine Rolle. Schütttrichter bzw. Schüttkegel, Brückenbildung und Anbackungen sowie Rührwerke, die mitunter anderen Verfahren, beispielsweise auch Radar, Probleme bereiten können, beeinflussen das Ergebnis nicht: Die gravimetrische Messung wird durch solche Probleme nicht verfälscht.

Viele Anwender greifen gerne auch dort auf die gravimetrische Füllstandmessung zurück, wo Robustheit gefragt ist, z.B. auch in temperaturkritischen Anwendungen in der Stahlindustrie. Standzeiten von 25 Jahren und mehr sind selbst dort keine Seltenheit.

Siwarex-Geräte bieten einen weiteren Vorteil: Die Wägeelektronik als Funktionsmodul ist wiederum ein Bestandteil des breiten Simatic-Portfolios. Der Anwender profitiert somit zusätzlich von den durchgängigen Automatisierungslandschaften aus dem Angebot „Totally Integrated Automation“: vom Sensor über die Steuerung bis ins Leitsystem. So setzt auch eines der größten deutschen Chemieunternehmen bei rund 30 Prozent seiner Füllstandmessungen auf Wägetechnik von Siemens.

Unschlagbar einfach: hydrostatisch messen

Die hydrostatische Messung ist das am weitesten verbreitete Verfahren zur Bestimmung des Füllstandes, das aber heute von modernen Technologien immer mehr verdrängt wird. Nicht immer zu recht, denn das Messprinzip zeigt seit Jahrzehnten tagtäglich in unzähligen Anwendungen, was es kann. So vertraut einer der Global Player der Chemieindustrie bis heute bei mehr als 50 Prozent seiner Füllstandmessungen auf Differenzdruckmessungen. Sie sind preiswert, zuverlässig, einfach in Betrieb zu nehmen, kommen ohne komplexe Echokurven aus, Einbauten stören nicht und sie sind für jede erdenkliche Tankform geeignet; und die Liste ihrer Vorteile ließe sich fortsetzen.

Für die Füllstandmessung mit Messumformern für Relativ- und Differenzdruck, z.B. in offenen oder geschlossenen Behältern sowie in Brunnen, stehen verschiedene branchenspezifische Ausführungen zur Verfügung. Durch die Materialvielfalt der Prozessanschlüsse, z.B. aus Tantal, Edelstahl oder Gold, sind die hydrostatischen Füllstandsonden sehr vielseitig einsetzbar. Die widerstandsfähigen Geräte finden sich in allen Bereichen der Prozessindustrie, von der Wasserwirtschaft über die chemische, pharmazeutische sowie Lebensmittel- und Getränkeindustrie bis in die Raffinerien.

* Die Autoren sind Mitarbeiter der Siemens AG Industry Sector, Bereich Industry Automation/Sensors and Communication in Karlsruhe.

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