Füllstandmessung Füllstandmessung – wenn Ultraschall und Radar nicht funktionieren

Autor / Redakteur: Kerstin Hiller / Wolfgang Geisler

Ultraschall- und Radarsensoren leisten bei Füllstandmessungen für Silos und Behälter gute Dienste. In einigen Fällen jedoch sind die Messergebnisse zu ungenau.

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Silo-Füllstandmessung mit „Daisy-Wägezellen“
Silo-Füllstandmessung mit „Daisy-Wägezellen“
(Bild: MTS Sauerland)

Ultraschall- oder Radarsensoren werden häufig für die Füllstandmessung in Silos verwandt. Es handelt sich dabei um bewährte Verfahren und Systeme, aber trotzdem gibt es immer wieder Fälle, in denen die Ergebnisse nicht ausreichend genau sind.

Die Ursache für diese ungenügenden Messergebnisse kann zum einen konstruktiver Art sein, weil in den Silos und Behältern Einbauten oder Verstrebungen vorhanden sind, die Störechos hervorrufen. Zum anderen kann die Ursache im Schüttgut selbst liegen: weil es zu staubig ist, Brücken bildet, an den Wänden oder Einbauten haften bleibt, zu heiß oder zu aggressiv ist, oder weil die Dielektrizitätskonstante des Materials für eine Radarmessung zu niedrig ist.

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Die Alternative zu Ultraschall oder Radar – Wägung

Alternativ kann man dann häufig eine gravimetrische Füllstanderfassung auf der Basis von Dehnungsaufnehmern wie dem Typ daisy anwenden. Das Funktionsprinzip des Dehnungsaufnehmers ist ähnlich dem von klassischen Wägezellen. Es bietet aber den entscheidenden Vorteil, dass die Unterkonstruktion des Silos oder Behälters nicht aufwändig umgebaut werden muss. Die Sensoren werden einfach an die vorhandene Stützkons-truktion montiert. Sie erfassen hier die auftretenden Materialverformungen im Stützgefüge, die durch die Belastung aufgrund der Materialmenge im Silo oder Behälter auf­treten.

Dieses Messverfahren erzielt oft bessere Genauigkeiten als Radar- oder Ultraschallmessungen. Eine noch höhere Messgenauigkeit ist nur durch den Einsatz von Wiegezellen zur Gewichtsmessung möglich. Mit den Dehnungsaufnehmern sind sowohl einfache gravimetrische Füllstandmessungen und Überlast- bzw. Grenzwertmessungen realisierbar, des Weiteren aber auch exakte Kontrollmessungen für die Lkw-Verladung.

Installation und Abgleich – einfach und schnell

Die Montage der Daisy-Sensoren ist sehr einfach – sie werden mittels vier M6-Befestigungsschrauben an den Silostützen aufgeschraubt. Dies kann auch während laufender Produktion erfolgen. Eine Abdeckkappe schützt den Sensor vor äußeren Einflüssen wie Staub und Feuchtigkeit. Zusätzlich wird bei außenstehenden Silos eine Isolation im Bereich der Montagepunkte angebracht, die zum Schutz vor Sonneneinstrahlung und damit hervorgerufener thermischer Einflüsse auf die Stahlkonstruktion dient.

Bei Inbetriebnahme werden ein Nullabgleich bei leerem Silo sowie eine Korrektur mittels Verladeergebnis der Ausgangswaage durchgeführt. Danach ist das Daisy-System betriebsbereit.

Für die Auswertung des Sensor-Signals sind alle gängigen Messverstärker, die Vollbrückensignale auswerten können, einsetzbar. Für die Lkw-Verladung bietet MTS die Auswerteeinheit MV 1000 an, deren Funktionalität speziell für diese Anwendung angepasst und auf die Bedürfnisse der Benutzer abgestimmt wurde. Zur Eingabe und Korrektur sind nur minimale Gerätekenntnisse notwendig und die Eingabe eines Korrekturfaktors ermöglicht eine einfache Justage. Der Bediener kann die Gewichtswerte jedoch direkt am Gerät ablesen und mittels Brutto/Netto-Umschaltung einfache Verladungen eigenständig durchführen. Diese Daten stehen auch als Analog- oder Digitalwert zur Weiterleitung an eine SPS-Steuerung zur Verfügung.

Zusammenfassend lässt sich feststellen: Der Einsatz von Daisy-Sensoren bietet eine technisch und preislich attraktive Alternative zu anderen Füllstandmesssystemen. Sie können zur Kontrollmessung bei der Lkw-Verladung, zur kontinuierlichen Füllstandmessung wie auch zur Überlast- oder Grenzwertmeldung eingesetzt werden. Ihre besonderen Vorteile sind die Unabhängigkeit vom Schüttgut und ihre einfache Nachrüstbarkeit.

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