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Füllstandmessung Radarfüllstandmessung für Kunststoffe – So erkennen Sie selbst kleinste Signale

| Autor/ Redakteur: Dipl.-Ing. Sabine Mühlenkamp / Dr. Jörg Kempf

Kunststoffgranulate werden zwar wegen ihrer Einfachheit beim Transport, in der Verpackung und beim Handling geschätzt, ihren genauen Füllstand in einem Silo zu messen, ist jedoch immer wieder eine Herausforderung. Ein neues Radarfüllstandmessgerät sorgt nun dank besserer Fokussierung und einer bisher unerreichten Signalempfindlichkeit für genauere und sichere Messergebnisse.

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Die sehr niedrige Dielektrizitätszahl (DK=1,2) von Kunststoffgranulaten liefert nur kleine Reflexionen, da ein großer Teil der Radarsignale vom Medium absorbiert wird. Für den Vegapuls 69 kein Problem!
Die sehr niedrige Dielektrizitätszahl (DK=1,2) von Kunststoffgranulaten liefert nur kleine Reflexionen, da ein großer Teil der Radarsignale vom Medium absorbiert wird. Für den Vegapuls 69 kein Problem!
(Bild: Vega, © amstockphoto - Fotolia, [M]-Sahlmüller)

Die Sache ist eigentlich ganz einfach: Ein Radarsensor kann nur den richtigen Füllstand messen, wenn auch ein eindeutiges Füllstandecho vorhanden ist. Speziell bei Schüttgütern gilt: Weisen die Störsignale die gleiche Größe wie das Füllstandecho auf, ist eine zuverlässige Messung nicht möglich. Unglücklicherweise tritt diese Situation bei vielen Kunststoffpulvern und -granulaten auf. Ihre sehr niedrige Dielektrizitätszahl liefert nur kleine Reflexionen, da ein großer Teil der Radarsignale vom Medium absorbiert wird. Hinzu kommen häufig Störsignale durch die kunststoffspezifischen Einbauten in Silos. So wird Kunststoffpulver in der Regel in etwa 20 m hohen, sehr schlanken Behältern gelagert.

„Umlaufende Schweißnähte, selbst wenn diese nur wenige Millimeter groß sind, führen in Silos immer wieder zu Störreflexionen. Im schlechtesten Fall gibt es alle 50 cm eine solche Schweißnaht, die das eigentliche Nutzsignal überlagert“, erklärt Jürgen Skowaisa, Produktmanagement Radar und Ultraschall bei Vega, die schwierige Situation. „Gerade bei Kunststoffpulvern mit kleiner Dielektrizitätszahl war dies häufig der Fall, sodass es äußerst schwierig war, das richtige Signal heraus zu filtern. In einigen Behältern mit stark strukturierten Silowänden oder Verstärkungsringen war eine zuverlässige Messung nicht möglich.“

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Eine weitere typische Anwendung, an der herkömmliche Füllstandsensoren häufig scheiterten, sind Mischsilos: Kunststoffgranulate werden vielfach im Silo mithilfe von Mischrohren durchmischt, damit auch über einen sehr langen Zeitraum garantiert wird, dass sich die Eigenschaften, z.B. die Farbe, innerhalb einer Charge nicht verändert. Allerdings verursachen diese Rohre, die etwa einen Durchmesser von 300 mm haben und mit umlaufenden Öffnungen versehen sind, erhebliche Störsignale. „Nur mit einer intelligenten Software und mit sehr viel Erfahrung seitens des Technikers war eine zuverlässige Füllstandmessung überhaupt machbar“, erklärt Füllstandexperte Skowaisa.

Dennoch hat sich in den vergangenen Jahren die Radarfüllstandmesstechnik in Anwendungen der Kunststoffindustrie durchgesetzt. „Soweit der Einsatz möglich war, wurde diese Art der Messung sehr geschätzt, da sich die berührungslose Messung weder von Staub, Lärm oder Luftturbulenzen beeindrucken lässt. Diese Messtechnik garantiert zudem eine hohe Anlagenverfügbarkeit, da die Technik verschleiß- und wartungsfrei ist“, so Skowaisa.

Seit vergangenem Herbst haben sich nun viele Probleme rund um die Füllstandmessung in der Kunststoffindustrie quasi in Luft aufgelöst. Vor gut einem halben Jahr brachte das Schiltacher Unternehmen Vega ein neues Radarfüllstandmessgerät auf den Markt. Die wichtigste Neuentwicklung des Vegapuls 69 ist, dass das Füllstandmessgerät mit einer Frequenz von 79 GHz arbeitet. Die höhere Frequenz ermöglicht eine deutlich bessere Fokussierung des Sendesignals.

Vor allem bei Behältern mit vielen Einbauten oder eben störenden Elementen wie Schweißnähten an den Behälterwänden hilft die gute Fokussierung, das eigentliche Messsignal von Störsignalen besser zu trennen. Mit neuen Mikrowellenkomponenten können selbst kleinste Reflexionssignale noch erfasst werden. Damit lassen sich auch bis dahin schwierig zu messende Produkte mit schlechten Reflexionseigenschaften, also sehr niedriger Dielektrizitätszahl, beispielsweise Kunststoffpulver, zuverlässig messen.

Auf der folgenden Seite lernen Sie die Vorteile des neuen Radarfüllstandmessgeräts Vegapuls 69 im Detail kennen.

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