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Radarfüllstandmessung

So erfassen Sie schwer zu messende Medien zuverlässig

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Anbieter zum Thema

VEGA Grieshaber KG
Emerson Process Management GmbH & Co.OHG
BD|SENSORS GmbH

Unbeeindruckt von Staub und Verschmutzungen

So kommt es in einem großen Betonsilo mit einem Durchmesser von 10 m und einem Messbereich von 40 m zu großen Staubentwicklungen, weil hier sehr viel Zement umgeschlagen wird. Im unteren Bereich des Silos ist über den gesamten Durchmesser ein Kegel mit der Spitze nach oben eingebaut. Der Austrag erfolgt über acht Abzüge, die auf zwei Verladerüsseln münden. Hierüber wird eine gleichmäßige Entnahme erreicht und es können zwei Silozüge gleichzeitig befüllt werden.

Durch den sehr hohen Umschlag im Silo musste die Antenne des bisherigen Füllstandmessgerätes immer wieder gereinigt werden. Für diese Reinigung musste allerdings das gesamte Gerät ausgebaut werden. Dieser Serviceaufwand konnte zwar mit einem Spülluftsystem reduziert werden, aber der Luftverbrauch verursachte natürlich zusätzliche Kosten. Daher wurde zunächst probehalber ein Vegapuls 69 installiert und dessen Messwerte im Leitsystem parallel zur bestehenden Messeinrichtung aufgezeichnet. Die Auswertung der Trendaufzeichnung war so positiv, dass bereits vier Wochen später vier weitere Vegapuls 69 installiert wurden. Eine Reinigung der Geräte war bis heute noch nicht nötig.

„Leichter Einbau und schnelle Inbetriebnahme“
Nachgefragt

Seit mehr als 20 Jahren unterstützt Andreas Bregger, Servicetechniker bei Vega, die Anwender bei der Installation von Füllstandmessgeräten. Hier berichtet er über seine Erfahrungen mit dem neuen Füllstandmessgerät:

? Unterscheidet sich der Vegapuls 69 von den anderen Vega-Geräten?

Bregger: Durch das Plics-Konzept ist die Bedienoberfläche gleich. Wer schon einmal ein Vega-Gerät in den Händen gehabt hat, kann auch den neuen Vegapuls 69 in Betrieb nehmen. Allerdings wird der Vegapuls 69 derzeit gerne in besonders schwierigen Messanwendungen eingesetzt. Das sind entweder Silos mit vielen Einbauten, bei denen die gute Signalbündelung hilft, die Störsignale zu reduzieren oder Medien mit besonders schlechten Reflexionseigenschaften. Durch die große Signalempfindlichkeit kann der Sensor noch deutlich kleinere Reflexionen erfassen, das bringt mehr Messsicherheit und Zuverlässigkeit.

? Bezieht sich das auch auf die mechanische Seite?

Bregger: Ja, der Einbau ist einfacher, da mit kleineren Antennen eine sehr gute Signalbündelung erreicht wird und nun nicht unbedingt eine große Parabolantenne verwendet werden muss. Wurde bisher eine Öffnung mit 250 mm Durchmesser benötigt, reicht jetzt ein Flansch von 80 mm vollkommen aus. Die Flanschausführung besitzt eine intelligente Schwenkhalterung aus hochwertigem Edelstahl, mit der sich die Antenne bequem einstellen lässt, sodass der Sensor optimal in einem Bereich von ±10° ausgerichtet wird.

? Sie bieten eine spezielle App für die Sensormontage an. Was hat es damit auf sich?

Bregger: Mit der Vega-App zur Einstellung der Sensorausrichtung lässt sich der Neigungswinkel der Antenne leicht berechnen und einstellen. Ich fand es immer schwierig, den Winkel abzuschätzen, da die schrägen Flächen an der Silodecke keine einfache Winkelmessung ermöglichen. Heute lege ich mein Smartphone auf den Sensor und kann das Gerät optimal ausrichten. Oft sind es die kleinen Dinge, die dem Anwender das Leben erleichtern.

? Nun haben Sie ja viel Erfahrung mit der Inbetriebnahme von Ihren Geräten, wie sieht es denn aus Sicht des Kunden aus?

Bregger: Das zeigt sich am besten am Beispiel von Probegeräten, die wir unseren Kunden oft überlassen, um den Vegapuls 69 gegen eine bestehende Messung zu testen. Aus betrieblichen Gründen kommt es vor, dass der Sensor nicht sofort eingebaut werden kann. Wenn ich nach einiger Zeit nachfrage, ob ich vorbei kommen soll, um die Inbetriebnahme des Testgerätes zu machen, habe ich im vergangenen Halbjahr einige Male die Antwort bekommen, dass die Anwender das Gerät längst selbst in- stalliert haben und die Messung einwandfrei funktioniert. Durch die gute Fokussierung und die Unempfindlichkeit gegenüber Verschmutzungen ist vor allem der Dauerbetrieb noch zuverlässiger geworden.

Staub und Ablagerungen führten auch bei der Abpackung von Saatgut immer wieder zu Ausfällen. Hier war bisher ein Ultraschallsensor eingesetzt, um in einem nur 1,5 m hohen Zwischenbehälter vor der Sackanlage den Füllstand zu erfassen. Die Messung fiel aufgrund der starken Staubentwicklung und den Ablagerungen am Sensor jedoch immer wieder aus. Nun löst ein Vegapuls 69 das Problem. Der Sensor konnte direkt auf dem ein Meter hohen Stutzen installiert werden, der notwendig war, um die Blockdistanz des Ultraschallsensors zu überbrücken – so entstanden keine zusätzlichen Umbaukosten.

Sichere Messung durch bessere Fokussierung

Hintergrund für die guten Messergebnisse ist, dass der Vegapuls 69 mit einer Antennengröße von etwa 75 mm arbeitet. Dadurch ist der Öffnungswinkel nur vier Grad groß. Dies ist insofern entscheidend, weil der Öffnungswinkel der abgestrahlten Radarenergie und damit auch die Fokussierung sowohl von der Sendefrequenz als auch der wirksamen Antennenfläche abhängen. Mit einer höheren Frequenz bei gleicher Antennengröße wird eine deutlich bessere Fokussierung erreicht. Zum Vergleich: Bei einem Radarsensor mit 26 GHz-Sendefrequenz beträgt der Öffnungswinkel etwa 10° bei gleicher Antennengröße. Dagegen geht der 79 GHz-Strahl mit seinem 4°-Winkel an Einbauten oder Anhaftungen der Behälterwand vorbei. Das macht die Messung sicherer und zuverlässiger.

Ein Beispiel hierfür ist die Messung von Lebensmittelzusätzen auf Getreidebasis für die Getränkeindustrie in etwa 20 m hohen Silos. Die unterschiedlichen Medien werden in verschiedenen Rechtecksilos gelagert. Zur Erhöhung der Stabilität sind die Silowände mit Trapezblechen ausgeführt und zusätzlich an den Ecken mit Verstrebungen verstärkt.

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