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Wägetechnik Temperaturkompensierte DMS-Sensoren als clevere Nachrüstlösung

| Redakteur: Sabine Mühlenkamp

Bei vielen pulverförmigen Produkten, wie Kalkhydrat, Füllern, Kunststoffpulvern oder Kreide ist eine zuverlässige Erfassung des Siloinhalts mit Füllstandmessungen nicht möglich. Da man bestehende Silos nur mit sehr großem Aufwand auf Wägezellen setzen kann, stellen temperaturkompensierte DMS-Sensoren eine elegante und einfache Nachrüstlösung dar.

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Ein typischer Anwendungsfall für die DMS-Sensoren sind Silos, die auf Rohstützen stehen.
Ein typischer Anwendungsfall für die DMS-Sensoren sind Silos, die auf Rohstützen stehen.
(Bild: Hense Messtechnik)

Unabhängig davon, was so mancher Hochglanzprospekt verspricht – die Realität bei der Erfassung des Produktgewichtes im Silo sieht im laufenden Betrieb leider häufig anders aus. Beispiele gefällig? Ein Silozug wird aus einem Fertigproduktsilo beladen. Nach der Verladung wird der Silozug auf der Fahrzeugwaage gewogen und hat 2,5 Tonnen zu viel geladen. Das bedeutet: Zurückfahren und das Material zeitaufwändig wieder in das Silo einblasen und erneut wiegen.

Oder gestern zeigte die Silo-Füllstandmessung noch 30 Prozent Inhalt an, heute lockern sich die gebildeten Brücken im Rohstoffsilo. Die Folge ist, dass sich das Silo schnell leert und die Produktion steht.

Bei vielen Produkten ändert sich die Schüttdichte während der Lagerung im Silo. Material wird verdichtet und der Silostand sinkt ab, obwohl kein Material in das Silo hinein oder aus ihm heraus gefördert wird: Die Masse (t) im Silo bleibt gleich, der Füllstand und damit das Volumen (m3) sinken jedoch. Während einer Befüllung des Silos werden solche Messwerte teilweise noch ungenauer. Dies lässt sich auf die hohe Staubentwicklung zurückführen. Besonders hohe Abweichungen entstehen z.B. bei Zement, Kreide, Kalkhydrat sowie weiteren Produkten.

Inhaltskontrolle auf Gewichtsbasis erleichtert tägliche Arbeit

Bei einer Füllstandmessung wird das Volumen des Produktes im Silo gemessen. Bei einer Lkw-Befüllung wird wiederum nach Gewicht verladen. Bei schwankenden Schüttdichten des Produktes und selbst bei präziser Messung des Füllstandes entsteht ein Messfehler. Dieser Fehler ist so groß wie die Schwankungen in der Schüttdichte zuzüglich des Messfehlers der Füllstandsmessung. Die Herausforderung besteht also darin, das Gewicht des Produktes im Silo ohne größere Abweichungen zu messen. In allen Szenarien würde eine zuverlässige Inhaltskontrolle auf Gewichtsbasis das tägliche Arbeiten erheblich erleichtern. Leider ist eine nachträgliche Ausrüstung von Silos mit Wägezellen äußerst aufwändig.

Eine einfache Lösung kann mit DMS-Sensoren (Dehnungs-Mess-Streifen) erreicht werden. Diese speziell für Silos entwickelten Sensoren lassen sich einfach an die bestehende Stützkonstruktion anschrauben. Unabhängig davon, ob Doppel-T-Stützprofile (z.B HEB 240) oder Rohrstützen – die temperaturkompensierten Sensoren erfassen die Stauchung bei Befüllung, oder die Dehnung bei Entleerung, und wandeln diese Längenänderungen in ein – zum Silogewicht proportionales – Signal um. Schon bei geringen Verformungen ändert sich der elektrische Widerstand des Sensors. Die Sensoren arbeiten absolut linear und hysteresefrei. Somit steht, ohne Umbau oder Produktionsstillstand, innerhalb weniger Stunden eine zuverlässige Inventarkontrolle über das Gewicht zur Verfügung. Das Messsystem kommt schwerpunktmäßig bei Silos ab zehn Tonnen Füllgewicht zum Einsatz. Für jeden Einsatzfall prüft Hense Wägetechnik die Machbarkeit der Messung, da eine ausreichende Flächenbelastung auf die Silostützen wirken muss.

Die DMS-Sensoren werden mit hoch festen Maschinenschrauben an der Stützkonstruktion des Silos befestigt. Sie erfassen den Siloinhalt über Stauchung, Dehnung, Biegung oder Scherung. Die DMS-Sensoren messen beispielsweise die Stauchung der Behälterstützen, wenn das Silo befüllt wird. Da die Sensoren Längenänderungen von nur wenigen Mikrometern messen, ist es besonders wichtig, dass jeder Sensor optimal auf das Trägermaterial temperaturkompensiert ist. Hense Wägetechnik bietet spezielle Sensoren für Baustahl, Aluminium und Edelstahl.

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