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Füllstandsmessung bei Silos Wägetechnik ermittelt Füllstand bei Schüttgütern

| Autor / Redakteur: Matthias Rehren / Wolfgang Geisler

Füllstand-Messung von Schüttgütern stellt Anwender immer wieder vor Probleme. Anbackungen an den Behälterwänden, Staubentwicklung oder Explosionsschutz sind nur einige der Herausforderungen. Der Beitrag beschreibt als eine Lösung zur Silo-Inhaltsbestimmung die Wägetechnik als genaue und zuverlässige Methode.

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Installation einer Silobatterie mit einzeln auf Wägezellen gelagerten Schürzensilos.
Installation einer Silobatterie mit einzeln auf Wägezellen gelagerten Schürzensilos.
(Bild: Sartorius )

Man findet sie in der Baustoff- oder der Stahlindustrie ebenso wie in der Lebensmittelherstellung – Silos, die zur Aufbewahrung von Schüttgütern wie beispielsweise Zement, Granulat, Zucker oder Mehl dienen. Die Verwiegung von Silos zur Inhaltsbestimmung von Rohmaterialien und Fertigprodukten hat sich in vielen Anwendungen als überzeugende Methode durchgesetzt. Der Einsatz von Wägetechnik bietet aufgrund der Messwertqualität und Wartungsfreiheit deutliche Vorteile gegenüber anderen Verfahren der Niveaubestimmung. Einmal in Betrieb genommen, kann eine Messkette aus Wägezellen, Kabelverbindungskasten und Digitaltransmitter jahrelang zuverlässige Gewichtswerte über die Silofüllung liefern.

Häufig erfolgt die Bestimmung des Füllstands mittels Radar-, Ultraschall- oder mechanischen Verfahren. Ihnen gemein ist die Erfassung der Oberfläche eines Materials im Behälter. Dabei werden jedoch Unterschiede hinsichtlich der Dichte, ebenso wie Einflüsse einer ungleichmäßigen Behältergeometrie wie auch eines Schüttkegels unberücksichtigt gelassen. So kann bei pulverförmigen Produkten oder Granulaten die Dichte innerhalb des Silos variieren oder das Silo durch Einbauten oder Auslasstrichter einen ungleichmäßigen Querschnitt aufweisen. Darüber hinaus ermöglichen radiometrische Verfahren nur teilweise die Unterdrückung von Störgrößen wie beispielsweise Staub oder Echos. Diese Effekte beeinträchtigen die Genauigkeit von Messergebnissen.

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Präzisionstechnik für Messwertqualität bei der Füllstandsmessung

Bei der Konzeption einer Silowaage werden in der Regel alle Auflagepunkte eines Silos mit Wägezellen ausgestattet, um so ein gemitteltes Signal und damit ein genaues Messergebnis zu erzielen. Im Betrieb nehmen die Wägezellen dann anteilig das gesamte Gewicht des Silos mit Inhalt auf. Die Technologie von Hochlastwägezellen beruht auf der Kombination eines Messelements aus Spezialstahl mit einem Dehnungsmessstreifen. Dieser besteht aus einem Gitter feinster Widerstandsdrähte, die in Form einer Wheatstone‘schen Brücke zusammengeschaltet sind.

Durch die Krafteinleitung kommt es zur Dehnung und Stauchung des Dehnungsmessstreifens, was die Änderung eines Gleichspannungssignals bewirkt. Faszinierend an dieser Technologie sind die Dimensionen, in denen sich eine solche Kompression abspielt. So wird eine Drucklastwägezelle bei einer Belastung mit 30 Tonnen um weniger als 0,5 Millimeter komprimiert. Das ausgehende Signal liegt dabei im Bereich von 12 bis 24 mV und wird von einem Transmitter oder Indikator gefiltert, verstärkt und digitalisiert. Typische Auflösungen in der Siloverwiegung liegen bei maximal 1500 Schritten. Bei einem Silo mit einer Gesamtlast von 75 Tonnen entspricht das einer Ablesbarkeit von 50 Kilogramm, jedoch sind auch höhere Auflösungen ohne Weiteres möglich.

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