Die richtige Frequenz für ihre Füllstandsmessung

Perfekte Radarfrequenz

Da Füllstände in Flüssigkeiten, Pasten, Schüttgütern oder verflüssigten Gasen häufig in Tanks, Silos oder transportablen Behältern erfasst werden und hierbei unterschiedliche Anforderungen herrschen, gibt es nicht eine ideale Frequenz für alle Anwendungen. Die große Palette an Messprinzipien, die heute zur Auswahl steht, ermöglicht es aber, für jede Aufgabenstellung eine maßgeschneiderte Lösung zu finden.


Die Auswahl der am besten geeigneten Radarfrequenz für eine erfolgreiche Füllstandmessung hängt im Wesentlichen von drei Faktoren ab: dem Medium, dessen Eigenschaften und die Beschaffenheit des Behältnisses, in dem gemessen wird.
Bild: Endress+Hauser Messtechnik GmbH & Co. KG

Es gilt Messsysteme auszuwählen, die unter den anwendungsspezifischen Gegebenheiten zuverlässig funktionieren und gleichzeitig auch wirtschaftlichen Überlegungen standhalten. Betrachten wir die Technologien für geführtes und frei abstrahlendes Radar, ergeben sich für die jeweiligen Radartechnologien und Radarfrequenzen gewisse Vorteile.

  • • 80GHz: Die Stärken dieser Radartechnologie liegen in ihrem fokussierten Abstrahlwinkel mit 3° und einem Messbereich bis 125m. Außerdem ist eine hochgenaue Füllstandsmessung möglich, eichfähig mit einer Abweichung von +/-0,5mm (NMR81).
  • • 26GHz: Die frei abstrahlenden Messgeräte eignen sich für eine Vielzahl von Anwendungen und sogar bei Turbulenzen.
  • • 6GHz: Diese Technologie spielt ihre Vorteile bei starker Kondensatbildung sowie starken Turbulenzen aus und wird auch erfolgreich in Schwallrohranwendungen eingesetzt.
  • • 1GHz: Radarmessgeräte mit geführtem Radar kommen bei Anwendungen mit Schaum zum Einsatz, ebenso finden sie Verwendung bei niedrigen DK-Werten. Zudem eignet es sich zur Trennschichtmessung, Gasphasenkompensation und für Bypassanwendungen.

80GHz für die Life Science Branche

Betrachten wir die Vorteile der 80GHz-Technologie an einer realisierten Messung bei der Herstellung des Mediums Pankreatin. Das Pankreatin wird getrocknet und in Quarantäne in einem Silo aufbewahrt. Das Silo ist unten schmal zulaufend, wobei sich am Übergang zwischen zylindrischem und konischem Teil Schweißnähte befinden. Die bisher eingesetzte Lösung war ein frei abstrahlendes Radar-Füllstandsmessgerät mit 26GHz. Aufgrund des geringen Abstands zur Behälterwand und stark schwankenden Anhaftungen des Mediums am Übergang zum konischen Teil des Silos ergaben sich aber starke Störreflexionen. Diese wurden im Leerzustand des Silos als Füllstand ausgegeben. Unter diesen Voraussetzungen war mit 26GHz - trotz zahlreicher Ausblendungsversuche - keine zuverlässige Messung möglich. Der Micropilot FMR62 misst in dieser Anwendung hingegen sehr zuverlässig. Aufgrund des geringen Abstrahlwinkels von 3° können - ohne Ausblendung - Störreflektionen an der Schweißnaht oder den schwankenden Anhaftungen vermieden werden.

Anzeige

Durchgehende Geräteüberprüfung

Um die Verfügbarkeit hoch zu halten, sind viele Füllstandsmessgeräte von Endress+Hauser mit der Heartbeat Technology ausgestattet, die eine durchgehende Geräteüberprüfung, bestehend aus Diagnose-, Verifikations- und Monitoringfunktion, erlaubt. Die hohe Prüftiefe sorgt wiederum für eine deutliche Steigerung der Anlagenverfügbarkeit. Die Gerätevarianten des geführten Radar Levelflex und des frei abstrahlenden Radar Micropilot sind beide mit der neuen Technologie ausgestattet. Permanente Prozessdiagnose und umfangreiche eingebaute Diagnosefunktionen für das Gerät sorgen für einen störungsfreien Prozessablauf, da die Messgeräte hierdurch in der Lage sind, standardisierte Diagnosemeldungen und klare Handlungsanweisungen auszugeben, bevor es zu einem Stillstand kommt. Die Verifikation findet direkt in der Messstelle statt - ohne Ausbau oder Prozessunterbrechung. Teil der Verifikation ist ebenfalls die Dokumentation, bei der Protokolle automatisch generiert werden, wodurch sich der Prüfaufwand deutlich reduziert. Mit dem Monitoring ist es möglich, Trends aus den Messdaten zu erkennen und somit eine vorausschauende Wartung zu betreiben. Neue Möglichkeiten in der Bedienung, Diagnose und Wartung bietet auch die Kommunikation via Bluetooth. Die verschlüsselte Single Point-to-Point Datenübertragung ist in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für einen hohen Sicherheitsstandard entwickelt worden. Der passwortgeschützte Fernzugriff ermöglicht für geführtes und frei abstrahlendes Radar einfache, zeitsparende Inbetriebnahmen. Mit der Darstellung der aktuellen Signalkurven der entsprechenden Radargeräte über die App SmartBlue lassen sich Diagnosen und Wartungen effizient durchführen.

Fazit

Die Auswahl der am besten geeigneten Radarfrequenz für die Füllstandmessung hängt im Wesentlichen von drei Faktoren ab: dem Medium, dessen Eigenschaften (Schaumbildung etc.) und die Beschaffenheit des Behältnisses, in dem gemessen wird. Während die 80GHz Radartechnologie sich hervorragend für hochgenaue Messungen in engen Behältern und mit großen Messbereichen eignet, ist das 26GHz Radar eher ein Generalist, der auch bei Turbulenzen gut zurecht kommt und günstiger in der Anschaffung ist. Die Vorteile der 6GHz Technologie liegen in der Unempfindlichkeit gegenüber starker Kondensatbildung und starker Turbulenzen, sodass diese Radarsensoren auch erfolgreich in Schwallrohren eingesetzt werden. Das geführte Radar in 1GHz Technologie ist der Spezialist für schaumbildende Medien oder Medien mit sehr geringen DK-Werten. Es wird für Trennschichtmessungen ebenso eingesetzt, wie auch für Gasphasenkompensation und Bypassanwendungen.

Anzeige

 
Beckhoff Banner: 190722_Beckhoff_wb109_EtherCAT-Messtechnikmodule_EK11-18G_160x600_ID2079