WIKA

Füllstandsüberwachung

Das WIKA-Portfolio an Messgeräten zur Füllstandsüberwachung umfasst sowohl kontinuierlich messende Geräte als auch Füllstandsschalter. Je nach Anwendung kommen zur Füllstandsüberwachung unterschiedliche Messprinzipien zum Einsatz:

Füllstandsüberwachung von Flüssigkeiten

Das WIKA-Portfolio an Messgeräten zur Füllstandsüberwachung umfasst sowohl kontinuierlich messende Geräte als auch Füllstandsschalter. Je nach Anwendung kommen zur Füllstandsüberwachung unterschiedliche Messprinzipien zum Einsatz.

Wie misst man kontinuierlich den Füllstand bei Flüssigkeiten?

Füllstandssensoren erreichen eine kontinuierliche Füllstandsmessung, indem sie die Füllhöhe einer Flüssigkeit oder eines Materials in einem Behälter erfassen. Der gemessene Wert wird dann in verschiedenen absoluten und relativen Werten und Messeinheiten übermittelt. Manche Füllstandssensoren liefern den Wert in Prozent, wohingegen andere den Wert als Spannung oder Strom ausgeben. Der Füllstandswert kann entweder direkt vor Ort angezeigt oder in ein Leitsystem eingebunden werden. In der Prozessindustrie sind die häufigsten Anwendungen für eine kontinuierliche Füllstandsmessung Tanks und mobile Behälter.

Welche Messmethoden eignen sich für die Füllstandsüberwachung?

Es werden unterschiedliche Messverfahren eingesetzt, auf welchen die Füllstandssensoren basieren. Die eingesetzten Füllstandsmesstechniken variieren je nach Anwendungsfall. Zur kontinuierlichen Füllstandsmessung können unter anderem folgende Messprinzipien eingesetzt werden:

  • Füllstandsmessung mit Reedkettentechnik
  • Magnetostriktive Füllstandsmessung
  • Hydrostatische Füllstandsmessung

Das WIKA-Produktportfolio umfasst für die Füllstandsüberwachung Bypass-Niveaustandsanzeiger, Pegelsonden, Schwimmerschalter, Schauglasanzeiger, optoelektronische Schalter sowie die kontinuierliche Messung mit Schwimmer. Falls die Flüssigkeit chemisch aggressiv ist, gibt es auch hierfür die passende Füllstandsmesstechnik. Der wichtigste Faktor bei der Wahl der Messtechnologie ist, ob eine kontinuierliche Messung oder eine Grenzstandserfassung erforderlich ist.

Füllstandsüberwachung mit Reedkettentechnik

Ein im Schwimmer eingebauter Permanentmagnet wird durch den steigenden Flüssigkeitsstand im Wassertank angehoben und betätigt durch sein Magnetfeld die im Gleitrohr eingebaute Widerstandsmesskette. Der gesamte Aufbau entspricht einer 3-Leiter-Potentiometerschaltung. Das gemessene Widerstandssignal ist proportional zum Füllstand.

Magnetostriktive Füllstandsüberwachung

Mit der magnetostriktiven Füllstandsüberwachung kann die Lage des Schwimmers sehr präzise bestimmt werden. Anstelle von mechanischen Verbindungen nutzen magnetostriktive Messumformer die Geschwindigkeit von Torsionswellen entlang des Drahtes, um den Schwimmer zu lokalisieren und seine Position zu melden.

Hydrostatische Füllstandsüberwachung

Zur indirekten Füllstandsüberwachung werden Druckmessgeräte eingesetzt. Je nach Anwendung wird entweder eine Pegelsonde in den Tank getaucht oder ein anderes Druckmessgerät außen am Tankboden angebracht und durch eine Öffnung im Tankboden mit dem Tankinhalt beaufschlagt. Bei geschlossenen Tanks muss für die Füllstandsüberwachung auch der oberhalb der Flüssigkeit herrschende Gasdruck im Tank gemessen und vom hydrostatischen Druck abgezogen werden. Dies kann sowohl durch den Einsatz zweier unabhängiger Druckmessgeräte und anschließender Druckdifferenzbildung in der nachgeschalteten Steuerung oder durch spezielle, für diese Anwendung konstruierte Differenzdruckmessgeräte mit zwei Prozessanschlüssen geschehen. Druckmessgeräte für die Füllstandsüberwachung zeichnen sich vor allem durch ihre Medienbeständigkeit und relativ kleine Messbereiche aus. Bei der Pegelsonde kommt hinzu, dass das Medium weder in das Kabel noch in die Sonde eindringen darf – selbst dann nicht, wenn die Tauchtiefe einige hundert Meter beträgt. In explosionsgefährdeten Anwendungen wie Bohrlöchern oder Raffinerien muss das Messgerät über die entsprechende Zündschutzart verfügen. Für die Anwendung in Brunnen, Schächten und Bohrlöchern ist eine möglichst schlanke Bauform erforderlich und es bestehen hohe Anforderungen an die Robustheit des (meist sehr langen) Kabels.

Wie funktionieren Grenzschalter zur Grenzstandserfassung?

Wenn nicht, wie bei der kontinuierlichen Füllstandsmessung jede Füllhöhe wichtig ist, kann zur Grenzstanderfassung auch ein Grenzschalter eingesetzt werden. Hierbei wird lediglich das Erreichen einer bestimmten Füllhöhe, des sogenannten Grenzstandes, in einem Behälter erfasst. Füllstandsgrenzschalter verfügen über einen mechanischen Schaltkontakt, in elektronischer Ausführung meist einen PNP- oder NPN-Transistorausgang, über den der gemessene Wert ausgegeben wird.

Welche Messverfahren gibt es zur Grenzstandserfassung?

Auch bei den Füllstandsschaltern sind vielfältige Messtechnologien im Einsatz. Folgende Messprinzipien können zur Grenzstanderfassung eingesetzt werden:

Was ist der richtige Füllstandssensor für meine Anwendung?

Das wichtigste Kriterium, um das passende Füllstandsmessgerät auszuwählen, ist somit der Einsatzbereich. Wenn die Füllstandsmessung lediglich darin besteht, Grenzstände eines Tanks zu erfassen, also z.B. Trockenlauf (leerer Tank) oder Überfüllung (voller Tank), ist ein Füllstandsgrenzschalter ausreichend. Wenn jedoch der Inhalt eines Tanks vollständig überwacht werden soll, also der aktuelle Stand zwischen 0 und 100 % Füllstand zu messen ist, wird für die kontinuierliche Füllstandsmessung ein Füllstandsensor eingesetzt. Hierfür eignen sich die WIKA Pegelsonden oder auch Füllstandssonden genannt. Mit einer kombinierten Elektronik können diese sowohl Analogsignale als auch Schaltsignale übermitteln.

FAQ
FAQ

Was ist ein Bypass-Niveaustandsanzeiger?

In einer an der Seite eines Behälters kommunizierend angebrachten Bypasskammer bewegt sich ein Schwimmer mit dem Flüssigkeitsstand des zu messenden Mediums. Das im Schwimmer auf Eintauchhöhe positionierte radialsymmetrische Magnetsystem aktiviert m ...

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