Level-Überwachung leicht gemacht #####

Auf Leitfähigkeit basierende Geräte können aufwendigere Messsysteme wie geführte Radar-, Ultraschall-, Mikrowellen- oder magnetoresistive Füllstandmesser in vielen Applikationen ersetzen – einige Fallbeispiele aus der Füllstandmessung in der Lebensmittelindustrie.

Auf Leitfähigkeit basierende Geräte können aufwendigere Messsysteme wie geführte Radar-, Ultraschall-, Mikrowellen- oder magnetoresistive Füllstandmesser in vielen Applikationen ersetzen – einige Fallbeispiele aus der Füllstandmessung in der Lebensmittelindustrie.

Sollen Füllstände in kleinen Behältern gemessen werden, stoßen hydrostatische Füllstandmesstechniken basierend auf Manometern oder Druckmessumformern wegen der oft geringen Füllhöhen an ihre Grenzen. Handelt es sich noch dazu um stark anhaftende Medien, fallen viele benetzte, schwimmerbasierte, kapazitive oder radargeführte Messsysteme aus oder verursachen nicht mehr tragbare Messfehler. Für Einsätze dieser Art sind kontinuierlich messende Füllstandsonden, die auf Leitfähigkeit basieren, eine Alternative, wie das Beispiel des Füllstandmessgerätes „LSP 05x“ von Baumer zeigt.

Das Messprinzip beruht auf einem niederohmigen Messstab, der in eine leitende Flüssigkeit taucht. Ein Oszillator erzeugt einen Wechselstrom, der über den gesamten Messstab eingespeist wird. Zwischen dem Stab und der metallischen Tankwand oder einer Referenzelektrode wird dem jeweiligen Füllstand entsprechend ein proportionaler Stromfluss erfasst und an einen Verstärker weitergeleitet. Hierbei nimmt der Widerstand der Flüssigkeit proportional zum eingetauchten Teil des Stabes ab. Bei einer homogenen Zusammensetzung der Flüssigkeit ist ein absolut linearer Abgriff des Füllstands und somit ein linearer Signalausgang von 4 bis 20 mA gegeben.

Der medium-berührende Stab besteht aus Edelstahl 1.4404 und einer hochresistenten, medium-seitigen Kunststoffabdichtung aus PEEK. Je nach Ausführung lässt sich damit ein Füllstand bis zu einer Höhe von 3 m erfassen. Das Gerät eignet sich aber auch für kleine Behältnisse oder Rohrleitungen und lässt sich ebenso in Flüssigkeiten einsetzen, die teil-aggressiv, zäh oder pastös sind wie Ketchup, Honig oder Zahnpasta. Voraussetzung für dieses Messprinzip ist eine Mindestleitfähigkeit der Flüssigkeit von 1 μS/cm. Eine Beeinflussung durch Druck, Dichte, Temperatur und den Wert der Dielektrizitätskonstante (DK-Wert) gibt es nicht. Die Programmierung des Sensors erfolgt über einen Taster am Gerät. Durch das Teach-In-Verfahren lassen sich Füllhöhen von 50 mm bis über die gesamte Stablänge einstellen. Dies gilt auch für den Einbau in den Tankboden, wobei in diesem Fall das Ausgangssignal reversiert werden kann. Lediglich rund 5 mm am Ende des Messstabes sind inaktiv. Medienseitig sind ein Druck von maximal 16 bar und eine Dauertemperatur von –20 bis +140 °C möglich; das Gerät übersteht aber auch kurzzeitige Temperaturspitzen von +150 °C. Somit eignet sich der Sensor ebenso für den Einsatz in CIP- und SIP-Anlagen. Die Messgenauigkeit liegt bei ±0,5% der jeweiligen Stablänge bei einer Ansprechzeit von 10 ms.