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Viele Schüttgüter – und nur ein Sensor

Sensor für Schüttgüter

13.09.2023
von Redaktion VERFAHRENSTECHNIK
Zuverlässige Messwerte für Baustoffe: Trotz Staub und unterschiedlich strukturierter Oberflächen misst der Sensor Schüttgüter zuverlässig bis zu 120 Meter Entfernung.

Von Kies über Holzpellets bis zu feinkörnigem Kunststoffgranulat – so unterschiedlich wie Schüttgüter sein können, so einfach ist für Anlagenbetreiber jetzt die Suche nach dem passenden Füllstandsensor: Ein ausgewiesener Spezialist aus Schiltach hat den Vegapuls entwickelt, der für jeden Anwendungsfall passt.

Hohe oder niedrige Temperaturen, abrasive Medien, niedrige Dielektrizitätskonstanten, spezielle Füllhöhen, enge Anlagen oder schlicht Wind und Wetter: Viele Faktoren haben in der Praxis erhebliche Auswirkungen auf die zuverlässige Füllstandmessung von Schüttgütern. All das müssen Anwender üblicherweise bei der Wahl des passenden Messgeräts beachten. Mit dem Radar-Füllstandsensor Vegapuls 6X von Vega wird dies deutlich einfacher. Dieser lässt sich in nahezu allen Industriebereichen und Anwendungen einsetzen – im schlanken Silo genauso wie in kompakten Bunkern oder kleinen Behältern.

Erfahrung fließt in eigenen Radar-Chip

Am Markt ist der Sensor seit 2022 und erleichtert seither die Prozesse vieler Anwender. In die Entwicklung des Vegapuls 6X ist die Radarerfahrung aus mehr als drei Jahrzehnten eingeflossen. Den erforderlichen Radar-Chip entwickelte das Forschungs- und Entwicklungsteam bei Vega zusammen mit einen großen Chiphersteller selbst, um ihn passgenau auf die Anforderungen abzustimmen. Wichtig waren den Verantwortlichen von Anfang an die Aspekte Sicherheit und Selbstdiagnose sowie eine einfache Bedienung für die Nutzer. Aber auch bereits bei der Auswahl des richtigen Sensors wird den Anwendern die Arbeit erleichtert. Mithilfe eines Konfigurators, der nach der Art der Anwendung fragt, gelangt er ganz einfach zur richtigen Sensorausführung.

Füllstandmessung bis zu 120 Meter

Der Radarsensor Vegapuls 6X misst berührungslos, was bei Einbauten wie segmentierten Behältern oder Entnahmerohren aber auch Anhaftungen an der Behälterwand ein großer Vorteil ist. Denn sie haben keinen Einfluss auf das präzise Messergebnis. Aber wie funktioniert Füllstandmessung mit Radar? Das Gerät sendet über seine Antenne ein hochfrequentes Radarsignal aus, das vom Schüttgut – ganz egal, ob Kies, Mehl oder Kunststoffgranulat – reflektiert und von der Antenne als Echo empfangen wird. Die Sensorelektronik berechnet aus der Zeitdifferenz des ausgesandten und empfangenen Signals den Füllstand. So ist eine Füllstandmessung bis zu 120 Meter zuverlässig möglich.

Mit seiner hohen Frequenz von 80 GHz und der einzigartigen Dynamik löst der Vegapuls 6X selbst anspruchsvollste Aufgaben mit Bravour. Das kommt besonders Messstellen an schmalen, hohen Behältern, in großen Lagerhallen oder an weitläufigen, offenen Halden zugute.

Mit seiner hohen Frequenz von 80 GHz und der einzigartigen Dynamik löst der Vegapuls 6X selbst anspruchsvollste Aufgaben mit Bravour. Das kommt besonders Messstellen an schmalen, hohen Behältern, in großen Lagerhallen oder an weitläufigen, offenen Halden zugute

Mit seiner hohen Frequenz von 80 GHz und der einzigartigen Dynamik löst der Vegapuls 6X selbst anspruchsvollste Aufgaben mit Bravour. Das kommt besonders Messstellen an schmalen, hohen Behältern, in großen Lagerhallen oder an weitläufigen, offenen Halden zugute. Dabei steckt er nicht nur besonders weite Messdistanzen, sondern auch Staubbelastungen, wie sie bei der Befüllung von Mehlen, Beton oder feinen Pulvern entstehen, problemlos weg.

Reflexionseigenschaften nicht mehr entscheidend

Der Dynamikbereich eines Sensors gibt den Unterschied zwischen größtem und kleinstem Signal an, das gemessen werden kann. Weil die Sendeleistung nicht erhöht werden darf, muss die Elektronik immer kleinere Signale erkennen und auswerten. Mit einem großen Dynamikbereich wird sichergestellt, dass auch noch kleinste Signale gemessen werden können. Dadurch lassen sich viele Medien mit einer deutlich höheren Qualität messen.

Der Vegapuls 6X bringt damit Zuverlässigkeit in Verfahren, in denen sich die Reflexionseigenschaften verschiedener Medien stark unterscheiden, was beispielsweise in der Chemieindustrie oft der Fall ist. Bei anspruchsvollen Medien oder unter schwierigen Prozessbedingungen in Lagersilos, Abfüllanlagen oder Batch-Behältern liefert er genaue Ergebnisse – selbst dann, wenn die Reflexionseigenschaften durchweg schlecht sind. So bietet der Sensor auch bei Holzpellets, Kunststoffgranulaten oder selbst sehr leichten Styropor-Füllstoffen eine hohe Messsicherheit.

Von Kies über Holzpellets bis zu feinkörnigem Kunststoffgranulat – so unterschiedlich wie Schüttgüter sein können, so einfach ist die Messung mit dem Vegapuls 6X.

Von Kies über Holzpellets bis zu feinkörnigem Kunststoffgranulat – so unterschiedlich wie Schüttgüter sein können, so einfach ist die Messung mit dem Vegapuls 6X

Zuverlässig bleibt der Sensor auch dann, wenn das Schüttgut aufgrund der unterschiedlich strukturierten Oberflächen sehr unterschiedliche Reflexionen verursacht, was zum Beispiel bei der Lagerung von Baustoffen immer wieder für Herausforderungen in der Praxis sorgt. Staubablagerungen und teilweise hohe Produkttemperaturen erschweren die Messung zusätzlich. In der Zementherstellung sind zudem häufig Sensoren mit unterschiedlichsten Messbereichen gefragt, weil Rohmehl, Klinker und fertiger Zement in Silos mit unterschiedlichen Höhenbevorratet werden. Je größer der Messbereich, umso schwächer fallen aber auch die reflektierten Signale aus. Auch dort zahlen sich die starke Fokussierung und der hohe Dynamikbereich des Radarsensors aus.

Der lässt sich nicht beirren

Verlässliche Qualität und eine effiziente Produktion sind in vielen Branchen ein absolutes Muss. Füllstandsensoren stellen eine ausreichende Bevorratung und eine unterbrechungsfreie Produktion sicher – so auch in der Nahrungsmittelindustrie. Dort sind allerdings hohe oder besonders schmale Silos, Behältersegmentierung, Mischrohre oder starken Verstrebungen an der Tagesordnung, die eine Messung erschweren können. Schließlich kann ein Radarsensor nur dann den richtigen Füllstand messen, wenn ein eindeutiges Füllstandecho vorhanden ist. Sind die Störsignale ebenso stark wie das Füllstandecho, ist eine zuverlässige Messung nicht möglich. Deshalb spielt auch hier die Fokussierung für präzise und zuverlässige Messergebnisse eine so große Rolle.

Mobil bequeme Bedienung

Ein großes Augenmerk haben die Entwickler auf die einfache Bedienung gelegt. So gibt es gleich mehrere Wege, den Sensor in Betrieb zu nehmen und zu steuern – ganz so, wie es für den Anwender am besten passt. Dank einer abgesetzten Anzeige mit Bedieneinheit muss das Service-Team bei einer Wartung nicht auf das Silo klettern, die Anzeige lässt sich gut sichtbar in Augenhöhe am Behälter anbringen. Die Bluetooth-Ausführung des Anzeige- und Bedienmoduls ermöglicht zudem eine drahtlose Verbindung zu mobilen Endgeräten wie Smartphones oder Tablets sowie zu PCs und Laptops mit PACTware.

Die Vega Tools-App bietet Nutzern noch viele weitere hilfreiche Features. So ermöglicht sie einen schnellen Zugriff auf wichtige Dokumente und unterstützt Anwender, sollten regelmäßige Wiederholungsprüfungen nach SIL nötig sein, Schritt für Schritt bei der Durchführung. Über die Funktion Backup & Restore lassen sich Geräteeinstellungen sichern und wiederherstellen – mit einem myVega-Konto können diese Daten zusätzlich sicher in der VEGA-Cloud gespeichert werden.

Sensor mit Sicherheitskonzept

Der Vegapuls 6X weist in puncto funktionale Sicherheit außergewöhnliche SIL-Kennzahlen auf und bietet die notwendige Betriebssicherheit, um Risiken in sicherheitsgerichteten Anwendungen zu minimieren. Außerdem ist er der wohl erste Füllstandsensor mit integrierte Cybersecurity. Nach der Cyber-Sicherheitsnorm IEC 62443-4-2 entwickelt, erfüllt er die höchsten Standards, die derzeit in der Prozessindustrie zur Verfügung stehen.

Quelle: Vega 

 

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