Radarfüllstandmessgerät für Flüssigkeiten mit 80 GHz

Radarfüllstandmessgeräte haben in vielen Industriebereichen bisherige Messprinzipien wie elektromechanische Lotsysteme oder Ultraschallgeräte weitgehend abgelöst. Schritt für Schritt wurden die Anwendungsgebiete erweitert. So hat Vega inzwischen mehr als 100 000 Radarsensoren allein im Schüttgutbereich installiert. Dank neuer Entwicklungen im Bereich der Mikrowellenkomponenten gelang es dem Unternehmen bereits vor 18 Monaten mit dem Vegapuls 69 ein universelles 79-GHz-Radarfüllstandmessgerät zur kontinuierlichen Messung von Schüttgütern für ein breites Einsatzspektrum zu entwickeln und erfolgreich in den Markt einzuführen.

Mit der aktuellen Vorstellung des Vegapuls 64, dem nach Aussagen von Vega weltweit ersten Radarfüllstandsensor für Flüssigkeiten, der mit einer Frequenz von 80 GHz arbeitet, ist nun endgültig eine neue Ära in der Radarmesstechnik angebrochen. „Der Vegapuls 64 setzt durch seine hohe Dynamik und eine bessere Fokussierung ein Ausrufezeichen in der Messtechnik. Medien mit geringen Reflexionseigenschaften, also kleinen Dielektrizitätszahlen, lassen sich nun deutlich besser messen als mit bisherigen Radarsensoren“, betont Jürgen Skowaisa, Produktmanager Radarmesstechnik bei Vega Grieshaber, bei der Vorstellung des Vegapuls 64 in Schiltach. Dies wurde bei aktuell über 200 Anwendungen im Feldtest nachgewiesen. Auch bei Schaum, extrem turbulenten Füllgutoberflächen, Kondensat oder Anhaftungen an der Antenne, misst der Vegapuls 64 durch die höhere Messsicherheit noch zuverlässiger. „Der Strahl“, so Skowaisa, „geht durch die deutlich bessere Fokussierung einfach an Einbauten oder Anhaftungen vorbei. Störsignale, die bisher nur mit einer zusätzlichen Störsignalspeicherung ausgeblendet werden konnten, spielen für eine zuverlässige Messung kaum noch ein Rolle. Zudem ist es möglich, eine wesentlich kleinere Antenne einzusetzen. So sind Prozessanschlüsse mit einer Antennengröße von nur ¾“ möglich – dies entspricht gerade mal der Größe eines Euros.“ Durch die neue Technik lässt sich auch der Füllstand sehr nah am Behälterboden ermitteln. Dies eröffnet neue Perspektiven bei der Ermittlung des Füllstandes in kleinen Behältern in der Pharma- und Biotechindustrie, aber auch um beim Ermitteln der Restmenge in Großtanks mit Treibstoffen. Der Radarfüllstandsensor Vegapuls 64 eignet sich für den breiten Einsatz in der chemischen Industrie, aber auch – aufgrund hygienegerechter Werkstoffe und Konstruktion – für die Pharma- und Lebensmittelindustrie. Entsprechende Zulassungen wie 3A und EHDEG, stehen bereits zur Markteinführung bereit. Die Genauigkeit des Radarsensors liegt bei +/- 2 mm, selbst bei einem Messbereich von 30 m. „Der große Erfolg des Schüttgutradarsensors Vegapuls 69 und die jetzige Markeinführung des Vegapuls 64 im Flüssigkeitsbereich gibt die Richtung der technologischen Entwicklung in der Radarfüllstandmessung vor. An einer Radarmesstechnik mit einer Frequenz von 80 GHz führt kein Weg mehr vorbei“, ist Skowaisa überzeugt.

Der Trend in der chemischen Industrie geht hin zu kleineren Chargen. Das zieht auch ein reduziertes Volumen bei Apparaten und Behältern nach sich. Allerdings stießen Anwender immer wieder an Grenzen, wenn sie eine Radarfüllstandmesstechnik in sehr kleinen Anlagen einsetzen wollten. Vor allem die Blockdistanz des Sensors, die Größe und das Design der Antennen, aber auch die Messunsicherheit am Behälterboden führten dazu, dass oft die Wägetechnik oder Druckmessumformer zum Einsatz kamen.

Beim Vegapuls 64 kann das Antennensystem in den Prozessanschluss integriert werden. Da keine Antenne in den Behälter hineinragt, ist es möglich, bis dicht an den Prozessanschluss zu messen. Dies gibt mehr Flexibilität, da das gesamte Behältervolumen ausgenutzt werden kann. Dank des sehr fokussierten Messstrahls – bei einer Antennengröße von 80 mm hat das Sendesignal einen Öffnungswinkel von lediglich 3° – ist der Einsatz auch in Behältern mit Heizschlangen und Rührwerken deutlich einfacher geworden.

Das Sicherheitsbedürfnis in der mineralölverarbeitenden Industrie, beispielsweise bei der Lagerung von Flüssiggas in Kugeltanks, ist groß. In Erdölraffinerien gibt es deshalb immer häufiger die strikte Vorgabe, dass ein Sensor generell auf einem Kugelhahn zu montieren ist. So soll sichergestellt werden, dass sich der Sensor auch im laufenden Betrieb sicher und einfach austauschen lässt. Diese Einbausituation hat Vega für Radarsensoren zur Füllstandmessung bisher nicht empfohlen, da der zusätzliche Stutzen und der Kugelhahn selbst große Störreflexionen im Nahbereich verursachen. Vor allem, wenn der Sensor zur Erkennung einer Überfüllung eingesetzt wurde, konnten die relativ kleinen Echos des Mediums durch das starke Rauschen im Nahbereich nicht optimal erfasst werden. Beim Vegapuls 64 ist der Einfluss durch den Kugelhahn deutlich geringer, da der Sensor über eine erheblich bessere Signalbündelung verfügt und so der Stutzen und Kugelhahn weitaus weniger reflektieren. Dank der höheren Frequenz von 80 GHz ergeben sich deutlich mehr Einsatzmöglichkeiten auf Absperrorganen als bisher. Weiterer Pluspunkt für den Anwender: Der Sensor lässt sich auf vorhandenen Absperreinrichtungen installieren – die Umbaukosten werden so auf ein Minimum reduziert.

Nahezu zeitgleich mit der Einführung des Radarfüllstandmessgerätes Vegapuls 64 bringt Vega mit der nächsten Generation seines universellen Anzeige- und Bedienmoduls Plicscom eine Bluetoothlösung auf den Markt, mit der sich alle Prozesssensoren der Geräteplattform Plics einfach, bequem und sicher per App aus der Ferne bedienen lassen. Die drahtlose Bluetoothkommunikation eignet sich für alle Branchen und ist insbesondere für schwer zugängliche Stellen, raue Industrieumgebungen und Ex-Bereiche interessant. Das neue Modul ist abwärtskompatibel und lässt sich für die gesamte installierte Basis von über 1,5 Mio. Plics-Sensoren nutzen, die seit 2002 in Anlagen rund um den Globus im Einsatz sind – über alle Messprinzipien hinweg, ohne Softwareupdate und mit der bewährten Bedien-struktur. Hierbei ist es nur erforderlich, Plicscom in das Gerät einzusetzen und die Tools-App von Vega herunterzuladen und schon kann der Anwender seine Plics-Sensoren komfortabel und vor allem gefahrlos aus sicherer Entfernung mit dem Smartphone oder Tablet konfigurieren und parametrieren. Auch Anzeige- und Diagnosefunktionen stehen zur Verfügung.

Für Nutzer, die die Plics-Sensoren weiterhin direkt vor Ort bedienen wollen, hält Vega eine weitere pfiffige Variante bereit. Ein Magnetstift ermöglicht eine berührungslose Bedienung bei geschlossenem Deckel durch das Sichtfenster hindurch. So bleiben die Geräte stets gut geschützt, auch schwierige Witterungsbedingungen und Verschmutzungen spielen keine Rolle. Die Magnetstiftbedienung bietet ebenso wie die Bluetooth-Kommunikation noch weitere Vorzüge: Aufwendige Genehmigungen im Ex-Bereich (Feuerscheine) werden dadurch überflüssig.

Halle 4, Stand 514

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Chefredakteur,cav chemie anlagen verfahren