Unerschütterlich

Clemens Hengstler

Zentimeterdicke Staubbeläge, frostige Eiskristalle, dichte Spinnennetze – nicht selten kämpfen moderne Messgeräte mit widrigen Umgebungsbedingungen. So vernebeln Spinnennetze schon einmal Verkehrsleitsystemen die Sicht und regeln den Verkehr auf 40 km/h hinunter, Eisschichten verhindern die Auslösung einer Notbremse bei der Gondeleinfahrt oder enorme Kohleablagerungen stoppen Bandübergabestellen. Anwender wollen jedoch Messgeräte, die selbst bei rauen äußeren Bedingungen zuverlässig funktionieren. Vega Grieshaber stellt nun ein Kompakt-gerät auf Basis dieser Technologie vor, das sicher und berührungslos den Grenzstand von Schüttgütern und Flüssigkeiten erfasst.

Dabei sind Mikrowellenschranken nichts Neues, sie werden seit langem zur Grenzstanderfassung bei äußerst harschen Betriebsbedingungen eingesetzt. Für den breiteren Einsatz mussten die Geräte jedoch überarbeitet werden. Vega entschloss sich, das Messprinzip in die Plics-plus-Gerätegeneration zu integrieren. Das Ergebnis ist die Mikrowellenschranke Vegamip 61, die speziell auf die Anforderungen und Bedürfnisse von rauen Umgebungen ausgerichtet ist.

Der Vegamip 61 kann sowohl als Min.- oder als Max.-Melder eingesetzt werden. Aber auch bei der Grenzstanderfassung von Flüssigkeiten oder bei der Objektdetektion bietet die Mikrowellenschranke viele Einsatzmöglichkeiten. Die berührungslose Messung erweist sich vor allem bei abrasiven Füllgütern, wie Mineralien oder Erzen oder bei sehr hohen Temperaturen als vorteilhaft. Das Gerät ist unempfindlich gegen Verschmutzungen, Anhaftungen und Anbackungen. Wechselnde Füllguteigenschaften wie Dichte oder Veränderungen in der Materialfeuchte tangieren das Messgerät ebenso wenig wie die Füllguttemperatur oder eine große Staubentwicklung. Um den Grenzstand zu erfassen, misst der Vegamip 61 einfach von außen, durch ein mikrowellendurchlässiges Fenster, etwa aus Keramik oder Kunststoff. Bei einem metallischen Behälter kann der Sensor auf einem entsprechenden Stutzen oder vor einem Fenster aus Kunststoff, Glas oder Keramik montiert werden.

Besonders schätzen die Anwender, dass sie bei der Anwendung wenig falsch machen können. Während die Radartechnologien oder die geführte Mikrowelle viele faszinierende Möglichkeiten bieten, aber eben auch viel Wissen fordern, ist das Prinzip der Mikrowellenschranke denkbar einfach und kaum durch die Handhabung zu beeinflussen.

Prinzipiell ist die Funktion der Mikrowellenschranke mit der einer Lichtschranke zu vergleichen. Anstelle eines Lichtstrahls wird jedoch ein Mikrowellensignal mit einer Frequenz von 24 GHz verwendet. Die Mikrowellenschranke besteht aus einem Sender Vegamip T61 und einem oder mehreren Empfängern Vegamip R61. Der Sender sendet ein Mikrowellensignal, das eine Hornantenne bündelt, an die gegenüber angeordnete Empfängereinheit. Befindet sich Medium zwischen Sender und Empfänger, wird das Mikrowellensignal gedämpft. Der Empfänger misst die Dämpfung des empfangenen Mikrowellensignals und generiert daraus ein Schaltsignal. Dank der großen Dynamik von 80 dB ist eine Reichweite von mehr als hundert Metern möglich. Wird das Signal durch Staub, Dreck oder Einbauten gedämpft, wird einfach über zwei Drucktasten die Empfindlichkeit angepasst. Dadurch bleibt die Schaltsicherheit selbst bei Anhaftungen und Verschmutzungen an den Fenstern gewährleistet. Die Ansprechgeschwindigkeit des Empfängers lässt sich ebenfalls zwischen 100 ms und 20 s frei einstellen.

Ähnlich einfach gestaltet sich die Montage. Weder ist ein Bedienmodul noch ein PC-Anschluss erforderlich. Das Kompaktgerät benötigt zudem kein Auswertegerät, sodass der Aufwand für die Verkabelung gering ist. Selbst wenn die örtlichen Gegebenheiten mal nicht so sind wie erwartet, ist das Gerät schnell einsatzbereit. Die Sensoren können durch mechanische Adaption, z. B. eine Ablenkung der Signale durch eine Metallplatte als Spiegel, sehr einfach an die örtlichen Gegebenheiten angepasst werden. Zur Signalführung ist auch ein einfaches Metallrohr geeignet. Für den Betrieb bei sehr hohen Temperaturen steht ein Montageadapter mit einer Prozessabtrennung aus Keramik zur Verfügung. Diese wird einfach zwischen Behälter und Sensor angebracht.

Ein weiterer Vorteil: Der Anwender weiß sehr schnell, woran er mit seinem Signal ist. Der Sender Vegamip T61 benötigt keinen Abgleich, eine LED signalisiert den Betriebszustand. Die Signalstärke wird am Empfänger Vegamip R61 durch eine LED-Kette dargestellt.

Der Vegamip 61 passt in das Plics-plus-Konzept und bietet alle Vorteile des modularen Baukastensystems. Dadurch stehen dem Anwender Gehäuse aus Kunststoff, Aluminium oder Edelstahl sowie verschiedene Antennensysteme und Prozessanschlüsse zur Verfügung. Üblicherweise lohnt es sich nämlich nicht, spezielle Antennen für Nischenanwendungen zu entwickeln. Anders bei Vegamip: Das Messgerät arbeitet auf der gleichen Frequenz wie die Radartechnologie, sodass der Anwender von der umfangreichen Antennenauswahl profitiert. So kann er beispielsweise auf eine komplett gekapselte Version mit 3A-Zulassung für die Lebensmittelbranche oder eine gebogene Antenne für die Stahlindustrie zurückgreifen.

Gerade seine robuste und zuverlässige Eigenschaft hat dazu beigetragen, dass der Vegamip gut in den Markt eingeführt ist. Hier verblüfft vor allem die Einsatzbreite. So wird das Gerät zur Grenzstandüberwachung in Transportbehältern aus Kunststoff eingesetzt. Dies muss nicht fest mit dem Behälter verbunden werden. Der Transportbehälter wird zwischen Sender und Empfänger platziert.

Die Mikrowellenschranke signalisiert, wenn die definierte Füllhöhe erreicht ist. Pluspunkte sammelt der Vegamip zudem bei der Grenzstanderfassung von Bandübergabestellen, z. B. bei der Kohleaufbereitung in Kraftwerken oder beim Transport von Düngemitteln oder Natronlauge in Pelletform. Die Sensoren sind unabhängig von den Füllguteigenschaften und schalten zuverlässig, wenn sich das Produkt an der Bandübergabestelle staut.

Ähnlich wie eine Lichtschranke, lässt sich die Mikrowellenschranke darüber hinaus zur Objektüberwachung einsetzen. Mikrowellen werden durch Staub, Regen oder Nebel nicht beeinflusst und reagieren sehr unempfindlich auf Verschmutzungen. Typische Anwendungen sind die Lkw-Beladung im Steinbruch oder der Kollisionsschutz. Die Mikrowellenschranke erkennt selbst ein- und ausfahrende Schiffe in einer Schleuse. Auch hier ist die Messung unabhängig von den Witterungsverhältnissen wie Nebel, Regen oder Schneefall. Aufgrund des Metallgehäuses in Schutzart IP 68 kann der Sensor sogar überflutet werden.

Fazit: Die Beispiele zeigen nicht nur die Bandbreite der Mikrowellenschranke und des Vegamip, sondern auch, wie eine unterschätzte Technik den Markt außerhalb ihres angestammten Bereichs erobern kann. Voraussetzungen hierfür sind: Einfachste Anwendung und unerschütterliche Zuverlässigkeit, bewährtes und vielseitiges Zubehör, wie Antennensysteme, Gehäuse und Prozessanschlüsse.

Halle 5, Stand 272

Online-Info www.cav.de/0410431