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Kompakte Radar-Füllstandmesser Vegapuls

Radar als echte Alternative zu Ultraschall
Kompakte Füllstandmesser Vegapuls für die Abwasserbranche

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Radar-Füllstandsensoren haben sich in der Prozesstechnik als echte Problemlöser erwiesen. Bisher hat allerdings der Preis der Geräte eine weite Verbreitung in Standardapplikationen verhindert. Die kompakte Radarsensor-Reihe Vegapuls erobert nun auch preissensitive Anwendungen und bietet beispielsweise in der Abwasserbranche eine echte Alternative zu den üblichen Ultraschallsensoren.

Bei Kläranlagen greift eine Reinigungsstufe in die nächste. Jedes einzelne dieser Verfahren muss auf das nächste abgestimmt sein, damit das Gesamtsystem optimal arbeiten kann. Um die verschiedenen Prozessstufen automatisch zu steuern, sind daher präzise Messdaten nötig. Genauigkeit ist aber nicht alles. Nur mit robusten und langlebigen Sensoren, die Wind, Wetter und den Herausforderungen in puncto Verschmutzung trotzen, ist ein reibungsloser Betriebsablauf möglich.

Kompakt, günstig und hochgenau

Seit Jahrzehnten liefert das Schiltacher Unternehmen Vega verschiedenste Füllstand- und Drucksensoren an Kläranlagen in aller Welt. Anfang dieses Jahres kam eine neue kompakte Serie an Radar-Füllstandsensoren auf den Markt. Herzstück ist ein von Vega neu entwickelter Radar-Chip, der speziell für die Anforderungen in der Füllstandmessung optimiert wurde. Dank der kleinen Bauform sind nun sehr kompakte Sensoren möglich. Diese sind zudem so preisgünstig, dass sie in nahezu allen Anwendungen die bisherigen Ultraschallsensoren ersetzen können. Die Vegapuls-Serie C 11, C 21 und C 22 besitzt einen festen Kabelanschluss und ist in der Schutzart IP 66/IP 68 ausgeführt. Der etwas größere Vegapuls C23 glänzt durch eine sehr gute Signalfokussierung von nur 4° und einen Messbereich von 30 m.

Entsprechend den Anforderungen im Abwasserbereich sind die Sensoren auch für den Einsatz im explosionsgefährdeten Bereich bis Zone 0 geeignet. Für den typischen Bereich der Zone 1 im Abwasserbereich hat sich Vega etwas Besonderes einfallen lassen. Durch eine spezielle Vergusskapselung ist der Betrieb in Zone 1 auch ohne eigensichere Versorgung möglich – das macht die Installation für den Anwender einfacher.

Neben ihrer Unabhängigkeit von Temperaturschwankungen, Vakuum oder wechselnder Gasüberlagerung sind Radarsensoren vor allem unempfindlich gegenüber Verschmutzungen. Alles Faktoren, die bei Ultraschallfüllstandmessgeräten häufig zu Störungen führen. Die Vegapuls-Reihe misst bei 80 GHz und besitzt dadurch eine sehr gute Signalfokussierung. Damit lassen sich Mess- und Störsignale besser trennen – die Messung wird um ein Vielfaches einfacher und genauer als mit anderen Messverfahren. Vor der offiziellen Markteinführung wurde die neue Sensorreihe in 30 Ländern in über 400 Einsätzen getestet. Mehrere Einsatzbeispiele in der Abwasserbranche zeigen, wo der neue Sensor seine Stärken ausspielt.

Grundlage für Berechnungen

Abwasser und Regenwasser werden über weit verzweigte Kanalsysteme zur Kläranlage transportiert und am Zulauf der Kläranlage in offenen Gerinnen gemessen. Eine wichtige Aufgabe, schließlich ist die Messung der Wassermenge an Eingang und Ausgang der Kläranlage die Grundlage für die Berechnung der Tarife und Betriebskosten. Der Vegapuls C 21 liefert zuverlässige Werte mit einer Genauigkeit von ±2 mm, und dies ganz unabhängig von Temperatureinflüssen, Wind und Wetter.

Die Sensoren kommen aber noch an einer anderen Stelle auf dem Weg des Abwassers zur Kläranlage zum Einsatz – in Pumpstationen. Reicht das natürliche Gefälle bis zur Aufbereitung nicht aus, sind verschiedene Pumpstationen notwendig. Die Niveaumessung mit dem Vegapuls C 11 im Einlaufschacht der Pumpstation dient somit zusammen mit einem Steuergerät zur wirtschaftlichen Steuerung der Pumpen.

Auch die Regenüberlaufbecken (RÜB), die Kläranlagen bei starken Regenfällen vor einer Überlastung schützen, sind ein idealer Ort für die neue Sensorreihe. Der Niederschlag wird zwischengespeichert und gedrosselt an die Kläranlage abgegeben. Kann das RÜB die anfallenden Wassermengen nicht fassen, wird ein Teil davon abgeschlagen. Aufgrund gesetzlicher Bestimmungen müssen solche Einstauereignisse und die abgeschlagene Wassermenge gemessen und dokumentiert werden. Der Vegapuls C 22 zeichnet sich hier durch seine kompakte Bauform und die einfache Deckenmontage aus und liefert zuverlässig die erforderlichen Messwerte – selbst bei Überflutung.

Steuert die Reinigungsvorgänge

In der mechanischen Vorreinigung werden Schwimmstoffe mit Rechen oder Sieben entfernt. Die nachfolgenden Verfahrensstufen werden so vor Ablagerungen, Verstopfung oder Abrasion geschützt. Im Grobrechen werden Feststoffe mit einem Durchmesser von mehr als 25 mm ausgesiebt, in der Rechengutpresse komprimiert und anschließend entsorgt. Der Feinrechen entfernt die kleineren Reststoffe aus dem Wasser. Über die Differenzmessung des Wasserpegels vor und hinter dem Rechen wird der Verschmutzungsgrad ermittelt und die Reinigung des Rechens initiiert. Hier geht es besonders rau und schmutzig zu. Eine ideale Aufgabe für den voll gekapselten Vegapuls C 11. Und auch an der Stelle, wo die aussortierten Feststoffe nach dem Grob-/Feinrechen, Sand sowie Schlämme in Container gesammelt werden, ist eine zuverlässige Füllstandmessung gefragt. Hier geben die Werte das Signal für den automatischen Austausch der Container.

Durch die Zugabe von Chemikalien werden Phosphate in der Vorklärung, in Belebungsanlagen oder in besonderen Fällungs- und Nachklärbecken aus dem Abwasser gefällt. Die Fällmittel, z. B. Eisen-III-Chlorid, binden das Phosphat chemisch und lagern es im Schlamm an. In den Lagerbehältern der Chemikalien wird zur permanenten Lagerbestandsüberwachung und optimalen Dosierung eine Füllstand- und Grenzstandmessung eingesetzt. Auch hier kommt der Vegapuls C 21 zum Einsatz. Die Sensoren verfügen über eine Zulassung als Überfüllsicherung nach WHG und schützen so zuverlässig die Umwelt vor einer Überfüllung der Behälter.

Schneller Blick fürs Wesentliche

Ergänzt werden die Sensoren durch die Vegamet-Steuergeräte. Diese speisen die angeschlossenen 4…20-mA-Sensoren, verarbeiten die Messwerte und zeigen diese an, ganz ohne aufwendige Programmierungen. Ein großes Display zur Datenvisualisierung ist in dem für raue Feldbedingungen konzipierten Gehäuse integriert. Es ermöglicht eine einfache Umsetzung von Pumpensteuerungen, Durchflussmessungen an offenen Gerinnen und Wehren, Summenzähler, Differenz-, Summen- und Mittelwertberechnungen. So lassen sich Grenzwerte sicher überwachen und Relais schalten, z. B. für eine Überfüllsicherung nach WHG.

Die Vegapuls-Serie eignet sich für viel
fältige Anwendungen in der Abwasserbranche. Nicht nur wegen ihres günstigen Preises ist sie eine echte Alternative zu Ultraschallsensoren, gerade wegen der hohen Zuverlässigkeit und Langlebigkeit. Alle Sensoren und Steuergeräte lassen sich zudem via Bluetooth über Smartphone oder Tablet einstellen. Dies erleichtert den Alltag in den rauen Umgebungen der Branche – zumal viele Sensoren oft an unzugänglichen Orten sitzen.

www.prozesstechnik-online.de

Suchwort: Vega


Autor: Jürgen Skowaisa

Produktmanagement Radar, Vega



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