Mit den kapazitiven Leckage-Detektoren lassen sich Öle und andere elektrisch nicht leitfähige Flüssigkeiten detektieren. Die Sensoren stehen in drei unterschiedlichen Gehäuseformen zur Verfügung, um den verschiedenen Anforderungen hinsichtlich chemischer Beständigkeit und den Installationsbedingungen zu entsprechen. Zur Konzipierung der integrierten Elektronik wurden die Anforderungen für elektromagnetische Verträglichkeit im Industriebereich zugrunde gelegt.
Dipl.–Ing. (FH) Harald Lang
Das Jola-Programm enthält kapazitive Sensoren mit EMV-Zertifikat, Ex-Zulassung und DIBT-Zulassung. Sie haben eine höhere Störfestigkeit, als es üblicherweise für diese Sensoren gefordert ist. Die Installation kann beispielsweise in Auffangräumen, Auffangvorrichtungen, Auffangwannen, Kontroll- und Füllschächten zur Erkennung von Leckagen erfolgen.
Alle organischen und anorganischen Flüssigkeiten mit einer spezifischen Dielektrizitätskonstanten ab 1,8 (bzw. ab 2,0 bei der flachen Sensorausführung) können sicher detektiert werden. Die Umgebungstemperatur darf sich im Bereich von -20 bis +60 °C bewegen. Die Sensoren sind in normalerweise trockener Umgebung einzusetzen und am tiefsten Punkt anzubringen, damit eine möglichst rasche Detektion bei Leckage erfolgen kann. Die garantierte maximale Ansprechhöhe liegt bei 12 mm für die Sensoren, die ein Medium mit einer Dielektrizitätskonstanten ab 1,8 detektieren können. Für das Ansprechen des Sensors in flacher Ausführung genügt bereits eine Flüssigkeitshöhe von 3 mm bei einer Dielektrizitätskonstanten von mindestens 2,0. Die Sensoren dürfen auch direkt auf dem Boden montiert werden. Eine Beeinflussung durch den Untergrund wie Beton oder Metall findet praktisch nicht statt.
Die Sensoren stehen in drei verschiedenen Gehäusen zur Verfügung. Der kapazitive Hängesensor der Typenreihe COW besitzt ein Gehäuse aus Edelstahl, der kapazitive Hängesensor OWE ein Kunststoffgehäuse. Beide Sensoren können entweder an ihrem Kabel frei hängend über dem Boden oder auf dem Boden stehend – am besten mithilfe eines von Jola als Option angebotenen Ständers – montiert werden. Der kapazitive Plattensensor CPE hat ebenfalls ein Gehäuse aus Kunststoff. Er kann entweder unbefestigt auf dem Boden liegend oder auf dem Boden liegend und mit einer Zentralschraube in der Mitte des Gehäuses montiert werden.
Funktionsprinzip
Die Ölsensoren sind kapazitiven Näherungssensoren ähnlich. Ein Medium ersetzt bei Anwesenheit die Luft im sensorisch wirkenden Bereich des Sensors. Die höhere Dielektrizitätskonstante des Mediums im Vergleich zu Luft bewirkt eine Kapazitätsänderung. Diese Kapazitätsänderung kann auf vielfältige Weise elektronisch ausgewertet werden. Maßgebend für die Gestaltung der Elektronik in Ölsensoren sind zwei wesentliche Unterschiede zu den Näherungssensoren:
- Der Sensor reagiert nicht auf Näherung, sondern auf Eindringen eines flüssigen Mediums in den Messkondensator.
- Der Sensor muss in der Anwendung in oftmals rauen Umgebungen noch funktionssicher arbeiten können.
Die kapazitiven Ölsensoren gibt es bei gleicher mechanischer Ausführungsform für verschiedene elektrische Anbindungen in der Mess-, Steuer- und Regeltechnik mit unterschiedlichen Schnittstellen:
- System Leckmaster: Sensoren mit zugehörigem Schaltgerät (= Speisetrenner)
- System Leckwatcher: Sensoren in 2-Draht-, 3-Draht- oder 4-Drahttechnik
- System Liqui-Switch: Sensoren mit integriertem Leistungsrelais
- System L-Pointer: Sensoren für Namur-Stromkreis
EMV-Verträglichkeit und mehr
Seit Einführung des Gesetzes zur elektromagnetischen Verträglichkeit wird ein Nachweis über die Einhaltung einer Vielzahl von Prüfkriterien verlangt. Kapazitive Näherungssensoren haben quasi als Kinderkrankheit eine hohe Störempfindlichkeit beim Einströmen hochfrequenter Störungen gezeigt. Eine Prüfung in dem kritischen Frequenzbereich war in früherer Zeit nicht gefordert. In neuerer Zeit wurde dieses Prüfkriterium in der Überarbeitung der Norm für kapazitive Näherungssensoren mit aufgenommen. Der Schärfegrad ist aber dennoch reduziert und liegt unter den allgemeinen Anforderungen für Geräte der Mess-, Steuer- und Regeltechnik für die Industrieanwendung. Für eine ausreichend hohe Störfestigkeit und eine zusätzliche weitere Funktionsreserve sind die neuen kapazitiven Ölsensoren von Jola mit höherem Prüfschärfegrad geprüft. Die Störfestigkeit beträgt 10 V Störpegel für leitungsgeführte Störungen und 10 V/m im Hochfrequenzfeld bis 1000 MHz. Für die neu hinzugekommenen Frequenzen darüber wurde mit einer Feldstärke von 3 V/m geprüft, wobei die Norm zum Teil nur 1 V/m verlangt.
Kapazitive Ölsensoren von Jola in Verbindung mit einem zugehörigen Speisetrenner haben eine Ex-Zulassung. Die Sensoren arbeiten mit eigensicherem Stromkreis und der Speisetrenner verfügt über einen potenzialfreien Relaisausgang. Darüber hinaus haben die Ölsensoren mit Speisetrenner auch eine DIBT-Zulassung. Durch diese allgemeine bauaufsichtliche Zulassung entfallen für den Zulassungsgegenstand die wasserrechtliche Eignungsfeststellung und Bauartzulassung nach §19 h WHG.
Online-Info www.cav.de/1009413
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