Messung von Füllstand & Pegelstand

Die Füllmenge im Fermenter einer Biogasanlage kann über die Dehnung des Gasbehälters bestimmt werden. Dies ist wichtig, um einen konstanten Gasfluss zum Verbrennungsmotor zu sichern. Dazu werden Seilzugsensoren eingesetzt, die über die Folie gespannt werden. Der Sensor selbst befindet sich im Generatorhaus. Hebt sich die Folie wird eine Wegänderung des Sensors registriert.

In Fallfilmreaktoren für die chemische Industrie wird vor dem Versuch die Geometrie des Reaktorbleches mit konfokalen Sensoren  vermessen. Zusätzlich wird während des Versuchs der Füllstand von Flüssigkeiten mit erfasst. Die Kanäle haben eine Größe von 200 µm Tiefe und 400 µm Breite. Die Vorteile des kompakten Strahlengangs kommen in dieser Anwendung voll zum tragen.

Um einen homogenen und von AL-Oxyd freien Kokillenguss zu erhalten, muss der AL-Pegel in der offenen Gießrinne = 1 mm konstant gehalten werden. Ein konstanter Pegel wird durch das geregelte Kippen des Gießofens erreicht. Der aktuelle Pegelstand wird berührungslos von oben mit luftgekühlten Wirbelstrom-Sensoren gemessen und überwacht. Besondere Bedeutung bei dieser Messung erhält ein temperaturstabiles Ausgangssignal, sowie die hohe Betriebstemperatur der Wirbelstrom-Sensoren.

Ein Füllstand kann sowohl ein flüssiger Stoff, als auch Schüttgut sein. Pegelstände von Flüssigkeiten präzise zu erfassen ist in der Messtechnik als schwierig realisierbar bekannt. Das konfokale Messprinzip eignet sich dennoch als sehr gute Lösung für diese Problematik. Licht wird auch auf der Oberfläche von Flüssigkeiten reflektiert und liefert so ein zuverlässiges Ergebnis. Füllstände von Schüttgütern sind aufgrund der Oberflächen einfacher zu messen. Für tiefe Gefäße eignen sich die Time-of-Flight Sensoren ILR. Für kürzere Strecken bieten sich Lasersensoren der Gruppe optoNCDT an.

Pegelstände von Flüssigkeiten präzise zu erfassen ist in der Messtechnik als schwierig realisierbar bekannt. Das konfokale Messprinzip eignet sich dennoch als sehr gute Lösung für diese Problematik. Licht wird auch auf der Oberfläche von Flüssigkeiten reflektiert und liefert so ein zuverlässiges Ergebnis.

Mit Öltemperatursensoren (OTS) wird die Motortemperatur von Fahrzeugen überwacht. Um die Füllhöhe  innerhalb der Produktionslinie zu prüfen, werden optoNCDT 1420 Sensoren eingesetzt. Nachdem das Öl von einer Dispenser-Maschine eingefüllt wurde, misst der Lasersensor den Füllstand. Beträgt dieser weniger als 4 mm oder wurde der Sensor aufgrund von Produktionsfehlern gar nicht befüllt, so wird er als NIO bewertet und aussortiert. Da die Öltemperatursensoren einen sehr schmalen Innendurchmesser von nur 4 mm und eine zu prüfende Tiefe von 28 mm aufweisen, wird ein Messbereich von 200 mm eingesetzt. Dieser stellt sicher, dass der Laser zuverlässig in das Füllrohr messen kann.

In Aluminium Gießereien wird die Schmelze in Formen gegossen, um daraus kleine Barren, sog. Masseln zu fertigen. Für ein konstantes Gewicht der Masseln ist der Füllstand in den Formen entscheidend. In einer speziellen Messanlage wird die Füllhohe berührungslos erfasst. Der österreichische Anlagenbauer Hertwich Engineering GmbH setzt für diese Aufgabe  Laserscanner ein.

Für den reibungslosen Ablauf von Produktions- und Logistikprozessen ist die genaue Mengenerfassung an Lagerplätzen beispielsweise für Schüttgut oder Kunststoffgranulate ein entscheidender Faktor. Um Produktionsstillstände aufgrund fehlenden Materials zu vermeiden, müssen die Füllstände in den Lagersilos daher zuverlässig und automatisiert erfasst werden. Hierbei wird verstärkt auf Laser-Distanz-Sensoren von MicroEpsilon gesetzt, die besonders für diese Anwendungen konzipiert sind. Zum Einsatz kommen optoNCDT Sensoren vom Typ ILR2250-100. Sie sind am Deckel des Silos angebracht und messen kontinuierlich Richtung Siloboden. Die Laser-Distanz-Sensoren erfassen exakt den Abstand zwischen Sensor und Schüttgut bzw. Granulat.

Für diese Messaufgabe steht das Fass auf der Plattform der Hydraulikpresse. Links und rechts befindet sich je ein Hydraulikzylinder. Beide Zylinder sind über einen Querträger miteinander verbunden. In dessen Mitte ist ein Kolben angebracht, der in das Fass gepresst wird. Ein Seilzugsensor der Serie wireSENSOR WDS-P60 ist an der Außenseite des Querträgers montiert.

Das Seil verkürzt sich und der Sensor misst somit über das Potentiometer die abnehmende Hubhöhe des Zylinders. Im Anschluss wird das analoge Ausgangssignal an eine Steuerung übergeben. Der Füllstand des Fasses kann somit über einen Bildschirm in der Überwachungszentrale der Produktion angezeigt werden. Dadurch ist eine kontinuierliche Messung und Füllstandsüberwachung sichergestellt.

In der Mikrobiologie werden zur Analyse von Zellkulturen sogenannte Agarplatten verwendet. Die Agarplatte sollte möglichst gleichmäßig hoch sein - dies ist ein wichtiger Faktor für die spätere Beurteilung der darauf kultivierten Zellkolonien. Zur Überprüfung der Füllhöhe ist die messtechnische Kontrolle der Agarplatten während des Herstellungsprozesses unabdingbar. Zum Einsatz kommt in diesem Fall das kapazitive Messsystem capaNCDT6220 in Dreikanalausführung.

Während der Kondensatorproduktion müssen die Kondensatoren in eine Wanne mit Lösungsmittel getaucht werden. Dabei ist es wichtig, dass die Rohlinge nur eine bestimmte Tauchtiefe besitzen. Für die Messung des Pegels in der Wanne werden konfokal chromatische Sensoren verwendet. Sie messen hochgenau und berührungslos auf direkt reflektierende Flüssigkeiten.

Ein Füllstand kann sowohl ein flüssiger Stoff, als auch Schüttgut sein. Füllstände von Schüttgütern sind aufgrund der Oberflächen optisch sehr einfach zu messen. Für tiefe Gefäße eignen sich die Time-of-Flight Sensoren der Serie optoNCDT ILR. Damit lässt sich der Füllstand in Silos, Trichter oder Tanks sehr schnell und einfach erfassen.