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Robust und absolut zuverlässig

In Baustoffindustrie-, Steinbruch- und Bergbauanwendungen sind die Bedingungen oft rau, laut und staubig. Die Füllstandmessgeräte müssen standardmäßig robust und absolut zuverlässig sein, um einen kontinuierlichen, stressfreien Produktionsprozess zu gewährleisten; sei es bei Mischsystemen mit starken Vibrationen, Volumenmessungen in Dosierbehältern, Steinbrechern oder insbesondere bei Lagerprozessen.

Moderne Füllstandmesstechnik

Für einen Beton- und Zementhersteller in Deutschland, der geführte Radarsensoren implementierte, bot diese Füllstandmesstechnik vielfältige Unterstützung bei der Optimierung seiner Lagerprozesse. Die TDRs mit ihrer hohen Kompatibilität werden zur genauen kontinuierlichen Füllstanderfassung unter schwierigen variierenden Prozessbedingungen, wie z.B. hohen Abzugskräften, Anbackungen oder Kondensatbildung, eingesetzt. Die Anwendung ist sehr staubig und der Sensor muss in das bestehende Prozessanschluss- und Überwachungssystem passen.

Unbeeinflusst von Staub und Ablagerungen

Jährlich werden in Deutschland über 40 Millionen Kubikmeter Transportbeton verarbeitet. Bereits 85% des gesamten auf Baustellen benötigten Betons und Frischmörtels werden in Transportbetonwerken gemischt. Die Auswahl der richtigen Messtechnik, deren fachgemäße Konfiguration und geschickte Positionierung spart erhebliche Kosten und führt in der Summe zu einer deutlichen Verbesserung der Wirtschaftlichkeit einer Anlage.

Engen, hohen Lagersilos

Ein deutscher Zement- und Betonwerksbetreiber suchte nach einem Lieferanten für Füllstandsensoren in seinen engen, hohen Lagersilos. Die gelagerten Rohprodukte und Zusatzstoffe durchlaufen auf dem Weg zum Endprodukt verschiedene Verarbeitungsstufen. Vor allem die Feststoffe weisen unterschiedliche Dichten, Korngrößen mit unterschiedlicher Staubentwicklung und einen unterschiedlichen Feuchtigkeitsgehalt auf. Der Hersteller legte immer mehr Wert auf den Einsatz moderner Technologien in Verbindung mit seinem traditionellen Fachwissen. Seit 1936, beginnend mit einem Kieswerk, gibt ihm die erfolgreiche Entwicklung des Unternehmens mit mehreren Produktionsstandorten und Betonwerken Recht. Daher war eine sichere und qualitativ hochwertige Messtechnik für die Ausstattung des Werkes unabdingbar. Es kommt auf Funktionalität, Bedienungsfreundlichkeit und Langlebigkeit der Produkte an, entsprechend den hohen Anforderungen der Baustoffindustrie.

Messbereich von bis zu 14 Metern

In den Stahlsilos seiner Produktionsanlagen implementierte er den das geführte Radar von UWT, um defekte Füllstandsmesssensoren zu ersetzen, die den anspruchsvollen Prozessbedingungen auf Dauer nicht gerecht werden konnten. Zement und andere unterschiedliche Rohstoff-Feststoffe wie Sand und Kreide müssen ordnungsgemäß und transparent gelagert werden. Die Speichereinrichtungen der Anlage haben einen Messbereich von bis zu 14 Metern. In den Einkammersilos herrschen Temperaturen um 80°C (176°F) und ein Prozessdruck von bis zu 0,8bar (11,6psi). Es liegen keine Vibrationen oder elektrostatische Aufladung vor, jedoch herrscht eine staubige Atmosphäre mit einem geringen Grad an Feuchtigkeit. Außerdem gab es eine starke Anreicherung der zu detektierenden Materialien.

Kontinuierlichen Füllstandmessung

NivoGuide® Radarsensoren werden zur kontinuierlichen Füllstandmessung in Flüssigkeits- und Schüttgutanwendungen eingesetzt. Der Messbereich von bis zu 75m (246ft) und ihre hohe Empfindlichkeit ab einem DK Wert von 1,5 machen sie vielseitig einsetzbar in Silos, Tanks und Rohrleitungen. Das geführte Radar enthält keine bewegten Teile im Prozessbehälter. Die Mikrowellen werden mit niedrigen Frequenzen abgestrahlt, so dass auch bei hoher Staubintensität keine Störreflexionen entstehen. Dadurch kann der Energiegehalt der Mikrowelle ausschließlich zur Bestimmung des spezifischen Füllstandes innerhalb der Lagerprozesse genutzt werden. Sie misst auch unter schwierigen Prozessbedingungen präzise auf ±2mm Genauigkeit. Es wurden zwei Baureihen realisiert, die NivoGuide® NG 3000 Serie, die speziell auf die Bedürfnisse von Feststoffen zugeschnitten ist, und der NivoGuide® NG 8000 für Anwendungen in Flüssigkeiten, Pasten, Schaum, Schlämmen, Ölen sowie zur Trennschichtmessung. Die Geräteversionen sind jeweils mit Auslegern ausgestattet, die mit Stab- und Kabelverlängerungen individuell an die Anwendung angepasst werden können. Für die Lageranwendungen des Zementwerkes in Deutschland war das geführte Radar der Serie NG 3100 als Seilversion die perfekte Lösung. Mit einer verstärkten Kopplung für hohe Abzugskräfte und einer zuverlässigen Konstruktion, die nicht durch starken Staub beeinträchtigt wird, sind diese TDRs speziell für die Detektion von Feststoffmessungen konzipiert. Darüber hinaus ist der Sensor sehr flexibel und braucht bei Materialwechsel keine Neukalibrierung, Das Messsignal wird auf dem Seil entlang „geführt“ und wird vom Medium reflektiert, am Sensor wieder empfangen und in ein Füllstandsignal umgewandelt. Dadurch ist es möglich, auch in engen und hohen Behältern zuverlässig zu messen, unabhängig von Kondenswasserbildung oder Anhaftungen.

Kompatible Lösungen

Während der Lagerungsprozesse treten Anhaftungen am Ausleger auf, die zu fehlerhaften Schaltkreisen führen könnten. Deshalb wurde das Seil des Radargerätes NG 3100 mit einer speziellen PA-Beschichtung versehen, was zusätzlich die Abriebfestigkeit der Seile half zu verbessern. Feinkörnige Schüttgüter können sich nicht in den Maschen des Seils absetzen. Weiterhin wurde eine optimierte Ankopplung installiert, die sich durch eine axiale Abstützung der Sonde innerhalb des Prozessanschlusses auszeichnet und sich konstruktiv von herkömmlichen geführten Radarsensoren unterscheidet. Dadurch wurden die auf die Sonde wirkenden Zugkräfte optimal verteilt, was eine Belastung von bis zu 30kN ermöglicht. Unterschiedliche Seildurchmesser von 4 und 6 Millimetern sind optimal auf die vorherrschenden Zugkräfte ausgelegt. Das Seil verfährt daher nicht unter hoher Last und unterstützt die Ausdauer des Sensors.

Im Allgemeinen sollte bei höheren Silos ein dickeres Seil verwendet werden. Die Seile des geführten Radars für den Feststoffbereich sind mit verseilten dickeren Litzen ausgestattet. Zudem sind sie so geflochten, dass bei Flüssigkeiten ein flexibles Seil und bei Feststoffen ein eher starres Seil verwendet wird, das straff im Silo hängt. Das installierte Seil kann am Boden befestigt werden, so dass es während des Befüll- und Entleerungsvorgangs die Silowände nicht berührt. Die nutzerfreundliche Implementierung des Sensors glich einer smarten Plug-and-Play-Installation und eine konsistente Überfüllsicherung sowie Leermeldung konnte von Beginn an gewährleistet werden. Füllguteigenschaften wie Feuchtigkeitsgehalt, Mischungsverhältnis oder Partikelgröße spielten keine Rolle und machten die Planung einfach. Genaue Ergebnisse werden selbst bei Änderungen der Temperaturbedingungen, des Drucks, der Dichte (in der Regel um 1500 g/l) und der DK Werte (die zwischen 2,0 - 3,0 liegen) umgesetzt, da keine Anpassung des jeweiligen Mediums notwendig ist. Weitere NivoGuide® NG 3000 Baureihen sind außerdem nach den normativen Anforderungen der funktionalen Sicherheit ausgelegt, um Sicherheitsfunktionen in einer Risikominderung nach SIL2 zu gewährleisten.

Die flexible und softwarekompatible Technologie fügt sich nahtlos in das bestehende Prozessanbindungs- und Überwachungssystem der Anlage ein. Ein menügesteuerter Schnellstart-Assistent machte die fünfstufige Inbetriebnahme für den Betriebsleiter einfacher, sicherer und kostensparender. Das integrierte Display ermöglicht die Überprüfung von Messung und Echokurve vor Ort. Der Sensor ist „lernfähig“ und erkennt welche Signale verändert werden. Störende Installationen können identifiziert und der Einsatz von Servicetechnikern aufgrund fehlerhafter Füllstandsignale vermieden werden.