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Ausgewählte Ausgabe: 03-2017 Ansicht: Modernes Layout
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Radartechnologie zur Füllstandsmessung

Zur berührungslosen Füllstandsbestimmung wird neben der Ultraschall- zunehmend Radarmesstechnik in der Wasser- und Abwasserbranche eingesetzt. Ein neues Chipdesign der Endress+Hauser Messtechnik GmbH + Co. KG, Weil am Rhein, macht die Geräte kompakter und günstiger. Die neuen Messeinrichtungen sind per Smartphone und Tablet in wenigen Schritten konfigurierbar und lassen sich flexibel installieren.


Einfacher, sicherer und verschlüsselter drahtloser Fernzugriff auf das Radarmessgerät via Bluetooth ermöglicht schwer zugängliche Installationen, selbst im explosionsgefährdeten Bereich.

Einfacher, sicherer und verschlüsselter drahtloser Fernzugriff auf das Radarmessgerät via Bluetooth ermöglicht schwer zugängliche Installationen, selbst im explosionsgefährdeten Bereich.

Zur kontinuierlichen Füllstandsmessung in der Wasser- und Abwasserindustrie werden neben hydrostatischen Messverfahren auch Ultraschall sowie frei abstrahlendes Radar eingesetzt. Beide Verfahren basieren auf demselben Prinzip der Laufzeitmethode und besitzen physikalisch sowie gerätetechnisch bedingte Vor- und Nachteile. Diese können sich unter dem Einfluss verschiedener Prozess- und Umgebungsbedingungen oder der Montageposition auf die Messzuverlässigkeit und die Handhabung der Messstelle auswirken.
Ultraschallsensoren arbeiten mit Impulsen, die von der Oberfläche durch den Dichtesprung zwischen Luft und Medium reflektiert werden. Die vom Gerät gemessene Laufzeit zwischen dem Senden und dem Empfangen des zurückgeworfenen Signals ist ein direktes Maß für die Distanz zwischen Sensormembran und Oberfläche. Freiabstrahlende Radargeräte wie beispielsweise Micropilot FMR10 und FMR20 von Endress+Hauser funktionieren prinzipiell genauso, nutzen aber hochfrequente Mikrowellen, die mittels einer Antenne abgestrahlt werden.
Die aufgrund des Sprungs des Wertes der Dielektrizitätszahl (DK) reflektierten Impulse werden von der Antenne zur Elektronik übertragen. Dort wertet ein Mikroprozessor die Signale aus und identifiziert das Füllstandsecho, das durch die Reflexion verursacht wurde.
In Wasser- und Abwasser-Anwendungen werden in der Regel Radarsensoren mit Frequenzbereichen um 26 GHz eingesetzt. Sie bieten auch bei kompakten Antennengrößen eine gute Fokussierung, um eine möglichst hohe Signalstärke zu erreichen. Ein Antennendurchmesser von 40 bis 80 mm hat sich in der Praxis bewährt. Ähnlich wie bei Ultraschall wird auch bei Radargeräten die Energie keulenförmig abgestrahlt. Diese Abstrahlcharakteristik ist von der Frequenz der Mikrowelle des Gerätetyps, von der Antennengröße und vom Antennentyp abhängig. Wie bei Ultraschallsensoren sollte bei einer Messung mit Radar in überflutungsgefährdeten Bereichen zur sicheren Signalauswertung eine Überflutungshülse verwendet werden.

Vor- und Nachteile

Die Radarmesstechnik hat physikalisch bedingt in vielen Anwendungen sowohl bei Flüssigkeiten als auch bei Schüttgütern oder Pasten messtechnische Vorteile, besitzt jedoch Anwendungsgrenzen. Bei dieser Technik handelt es sich um ein berührungsloses, wartungsarmes und universell einsetzbares Verfahren.

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Autoren

 Moritz Rohn

Endress+Hauser Messtechnik GmbH + Co. KG, Weil am Rhein
moritz.rohn@de.endress.com

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