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Füllstandmessgeräte

Zu wissen, wie viel Flüssigkeit sich in Ihrem Tank befindet, ist ein Problem, mit dem Sie täglich in Ihrem Auto, auf Ihrem Motorrad oder auf Ihrem Rasenmäher konfrontiert werden können. Haben Sie sich jemals gefragt, wie der Füllstand auf Ihre Anzeige übertragen wird? Natürlich gibt es mechanische Füllstandsanzeiger, die sich einfach mit dem Flüssigkeitsstand bewegen, aber wie wird das gemacht, wenn der Tank sehr weit entfernt ist? Oder schwer zu erreichen ist. Für solche Anwendungen ist ein Füllstandstransmitter perfekt geeignet. Schauen wir uns zunächst an, wie sie funktionieren.

Das Funktionsprinzip

Ein Füllstandmessgerät besteht aus zwei Hauptteilen: Dem ersten Teil, der entweder schwimmend oder untergetaucht ist, und dem zweiten Teil, der die Ausrichtung des ersten Teils in ein Ausgangssignal umwandelt. Diese beiden Teile können in einem Gehäuse integriert sein oder durch ein Kabel oder eine Verdrahtung getrennt werden. Dies hängt auch vom Typ ab, der später in dieser Erklärung erläutert wird.

Der Füllstandstransmitter ist so kalibriert, dass er weiß, was er als vollen Tank (100 %) und was er als leeren Tank (0 %) betrachten soll. Das gebräuchlichste Ausgangssignal ist 4-20 mA, d.h. wenn der Tank leer ist, überträgt der Transmitter 4 mA und wenn der Tank voll ist, überträgt er 20 mA. Alles, was dazwischen liegt, wird linear entsprechend der relativen Füllung übertragen. Dies ist der Hauptvorteil des Füllstandstransmitters im Vergleich zu einem mechanischen Schalter, da ein mechanischer Schalter nur anzeigt, wenn der Tank entsprechend einem eingestellten Wert zu voll oder zu leer ist. Dies bedeutet auch, dass die Steuerung an verschiedenen Punkten des gesamten Bereichs benachrichtigt werden kann oder das Signal zur Aktivierung anderer Geräte verwendet werden kann.

Die beiden Haupttypen von Füllstandmessgeräten

• Kontinuierliche Messung mit Schwimmer
• Eintauchbare Drucksensoren

Kontinuierliche Messung mit Schwimmer

Diese Art von Füllstandstransmitter verwendet einen Schwimmer, der an einem Stab befestigt ist, wobei der Schwimmer entlang des Stabes gleitet, wenn die Flüssigkeit steigt oder fällt. Die Stange und der Schwimmer können aus einer Vielzahl von Materialien bestehen und bei Bedarf auch beschichtet werden, um besser für raue Umgebungen oder Medien geeignet zu sein. Bei diesem Typ ist der Ausgang im Kopf des Messumformers untergebracht, wo er ebenfalls je nach den Anforderungen gewählt werden kann. Optionen wie 4-20 mA Feldsignale, HART®, PROFIBUS® PA und FOUNDATION™ Fieldbus sind in der Praxis üblich. Das Magnetsystem des Schwimmers im Führungsrohr betätigt eine Widerstandsmesskette, die einer 3-Draht-Potentiometerschaltung entspricht. Die hierdurch erzeugte Messspannung ist proportional zum Füllstand. Die Messspannung ist durch die Kontakttrennung der Messkette sehr feinstufig und damit nahezu kontinuierlich. Je nach Anforderung stehen mehrere unterschiedliche Kontaktabstände zur Verfügung.

Eintauchbare Drucksensoren

Ein Tauchfüllstandstransmitter oder Tauchdrucksensor nutzt das Prinzip des Drucks auf den Sensor, um den Füllstand anzuzeigen. Dies wird auch als hydrostatischer Druck bezeichnet. Dieser Typ wird häufig zur Füllstandsmessung in Tanks, Brunnen, Schächten und Bohrlöchern verwendet. Der Sensor wird einfach in die Flüssigkeit gesenkt, bis er den Boden erreicht, und dann zeigt der Sensor an, wie viel Druck auf ihn ausgeübt wird. Dies ist eine andere Anzeige als bei Schwimmern, da die Flüssigkeitshöhe genauer übertragen wird. Diese haben auch die Möglichkeit, die Temperatur zu messen, so dass kein separater Temperatursensor eingebaut werden muss. Außerdem sind aufgrund der Bauweise bei einigen Typen Ausführungen mit bis zu 300 m Kabel möglich, was den Einsatz wesentlich flexibler macht als bei den Schwimmern.

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