Arbeitsprinzipien von 20 gängigen Füllstandsmessern

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Durch die Erklärung der Funktionsprinzipien der 20 am häufigsten verwendeten Pegelmesser sowie eine Analyse der Installation, Nutzung und zu beachtenden Aspekte dieser Messgeräte, lässt sich beurteilen, welche Fehler auftreten können und wie sie behoben werden sollten. Dadurch entsteht ein umfassendes Verständnis der Pegelmesser, das eine genaue Entscheidungsfindung bei der Auswahl eines geeigneten Pegelmessers unter verschiedenen Betriebsbedingungen ermöglicht. Häufige Arten von Pegelmessern:
1. Magnetischer Flügelpegel
2. Schwimmkörper-Pegel
3. Stahlband-Pegel
4. Radar-Pegel
5. Magnetostrictiver Pegel
6. RF-Admittanz-Pegel
7. Klangwellen-Pegel
8. Glasplatten/Glasrohr-Pegel
9. Hydrostatischer Pegel
10. Druckbasierte Pegelübertragungseinheiten
11. Kapazitiver Pegel
12. Intelligenter Elektro-Schwimmkörper-Pegel
13. Schwimmkörper-Pegel mit Übertragungseinheit
14. Elektromechanischer Pegel
15. Magnetempfindlicher Doppelfarben-Pegel
16. Außenmessender Pegel
17. Hydrostatischer Pegel
18. Ultraschall-Pegel
19. Differenzdruck-Pegel (Doppel-Flansch-Pegel)

Arbeitsprinzipien der gängigen Pegelmesser:
1. Magnetischer Flügelpegel: Auch als Magnet-Schwimmkörper-Pegel bezeichnet. Prinzip: Das Prinzip des Venturi-Rohrs. Es wurde auf der Grundlage des Schwerelosigkeitsprinzips sowie der magnetischen Kopplung entwickelt. Wenn sich der Flüssigkeitsspiegel im zu messenden Behälter ändert, überträgt der permanente Magneten im Schwimmer die Kraft durch magnetische Kopplung auf das Anzeigepanel mit den magnetischen Stäben. Dadurch drehen sich die roten und weißen Stäbe um 180°. Wenn der Flüssigkeitsspiegel ansteigt, wechseln die Stäbe von weiß zu rot; wenn der Spiegel sinkt, wechseln sie von rot zu weiß. Der Punkt, an dem sich Rot und Weiß auf dem Panel treffen, gibt die tatsächliche Höhe des Flüssigkeitsspiegels im Behälter an – so wird eine Anzeige des Flüssigkeitsspiegels ermöglicht. 2. Schwimmkörper-Levelmesser Der Aufbau des Schwimmkörper-Levelmessers basiert im Wesentlichen auf den Prinzipien der Auftriebskraft und des statischen Magnetfeldes. Die Position der mit Magneten ausgestatteten Schwimmkörper (kurz: Schwimmkörper) im zu prüfenden Medium wird durch die Schwerkraft beeinflusst: Veränderungen des Flüssigkeitsspiegels führen zu Veränderungen in der Position des magnetischen Schwimmers. Durch die Wirkung des Magneten und des Sensors (Magnetkontakt) im Schwimmkörper ändert sich die Anzahl der in der Schaltung geschalteten Komponenten (z. B. Widerstände mit konstanter Wert), wodurch wiederum die elektrischen Größen im Messschaltkreis verändert werden. Das bedeutet, dass Veränderungen in der Position des magnetischen Schwimmers zu Veränderungen elektrischer Größen führen. Durch die Messung von Veränderungen elektrischer Größen wird der Flüssigkeitsspiegel im Behälter erfasst. 3. Stahlband-Levelmesser: Er wird nach dem Prinzip des mechanischen Gleichgewichts konstruiert und hergestellt. Wenn sich der Flüssigkeitsspiegel ändert, wird das ursprüngliche mechanische Gleichgewicht durch die Störung durch die Auftriebskraft des Schwimmers durch eine Verschiebung der Stahlbahn zu einem neuen Gleichgewicht gebracht. Das Niveaumessgerät (Schwimmer) bewegt die Stahlband aufgrund des Niveaus. Das Verschiebungsantriebssystem setzt durch die Bewegung des Stahlbands den Antriebsstift in Bewegung, der wiederum den Zähler antreibt, um das Niveau anzuzeigen. 4. Radar-Schichtmesser – Der Radar-Schichtmesser ist ein Messgerät, das auf dem Prinzip der Zeitdauer beruht. Radarwellen bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit; die Dauer ihrer Ausbreitung kann durch elektronische Komponenten in ein Signal über die Schichthöhe umgewandelt werden. Die Sonde sendet Hochfrequenzimpulse aus, die entlang des Kabels weitergeleitet werden. Wenn die Impulse auf die Oberfläche des Materials treffen, werden sie reflektiert und vom Empfänger in der Anlage aufgenommen. Dadurch wird das Entfernungssignal in ein Signal über den Materialstand umgewandelt. 5. Magnetoelektrischer Höhenmesser: Wenn der Sensor eines magnetoelektrischen Höhenmessers in Betrieb ist, erzeugt der elektrische Teil des Sensors Impulsströme in der Leitfadenstruktur. Diese Ströme breiten sich entlang des Leitfadens aus und erzeugen dabei ein Magnetfeld um den Leitfaden herum. Außen am Sensorelement des magnetostriktiven Füllstandsmessgeräts befindet sich ein Schwimmer, der entlang des Sensorelements je nach Füllstand nach oben und unten bewegen kann. Im Inneren des Schwimmers befindet sich eine Reihe von Permanentmagnetscheiben. Wenn das Magnetfeld des Impulsstroms auf das Magnetfeld des von dem Schwimmer erzeugten Magnetscheins trifft, ändert sich das Magnetfeld um den Schwimmer herum. Dadurch entsteht an der Stelle des Schwimmers ein Schwingungspuls in dem aus magnetoelektrischem Material gefertigten Leitfaden. Dieser Puls wird mit konstanter Geschwindigkeit entlang des Leitfadens weitergeleitet und anschließend vom Detektionsmechanismus erfasst. Durch die Messung des Zeitunterschieds zwischen der Pulsströmung und der Schwingungswelle kann die genaue Position des Schwimmers bestimmt werden – also die Position der Flüssigkeitsoberfläche. 6. RF-Admittanz-Schichtmessgerät: Ein RF-Admittanz-Schichtmessgerät setzt sich aus Sensoren sowie Steuereinrichtungen zusammen. Die Sensoren können in Form von Stab-, Koaxial- oder Kabelsonden am Dach des Behälters angebracht werden. Die Impulskarte im Sensor kann Änderungen des Füllstands in Impulssignale umwandeln, die an das Steuergerät übermittelt werden. Das Steuergerät wandelt diese Signale nach weiteren Berechnungen in messbare Werte um, wodurch eine kontinuierliche Messung des Füllstands möglich wird. 7. Resonanzklangwellen-Messgerät: Der Funktionsmechanismus eines Resonanzklangwellen-basierten Höhenmessers besteht darin, dass ein Paar piezoelektrischer Kristalle, die auf der Basis des Resonators angebracht sind, dazu führen, dass der Resonator bei einer bestimmten Resonanzfrequenz schwingt. Wenn die Schallquaste mit dem zu prüfenden Medium in Berührung kommt, ändern sich ihre Frequenz und Amplitude. Diese Veränderungen werden von einem intelligenten Schaltkreis erfasst, verarbeitet und in ein Schaltsignal umgewandelt. 8. Glasplatten-Liquidometer (Glasrohr-Liquidometer) Der Glasplatten-Liquidometer wird über Flansche mit dem Behälter verbunden, wodurch ein Kommunikationsrohr entsteht. Durch die Glasplatte kann die Höhe der Flüssigkeitsspiegel im Behälter direkt abgelesen werden. 9. Druck- und Höhenmesssender: Der druckbasierte Höhenmesser nutzt das Prinzip der statischen Druckmessung. Wenn der Sensor in eine bestimmte Tiefe des zu messenden Flüssigkeitsmediums eingesetzt wird, wirkt auf die Oberfläche des Sensors ein Druck. Durch ein Edelstahlrohr wird der Druck der Flüssigkeit in den positiv geladenen Raum des Sensors geleitet. Gleichzeitig wird der Atmosphärdendruck Po mit dem negativ geladenen Raum des Sensors verbunden, um den Druck hinter dem Sensor auszugleichen. Dadurch kann der Sensor einen Druck von ρ·g·H messen. Durch die Messung dieses Drucks P lässt sich die Tiefe des Flüssigkeitsspiegels ermitteln. 10. Kapazitiver Pegelmesser – Ein kapazitiver Pegelmesser misst die Höhe der Flüssigkeitsschicht, indem er Veränderungen in der Kapazität misst. Es handelt sich um einen Metallstab, der in ein Behälter mit Flüssigkeit eingeführt wird. Der Metallstab dient als eine Elektrode des Kondensators, während die Behälterwand als die andere Elektrode fungiert. Das Medium zwischen den beiden Elektroden ist die Flüssigkeit sowie das Gas darüber. Da die Dielektrizitätskonstante des Flüssigkeitsmediums ε1 und die Dielektrizitätskonstante an der Oberfläche der Flüssigkeit ε2 unterschiedlich sind – beispielsweise ε1 > ε2 – erhöht sich mit steigendem Flüssigkeitsspiegel der Gesamtwert der Dielektrizitätskonstante zwischen den beiden Elektroden des kapazitiven Pegelmessers. Dadurch nimmt auch die Kapazität zu. Umgekehrt nimmt der Wert von ε ab, wenn der Flüssigkeitsspiegel sinkt, und auch die Kapazität verringert sich. Daher kann ein kapazitiver Pegelmesser den Stand der Flüssigkeit anhand der Veränderung der Kapazität zwischen zwei Elektroden messen. 11. Intelligenter Elektro-Schwimmkörper-Levelmesser – Der intelligente Elektro-Schwimmkörper-Levelmesser ist ein Messgerät für den Füllstand, das auf dem Archimedes’schen Gesetz sowie dem Prinzip der magnetischen Kopplung beruht. Er dient dazu, den Füllstand, die Trennflächen sowie die Dichte zu messen. Zudem gibt er Alarmsignale bei Überschreitung der oberen und unteren Grenzwerte aus. 12. Schwimmkörper-Levelmesser: Er wird nach dem Prinzip des mechanischen Gleichgewichts konstruiert und hergestellt. Wenn sich der Flüssigkeitsstand ändert, wird das ursprüngliche mechanische Gleichgewicht durch die Störung durch die Auftriebskraft des Schwimmers durch eine Veränderung der Bewegung des Stahlbandes (Seils) zu einem neuen Gleichgewicht gebracht. Das Niveaumessgerät (Schwimmer) bewegt die Stahlkette (Seil) in Abhängigkeit vom Liquidenniveau. Das Übertragungssystem nutzt die Bewegung der Stahlkette (Seil), um das Anzeigegerät am Ort in Gang zu setzen, wodurch das Liquidenniveau auf dem Anzeigegerät dargestellt wird. 13. Schwimmkörper-basierte Höhenmesssender: Der Schwimmkörper ist im Flüssigkeitssystem im Inneren des Behälters untergetaucht und ist fest mit dem Torsionsrohrsystem verbunden. Die Kraft, die auf das Torsionsrohrsystem wirkt, entspricht dem Unterschied zwischen dem Gewicht des Schwimmkörpers und der Auftriebskraft, die auf ihn einwirkt. Unter dem Einfluss dieser Gesamtkraft verdreht sich das Torsionsrohr um einen bestimmten Winkel. Veränderungen der Position, Dichte oder des Füllstands der Flüssigkeit im Schwimmkörperraum führen zu einer Veränderung der Auftriebskraft, die auf den in der Flüssigkeit befindlichen Schwimmkörper wirkt; dadurch ändert sich auch der Drehwinkel des Torsionsrohrs. Diese Veränderung wird an den Sensor übertragen, der fest mit dem Drehmomentrohr verbunden ist, wodurch die Ausgangsspannung des Sensors sich ändert. Diese Änderung wird anschließend von den elektronischen Komponenten verstärkt und in einen Stromausgang von 4–20 mA umgewandelt. Der Schwimmkörper-Level-Sensor verwendet einen Mikrocontroller sowie entsprechende Elektronikschaltungen, um Prozessgrößen zu messen. Er liefert eine Stromausgabe, steuert die LCD-Anzeige und verfügt über HART-Kommunikationsfähigkeiten. 14. Elektrischer Kontaktschwellenmesser – Der elektrische Kontaktschwellenmesser ist aufgrund der unterschiedlichen Widerstandswerte von Wasser und Dampf konzipiert. Die Elektroden des Messzylinders weisen im Wasser eine geringe Impedanz gegenüber dem Zylinderkörper auf. Im Dampf ist die Impedanz des Zylinders hoch. Mit den Schwankungen des Wasserspiegels ändert sich die Anzahl der Elektroden im Wasser. In eine Änderung des Widerstandswerts umwandeln. Es wird an das Sekundärinstrument übertragen, wodurch Funktionen wie Anzeige des Wasserspiegels, Alarmierung und Schutzschaltungen realisiert werden können. 15. Magnetempfindlicher zweifarbiger elektronischer Flüssigkeitspegel: Der magnetempfindliche elektronische zweifarbige Flüssigkeitspegel wird aus hochwertigem Edelstahl sowie importierten Elektronikkomponenten hergestellt. Der Anzeigebereich besteht aus hochhellen LED-Doppelfarb-Leuchtdioden, die ein zylindrisches Anzeigefeld bilden. Durch die rote bzw. grüne Farbänderung der LED-Lichtstrahlen lassen sich die oberen und unteren Grenzwerte des Flüssigkeitsspiegels erkennen sowie entsprechende Alarm- und Steuerfunktionen auslösen. 16. Außenmessender Höhenmesser – Ein außenmessender Höhenmesser ist ein Gerät, das das Prinzip der Sonar-Distanzmessung sowie die „Mikrovibrierungsanalyse“ nutzt, um den Flüssigkeitsspiegel von außen zu messen. Zwei kleine Ultraschall-Sensoren für die externe Füllstandsmessung werden jeweils am Boden und an der Seitenwand des Tanks angebracht, um Veränderungen der Dichte auszugleichen. Die Signale des Außenpegelmessersensors werden durch einen Mikroprozessor umgewandelt und an ein lokales Display oder das Benutzersystem ausgegeben. Es ist möglich, die Höhe der Flüssigkeit im Behälter sowie das Volumen der Flüssigkeit im Behälter zu berechnen. 17. Statischer Höhenmesser: Ein statischer Höhenübertragungssensor, bei dem ein mit Öl gefüllter Diffusionssiliziumkern in einem Edelstahlgehäuse untergebracht ist. Die vordere Schutzkappe dient dazu, die Sensormembran zu schützen, gleichzeitig ermöglicht sie es dem Flüssigkeit, ungehindert mit der Membran in Berührung zu kommen. Die wasserdichten Leitungen sind fest mit dem Gehäuse verbunden. Ein Lüftungskanal verbindet das Innere des Geräts mit der Außenwelt. Die interne Konstruktion ist so gestaltet, dass Kondenswasser nicht entstehen kann. 18. Ultraschall-Levelmesser – Ein Ultraschall-Levelmesser besteht aus einem vollständigen Ultraschallsensor sowie einer Steuerelektronik. Die durch den Ultraschallsensor ausgesandten Ultraschallwellen werden von der Flüssigkeitsoberfläche reflektiert. Die Zeit, die für die Rückkehr dieser Wellen benötigt wird, wird berechnet. Der Temperatursensor dient dazu, die Auswirkungen der Temperatur auf die Übertragung der Ultraschallwellen zu korrigieren. Auf diese Weise kann die Entfernung zwischen der Flüssigkeitsoberfläche und dem Ultraschallsensor ermittelt werden. Das Ergebnis wird über einen LCD-Bildschirm angezeigt sowie als analoges Signal im Bereich 4mA–20mA ausgegeben. Dadurch ist eine Fernablesung des Messgeräts möglich. 19. Differenzdruck-Levelmesser (Doppel-Flansch-Levelmesser): Ein Differenzdruck-Levelsender misst den Druckunterschied zwischen Hoch- und Niedrigdruck. Anschließend wird dieser Wert durch einen Wandlerelement in ein Stromsignal umgewandelt, das an die elektrischen Komponenten im Steuerraum übertragen wird. Differenzdruck-Messgeräte für den Flüssigkeitsstand werden hauptsächlich zur Messung des Flüssigkeitsstands in geschlossenen, druckbehafteten Behältern eingesetzt. Die Größe des Druckunterschieds entspricht ebenfalls der Höhe des Flüssigkeitsspiegels. Der Differenzdruck zwischen den gasförmigen und flüssigen Phasen wird mit einem Differenzdruckmessgerät gemessen, um den Flüssigkeitsstand zu ermitteln. Einbau, Nutzung und Bedienhinweise für Füllstandsmesser – Einbau- und Nutzungshinweise für Füllstandsmesser mit Glasrohr: Bei dem Transport und Einbau solcher Füllstandsmesser muss man darauf achten, dass sie nicht mechanischen Schäden ausgesetzt werden, damit das Glas nicht zerbricht. Das ist unbedingt zu beachten. Levelmesser haben jeweils ihre eigenen Spezifikationen und Modelle – man muss unbedingt ein geeignetes Modell auswählen. Für bestimmte Medien sind beispielsweise farblose, lichtdurchlässige Levelmesser erforderlich, während für andere Fälle Levelmesser mit Dampfschlauch verwendet werden müssen, um Wärme zu speichern. Feuchtigkeitsmesssonde, Edelstahl-Heizelement PT100-Sensor, gegossener Aluminiumheizer, Heizspirale mit Fluid-Elektromagnetventil. Nach der Installation des Füllstandsmessers darf man die Ventile nicht sofort öffnen, wenn die Temperatur der Flüssigkeit im Behälter sehr hoch ist. Es muss zunächst eine Weile gewartet werden, bis die Temperatur des Füllstandsmessers mit dem Glasrohr eine bestimmte Wert erreicht hat. Dadurch wird verhindert, dass das Glas aufgrund von Wärme- und Kälteausdehnung zerbricht. Während der Nutzung des Füllstandsmessers müssen die Innen- und Außenwände der Glasröhre regelmäßig gereinigt werden, um eine trübe Sicht zu vermeiden. Beim Reinigen müssen die oberen und unteren Ventile fest geschlossen werden, damit das Flüssigkeit im Behälter nicht austritt. Anschließend sollte die herausgenommene Glasröhre mit Wasser abgespült oder in Alkohol getaucht werden. Bei der Installation muss man auch vorsichtig sein und eine Methode anwenden. Falls ein Glasrohr zerbrochen ist und ersetzt werden muss, ist bei dem Demontieren und Montieren Vorsicht geboten. Nach dem Montieren sollte außerdem überprüft werden, ob es zu Leckagen kommt. Erst wenn keine Leckagen auftreten, kann das Rohr in Betrieb genommen werden. Beim Gebrauch ist regelmäßige Inspektion und Wartung erforderlich, um Leckagen durch Rost und Korrosion zu vermeiden. Zudem müssen Nutzungs- und Reparaturprotokolle geführt werden. Hinweise zur Installation und Nutzung von Glasplatten-Levelmessern: Bei der Installation muss im Behälter ein bestimmter Druck des Flüssigkeitsvolumens vorhanden sein, um eine automatische Abdichtung zu gewährleisten – mindestens 0,2 Megapascal. Wenn die oberen und unteren Ventile geöffnet werden, darf der Drehwinkel des Ventilstabs mindestens vier Umdrehungen betragen. Dadurch vermeidet man, dass die Stahlekugel beim Schließen des Ventils mit der Oberkante des Ventilstabs in Berührung kommt und dadurch beschädigt wird. Bei dem Transport sowie beim Auspacken und Bewegen muss unbedingt darauf geachtet werden, keine harten Gegenstände zu berühren, um zu vermeiden, dass die Glasscheiben zerbrechen. Ebenso ist auf die Spezifikationen und Modelle zu achten – es dürfen keine Füllstandsmesser mit ungeeigneten Spezifikationen installiert werden. Für bestimmte Medien gelten Einschränkungen bezüglich der Verwendung von Füllstandsmessern; beispielsweise dürfen Medien, die Glas- oder Stahlplatten korrodieren lassen, nicht verwendet werden. Die anderen Arbeiten zur Reinigung sowie das Demontieren, Waschen und Einbauen gleichen in etwa den Methoden für Glasrohr-Füllstandsmesser. Hinweise zur Installation und Nutzung von Magnetischen Schwimmkörper-Liquidmessgeräten: Es müssen die zu messenden Parameter berücksichtigt werden, wie die physikalischen und chemischen Eigenschaften des zu messenden Mediums sowie der Betriebsdruck, die Temperatur, die Installationsbedingungen und die Geschwindigkeit der Flüssigkeitsständeänderungen ； Ein weiterer Punkt sind die Anforderungen an Messung und Steuerung, wie zum Beispiel das Messbereich, die Messgenauigkeit, die Anzeigemethode, die Anzeige vor Ort, die Fernanzeige sowie die Schnittstelle zum Computer, Schutz gegen Korrosion, Zuverlässigkeit und die Einfachheit der Installation. All diese Aspekte müssen berücksichtigt werden, nur so kann man das geeignete Produkt auswählen. Bei der Installation muss sichergestellt werden, dass der Füllstandsmesser senkrecht steht und dass der Schwimmer frei beweglich ist. Er darf nicht falsch herum installiert werden. Ansonsten sind die Vorgehensweisen ähnlich wie bei den Füllstandsmessern mit Glasplatten oder -röhren. Daher können wir sie nur dann richtig installieren, wenn wir die Installation- und Verwendungsanleitungen für die verschiedenen Füllstandsmesser kennen. Hinweise zur Installation und Nutzung des Magnetflüssigkeitssensors: Vor der Verwendung müssen mit den Justiermagneten die Kugeln unterhalb der Nullmarke des Sensors auf rot eingestellt werden, während die Kugeln an den anderen Stellen auf weiß eingestellt werden müssen. Bei der eigenständigen Installation von Heizschläuchen durch den Nutzer sollte ein nicht magnetisches Material gewählt werden – beispielsweise Kupferrohre. Die Temperatur der Heizschläuche muss wiederum je nach dem jeweiligen Medium festgelegt werden. Auch bei der Montage des Magnetflüssigkeitsspiegels sollte darauf geachtet werden, ihn von den Eingangs- und Ausgangsstellen des Mediums fernzuhalten. Andernfalls kann aufgrund von schnellen Veränderungen des Mediums in diesen Bereichen die Genauigkeit der Messdaten beeinträchtigt werden. Ebenso muss darauf geachtet werden, dass das Medium keine festen Verunreinigungen oder magnetischen Stoffe enthält, denn diese können die Funktionsweise der Schwimmkugel behindern. Auch in der Umgebung des Magnetschalter-Füllstandsmessers darf es keine magnetisierbaren Stoffe geben. Ebenso sollte man kein Eisendraht verwenden, um das Messgerät zu befestigen – denn das kann die ordnungsgemäße Funktionsweise des Messgersets beeinträchtigen. Bei der Installation ist zunächst darauf zu achten, den unteren Teil des Füllstandsmessers zu öffnen und die Schwimmkugel hineinzusetzen. Dabei muss darauf geachtet werden, dass die magnetische Seite nach oben zeigt – sie darf nicht falsch herum eingesetzt werden. Nach der Installation sollte bei der Justierung zunächst der Ventil am Überlaufrohr des Füllstandsmessers geöffnet werden. Anschließend soll das Ventil darunter langsam geöffnet werden, damit die Flüssigkeit langsam und gleichmäßig in den Messkanal gelangen kann. Dabei muss überprüft werden, ob sich die rote und weiße Kugel am Füllstandsmesser normal bewegt. Wenn alles in Ordnung ist, soll das Ventil am Überlaufrohr geschlossen werden. Danach soll das Entleerungsventil geöffnet werden, damit der Flüssigkeitsstand im Hauptrohr allmählich sinkt. Dieser Vorgang soll insgesamt dreimal wiederholt werden. Erst wenn sichergestellt ist, dass das Füllstandsmesser ordnungsgemäß funktioniert, kann es in den normalen Betrieb genommen werden. Hinweise zur Installation und Verwendung von kapazitiven Füllstandsmessgeräten: Bei der Außenaufstellung dürfen die Sensorkabel nicht außerhalb des Behälters freiliegen, um Messfehler zu vermeiden, falls sie bei Regen nass werden. Die aus Edelstahl gefertigten Prozessanschlussteile am Gehäuse oder am unteren Teil der Anschlussdose müssen zuverlässig mit der Außenwand des Behälters verbunden sein (geerdet); ihr Kontaktwiderstand darf 2 nicht überschreiten. Bei normaler Betriebsweise darf die Elektrode im Behälter keine großen Schwankungen aufweisen, da sonst Unstabilitäten im Signal auftreten können. Beim Einbau der Elektrodenleitungen sollte möglichst Abstand zur Innenwand des Behälters gewahrt werden; die Mindestentfernung darf 100 mm nicht unterschreiten. Wenn aufgrund von Einschränkungen der Abstand < 100 mm beträgt, muss der Abstand zwischen der Messsonde und dem Behälter relativ konstant bleiben. Bei Einleitern mit weichem Draht kann der überschüssige Teil durch Ziehen am oberen Ende der Verbindungsstücke herausgezogen und anschließend abgeschnitten werden. Danach muss der Befestigungsbolzen fest angezogen werden. Bei Twisted-Pair-Leitern kann der überschüssige Teil um das zu messende Flüssigkeitsniveau gewickelt werden. Es ist auf keinen Fall zulässig, den überschüssigen Teil um den Boden des Behälters oder um den eigentlichen Messbereich zu wickeln. Wenn im Behälter gerührt wird oder wenn die Flüssigkeit viele Blasen bilden kann, kann zur Schutz der Elektroden sowie um falsche Pegelstände durch Wellen in der Flüssigkeit und Blasen zu vermeiden, ein Metall- oder Nichtmetallrohr mit einem Innendurchmesser von mehr als 80 mm im Behälter platziert werden. Das untere Ende des Rohres sollte offen sein, damit die Flüssigkeit hineinfließen kann. Unterhalb der Flüssigkeitsebene sollte außerdem ein Entlüftungsschacht vorhanden sein. Wenn ein Metallrohr verwendet wird, muss sichergestellt werden, dass die Elektroden innerhalb des Rohres stabil positioniert sind. Bei Bedarf sollten die Elektroden zusätzlich gestützt werden, damit sie gerade bleiben. Hinweise zur Installation und Nutzung von Schwimmkörper-Lagenmessern: Befestigung des unteren Stützelements für das Leitseil durch Schweißen: Am Boden des Behälters wird anhand der Bewegungsrichtung des Schwimmers des Schwimmkörper-Lagenmessers die richtige Position bestimmt, anschließend wird das untere Stützelement für das Leitseil geschweißt oder genietet. Falls die Ausrüstung keine Bedingungen für das Schweißen bietet, kann zur Befestigung der Unterstützung des Leitseils die Methode der Verwendung von Schwergewichtsankern angewandt werden. Wenn die Flüssigkeitsspiegelhöhe im Behälter nicht stark schwankt, ist es nicht notwendig, Leitdrähte zu installieren. Montage der Leitstange (1) Ziehen Sie die Stange mit Kraft gerade und befestigen Sie sie am unteren Träger. Achten Sie darauf, dass die Stange nicht verbogen oder verknüpft wird, damit die Bewegung des Schwimmers nach oben und unten nicht beeinträchtigt wird. (2) Das Leitseil wird durch die Leitöhrchen des Füllstandsmessers geführt, anschließend durch den Haken-Schraubenkopf geführt. So wird das Ende des Seils fixiert und mit Kabelklammern festgehalten. Zudem wird die Hakenschraube fest angezogen, damit das Seil unter Spannung bleibt. Danach wird die obere Schraube ebenfalls fest angezogen, um ein Verrutschen zu verhindern. Schließlich wird der Deckel wieder aufgesetzt. (3) Die beiden Leitseile müssen senkrecht zur Erde stehen und zueinander parallel sein. Der Abstand zwischen den beiden Seilen sollte 300 mm betragen. Anbringung der Skala. Die Länge der Skala des Schwimmkörper-Liquidimeters wird entsprechend dem Messbereich festgelegt, den der Kunde bei der Bestellung angibt. Bei der Installation muss gewährleistet sein, dass (1) die Verbindungsstellen der Skala gerade und glatt sind – es dürfen keine Unebenheiten vorhanden sein. Dadurch wird verhindert, dass die Funktion des Gewichtspunkts beeinträchtigt wird oder dass Messfehler entstehen. (2) Die Skala muss senkrecht zur Flüssigkeitsoberfläche im Behälter stehen; es darf keine Neigung geben. Die Senkrechtstellung der Skala darf 5° nicht überschreiten, um zu vermeiden, dass der Gewichtspfeil stecken bleibt und die Messung fehlschlägt. (3) Beim Anbringen des Skalenhaltergestells (Teil 11) sollte man darauf achten, dass die Montageflächen in einer Ebene liegen und die Montagelöcher auf derselben Geraden angeordnet sind. Dadurch wird gewährleistet, dass die Skalenseite sowie die Führungen zu beiden Seiten des Gewichtszeigers gerade verlaufen, sodass der Gewichtszeiger auf der Skala frei auf- und abbewegt werden kann. Hinweis: Der Abstand zwischen den beiden Stativbeinen beträgt 1 Meter. Montage des Schwimmers, der Verbindungsstange sowie des Gewichtspunkts: Der Schwimmer wird an einem Ende mit einer Kabelklemme festgehalten. Das andere Ende der Verbindungsstange wird anschließend in die zuvor installierten beiden Führungsrollen eingeführt und mit dem Gewichtspunkt verbunden. Auch dieses Ende wird mit einer Kabelklemme festgehalten. Zum Schluss werden die Halterungen der Führungsrollen so justiert, dass die Verbindungsstange horizontal verläuft. Dadurch kann sich der Schwimmer frei auf der Verbindungsstange bewegen – ohne dass es zu Blockaden, Verwindungen, Knoten oder anderen Schäden kommt. Achtung: Die erforderliche Länge des Stahldrahts muss bekannt sein. Montage des Schwimmers, der Verbindungsstäbe sowie des Gewichtspunkts: Der Schwimmer des Füllstandsmessers wird an einem Ende mit einer Kabelklammer festgehalten. Das andere Ende des Verbindungsstabs wird anschließend in die zuvor installierten beiden Führungsrollenhalterungen eingeführt und mit dem Gewichtspunkt verbunden; auch dieses Ende wird mit einer Kabelklammer festgehalten. Zum Schluss werden die Halterungen der Führungsrollen so justiert, dass der Verbindungsstab horizontal verläuft. Dadurch kann sich der Schwimmer frei auf dem Verbindungsstab bewegen – ohne Verkeilungen, Verwindungen, Knoten oder andere Schäden. Hinweise zur Installation und Nutzung von Ultraschall-Levelmessern: Auswahl des Messbereichs für Ultraschall-Levelmesser – Wenn Flüssigkeiten gemessen werden sollen, kann man den Messbereich entsprechend der Angaben auswählen. Wenn es sich um feste Stoffe handelt (bitte konsultieren Sie vorher den Verkaufspersonal des Herstellers), muss der Messbereich erhöht werden. Bei weichen Materialien wie Mehl, Baumwolle oder Schaumstoff kann das Gerät nicht verwendet werden. Wenn bei der Messung des Flüssigkeitsspiegels viele Blasen vorhanden sind, muss die Messbereichsgröße erhöht werden. Wenn die Dicke der Blasen mehr als 5 cm beträgt, wird eine Verwendung nicht empfohlen. Falls sich Staub oder Dampf in der Luft befinden, wenden Sie sich bitte im Voraus an den Techniker des Herstellers, um die Verwendung im erweiterten Messbereich zu besprechen. Bei der Auswahl des Probenmaterials für Ultraschall-Höhenmessgeräte kommt es vor allem darauf an, ob die Umgebung korrosiv ist: In allgemein schwach sauren oder schwach alkalischen Umgebungen können normale Proben verwendet werden. In stark korrosiven Umgebungen sind dagegen korrosionsbeständige Proben erforderlich. Bei starken Säuren und Basen müssen wir außerdem berücksichtigen, ob Nebel entstehen kann. In Fällen, in denen Nebel entsteht, ist es zudem notwendig, den Messbereich zu erweitern. Die Montageposition der Sonde hängt vom Sendewinkel sowie von den möglichen falschen Reflektionsechoen ab: Der Ultraschallstrahl wird durch die Sonde gebündelt; der Ausstrahlungspuls gleicht dem Lichtstrahl einer Taschenlampe. Die Sendewinkel unterscheiden sich je nach Typ und Reichweite der Sonde. Jedes Objekt im Abstrahlwinkel, wie z. B. Rohre, Behälterträger und andere Vorrichtungen, erzeugt starke Falschreflexe, insbesondere in den wenigen Metern direkt vor dem Sensor. Wenn der Transducer Ultraschallimpulse abgibt, hat dieser immer einen bestimmten Abstrahlwinkel. Zwischen der Ausstrahlungsfläche des Transducers und der Oberfläche des zu prüfenden Mediums sowie im Bereich, den die ausgesandten Ultraschallwellen durchdringen, dürfen keine Hindernisse vorhanden sein. Daher sollte bei der Auswahl des Transducer-Installationsortes möglichst auf Hindernisse wie Leitern, Stützen, Pumpen- und Ventilgeräte usw. verzichtet werden. Wenn eine Umgehung nicht möglich ist, können falsche Echos durch Programmanpassungen ausgeblendet werden. Der Transducer sollte senkrecht zur Oberfläche des zu prüfenden Mediums stehen, um die reflektierten Echo-Signale aufnehmen zu können. Außerdem muss die Ausstrahlungsfläche des Transducers eine ausreichende Entfernung zum höchsten Flüssigkeitsspiegel haben, damit dieser nicht in den Messblindbereich gelangt. Wenn der Transducer Ultraschallimpulse abgibt. Sie haben alle einen bestimmten Abfeuungswinkel. Zwischen der Ausstrahlungsfläche des Transducers und der Oberfläche des zu prüfenden Mediums sowie im Bereich, den die ausgesandten Ultraschallwellen durchdringen, dürfen keine Hindernisse vorhanden sein. Daher sollte bei der Auswahl des Transducer-Installationsortes möglichst auf Hindernisse wie Leitern, Stützen, Pumpen- und Ventilgeräte usw. verzichtet werden. Wenn eine Umgehung nicht möglich ist, können falsche Echos durch Programmanpassungen ausgeblendet werden. Der Transducer sollte senkrecht zur Oberfläche des zu prüfenden Mediums stehen, um die reflektierten Echo-Signale aufnehmen zu können. Außerdem muss die Ausstrahlungsfläche des Transducers eine ausreichende Entfernung zum höchsten Flüssigkeitsspiegel haben, damit dieser nicht in den Messblindbereich gelangt. Hinweise zur Installation und Nutzung von Radar-Levelmessern: Der Messbereich beginnt bei dem Punkt, an dem der Strahl den Boden des Behälters erreicht. In besonderen Fällen, wenn der Boden des Behälters konkav oder kegelförmig ist, ist eine Messung nicht möglich, wenn der Füllstand unter diesem Punkt liegt. Wenn das Medium eine niedrige Dielektrizitätskonstante aufweist und sich in einem niedrigen Flüssigkeitsspiegel befindet, ist der Tank kaum sichtbar. Um die Messgenauigkeit zu gewährleisten, wird empfohlen, den Nullpunkt bei einer Höhe von C einzustellen. Theoretisch ist es möglich, die Position am Ende der Antennenspitze zu messen. Angesichts der Auswirkungen von Korrosion und Anhaftungen sollte der Endwert des Messbereichs jedoch mindestens 100 mm von der Antennenspitze entfernt liegen. Für den Überlaufschutz kann ein Sicherheitsabstand neben dem Blindbereich definiert werden. Der minimale Messbereich hängt von der Antenne ab. Je nach Konzentration kann die Schaumstoffschicht sowohl Mikrowellen aufnehmen als auch reflektieren, doch unter bestimmten Bedingungen lässt sie sich messen. Bei der Verwendung von Radar-Spiegeln für die Messung des Füllstands müssen folgende Punkte berücksichtigt werden: 1. Der Messbereich des Radar-Spiegels beginnt dort, wo er mit dem Strahl in Berührung kommt. Falls der Boden des Behälters konkav geformt ist, muss der Messbereich vom tiefsten Punkt aus berechnet werden. 2. Bei der Verwendung ist auf die Dielektrizitätskonstante des Mediums zu achten. Wenn das Medium eine niedrige Dielektrizitätskonstante hat, sollte bei niedrigem Flüssigkeitsspiegel der Nullpunkt an einer Stelle mit niedriger Höhe eingestellt werden. Dadurch wird eine bessere Messgenauigkeit erzielt. 3. Bei der Messung müssen die Auswirkungen von Korrosion und Haftung berücksichtigt werden. Der Endwert des Messbereichs sollte mindestens 100 mm von der Spitze der Antenne entfernt liegen. 4. Die Antenne hat Einfluss auf den minimalen Messbereich. 5. Es sollte eine Sicherheitsentfernung neben dem Blindbereich eingestellt werden, die als Überlaufschutz dient. Fehlererscheinungen und Lösungen – Magnetische Höhenmessgeräte: Keine Anzeige auf dem Display: Überprüfen Sie, ob der Schwimmer beschädigt ist oder entmagnetisiert wurde. Prüfen Sie außerdem, ob die Anzeigestange entmagnetisiert ist. Instabile Fernübertragung: Überprüfen Sie die Spannung in den Leitungen. Prüfen Sie außerdem auf intermittierende Kurzschlüsse, offene Schaltkreise oder mehrfache Erden. Fehler im Modul-Printboard. Stahlband-Höhenmessgeräte: Das Gerät funktioniert nicht richtig: Überprüfen Sie, ob der Zähler blockiert ist. Prüfen Sie den Schwimmer sowie das Lochband. Instabile Fernübertragung: Überprüfen Sie die Verbindung zwischen dem Fernübertragungsmodul und der Zahnradanlage. Fehler im Modul-Printboard. Schwimmkörper-Höhenmessgeräte: Die Anzeige ändert sich nicht mit der Flüssigkeitshöhe: Überprüfen Sie, ob die Drehachse und der Sender gut miteinander in Kontakt stehen. Prüfen Sie außerdem die Stromspannung sowie den Nullpunkt und das Messbereich. Sensorfehler, Fehler im Printboard. Die tatsächliche Flüssigkeitshöhe ändert sich, doch die Anzeige bleibt unverändert: Die äußere Ausgleichsstange ist von der Drehachse getrennt. Der Gewichtsklotz ist nicht richtig eingestellt. Die inneren Verbindungen sind locker oder abgefallen. Der Schwimmkörper ist deformiert oder abgefallen. Der Schwimmkörper ist geplatzt. Die Flüssigkeit verdampft. Differenzdruck-Höhenmessgeräte: Starke Änderungen der Flüssigkeitshöhe: Starke Schwankungen der Flüssigkeit oder starke Verdampfung. Die Druckleitungen sind verstopft. In der Flüssigkeit befinden sich Kristalle. Das Druckmedium im Kapillarrohr ist verschwunden. Die Membran ist beschädigt. Die Heiztemperatur ist zu hoch. Keine Anzeige: Der Ventil ist nicht geöffnet. Die Druckleitungen sind verstopft. Der Messbereich und der Nullpunkt sind nicht richtig eingestellt. Im Bereich der Membran befinden sich Verunreinigungen. Das Kapillarrohr ist blockiert. Fehler im Printboard. Funkwellen-Höhenmessgeräte: Die Flüssigkeitshöhe sowie der Ausgangswert schwanken: Konfigurieren Sie erneut die Länge des Sensors sowie die Abweichungen. Nutzen Sie andere Geräte, um die genaue Flüssigkeitshöhe zu bestimmen. Passen Sie den Dämpfungsfaktor an. Konfigurieren Sie erneut die Werte des Messkreises. Unabhängig von der Flüssigkeitshöhe wird immer derselbe Wert angezeigt: Überprüfen Sie die Länge des Sensors. Passen Sie den Offsetwert an, damit ein genauer Wert erreicht wird. Kein Signal zur Flüssigkeitshöhe: Überprüfen Sie die Dielektrizitätskonstante der Flüssigkeit. Die Flüssigkeitshöhe liegt im oberen Übergangsbereich – dies wurde bei der Konfiguration nicht berücksichtigt. Das Leiterplatte oder der 16-Pin-Connector funktioniert nicht richtig. Die Länge des Sensors wurde falsch konfiguriert. Es könnte sein, dass sich Verunreinigungen auf dem Sensor befinden. Die gewählte Dielektrizitätskonstante ist falsch. Der Ausgangswert ist entweder zu hoch oder zu niedrig – ungenau. Die Flüssigkeit ist unrein, z.B. Öl mit Wasser. Es befinden sich Verunreinigungen auf dem Sensor. Der Funkwellenstab ist blockiert. Es gibt Schaum oder zähe Substanzen. Am oberen Ende des Sensors befinden sich Verunreinigungen.