Niveaumessung Magnetostriktiv

Magnetostriktive Niveaumessung kombiniert mit Temperaturausgang 4-20mA

 

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Datenblatt

In der heutigen hochtechnologischen Welt wird die Niveau- und Temperaturmessung in Industrieanlagen, Tanks und Behältern immer wichtiger. Die Niveau- und Temperaturmessung ist ein grundlegender Prozess in der Industrie und beeinflusst maßgeblich die Effizienz und Sicherheit der Abläufe. Die analoge magnetostriktive Niveaumessung in Kombination mit einem Temperatursensor wie dem PT100 oder PT1000 hat sich in diesem Bereich als ein echter Spitzenreiter erwiesen. Sie ermöglicht eine kontinuierliche und genaue Überwachung des Füllstands von Flüssigkeiten sowie zusätzlich die Messung der Temperatur.

Funktionsprinzip 

Das magnetostriktive Messprinzip beruht auf den Eigenschaften bestimmter Materialien, die sich unter dem Einfluss eines Magnetfeldes verändern. Ein solches Material ist der magnetostriktive Draht. Dieser Draht besteht aus einer Legierung, die magnetisch reagiert, wenn sie einem externen Magnetfeld ausgesetzt wird. Bei der Füllstandsmessung mit einem Schwimmer wird der Schwimmer in der Flüssigkeit platziert, deren Füllstand gemessen werden soll. Der Schwimmer steigt oder sinkt entsprechend dem Flüssigkeitspegel. In dem Schwimmer ist ein Magnet verbaut.Ein Rohr, das vom Schwimmer umschlossen wird, enthält eine Spule, durch die ein kurzer elektrischer Impuls gesendet wird, um ein Magnetfeld zu erzeugen. Dieses Magnetfeld breitet sich entlang des Rohrs aus und erreicht den im Schwimmer platzierten Magnet.Wenn der Magnetfeldimpuls den Magnet erreicht, bewirkt er eine magnetische Ausrichtung des Drahtes, was wiederum eine mechanische Dehnung oder Verkürzung des Drahtes zur Folge hat. Diese Dehnung oder Verkürzung erzeugt eine elastische Welle, die entlang des Drahtes ausgebreitet wird.Gleichzeitig wird die Spule als Empfänger eingesetzt. Sie erfasst die elastische Welle, wenn sie zum Ausgangspunkt zurückkehrt, und wandelt sie in ein elektrisches Signal um. Die Zeit zwischen dem Aussenden des Impulses und dem Empfangen des Signals wird gemessen. Da die Geschwindigkeit, mit der sich die elastische Welle im Draht ausbreitet, bekannt ist, kann die Füllhöhe der Flüssigkeit berechnet werden.Der magnetostriktive Schwimmer ermöglicht es also, den Füllstand einer Flüssigkeit genau zu messen. Die gemessenen Werte können dann entsprechend ausgewertet und angezeigt oder in ein Steuerungssystem integriert werden, um beispielsweise eine Füllstandsanzeige oder eine automatische Steuerung des Füllprozesses zu realisieren.

Die analoge Temperaturmessung erfolgt mithilfe von hochgenauen Temperatursensoren vom Typ PT100 oder PT1000. Diese Sensoren nutzen das Prinzip der Änderung des elektrischen Widerstands eines Metalls in Abhängigkeit von der Temperatur. Ein PT100-Sensor besteht aus einem Platinwiderstand, der bei steigender Temperatur seinen Widerstandswert verändert. Ähnlich funktioniert ein PT1000-Sensor, nur dass hier der Widerstand in Ohm 1000 Mal größer ist als beim PT100. Die PT-Sensoren sind in der Lage, sehr präzise und genaue Widerstandswerte zu liefern, die direkt mit der Temperatur der Flüssigkeit oder des Mediums in Kontakt stehen. Diese analogen Widerstandswerte werden dann durch ein entsprechendes Messgerät oder eine Auswertungsschaltung in Temperaturwerte umgewandelt und angezeigt. Die Temperaturwerte können ebenfalls an Steuerungs- und Regelungssysteme übergeben werden, um die Temperatur in der Anlage zu überwachen und den Prozess gegebenenfalls zu steuern und zu regeln.

Vorteile

Präzise Messungen: Die Kombination von Füllstand- und Temperatursensor ermöglicht präzise und zuverlässige Messungen in Echtzeit. Dadurch können genaue Daten erfasst und genutzt werden, um Prozesse zu optimieren und qualitativ hochwertige Ergebnisse zu erzielen.

Effiziente Prozesssteuerung: Kontinuierliche Messungen erlauben eine effiziente Steuerung von Prozessen und Anlagen. Betreiber können Prozessparameter in Echtzeit überwachen und bei Bedarf Anpassungen vornehmen, um den Betrieb zu optimieren und Energie- sowie Materialkosten zu reduzieren.

Früherkennung von Problemen: Die Sensoren ermöglichen eine frühzeitige Erkennung von Abweichungen oder Störungen im Betrieb. Durch rechtzeitiges Eingreifen können teure Ausfallzeiten oder Schäden vermieden und die Lebensdauer der Anlagen verlängert werden.

Verbesserte Sicherheit: Die genaue Messung des Flüssigkeitsstands und der Temperatur trägt zur Sicherheit von Prozessen bei. Potenzielle Gefahren wie Überfüllung, Leckagen oder Überhitzung können frühzeitig erkannt und entsprechende Sicherheitsmaßnahmen ergriffen werden.

Einfache Integration: Moderne Sensoren sind oft mit digitalen Schnittstellen ausgestattet, die eine einfache Integration in bestehende Steuerungs- und Automatisierungssysteme ermöglichen.

Vielseitige Anwendungen: Solche Sensoren sind in verschiedenen Branchen und Anwendungen vielseitig einsetzbar, von der Industrie bis zur Medizintechnik. Dadurch sind sie für unterschiedlichste Aufgaben und Umgebungen geeignet.

Langfristige Kosteneinsparungen: Durch die Vermeidung von Überfüllung, Leckagen oder unerwarteten Ausfällen können langfristig Kosten eingespart werden, da teure Reparaturen oder Produktionsausfälle vermieden werden.

Umweltfreundlichkeit: Die effiziente Steuerung von Prozessen führt oft zu einer reduzierten Umweltbelastung, da der Einsatz von Rohstoffen und Energie optimiert wird.

Anwendungen und Branchen

Hydrauliksysteme
In hydraulischen Anlagen und Maschinen ermöglichen die Sensoren eine präzise Messung des Hydraulikölstands und der Temperatur. Dadurch können Hydrauliksysteme effizient betrieben und Ausfälle aufgrund von Leckagen oder Überhitzung vermieden werden.

Kühlsysteme
In Kühlsystemen von Maschinen und Anlagen werden die Sensoren eingesetzt, um den Kühlmittelstand und die Temperatur zu überwachen. Dies gewährleistet eine effektive Kühlung und verhindert Schäden durch Überhitzung.

Schmiersysteme
In Schmiersystemen werden die Sensoren verwendet, um den Schmierstoffstand und die Temperatur zu messen. Dies ermöglicht eine effiziente Schmierung von Maschinenteilen und verhindert Verschleiß und Schäden.

Druckbehälter und Tanks
In Druckbehältern und Tanks ermöglichen die Sensoren eine genaue Erfassung des Flüssigkeitsstands und der Temperatur. Dies ist entscheidend für die sichere Handhabung und die Einhaltung von Sicherheitsstandards.

Dampferzeuger und Kesselanlagen
In Dampferzeugern und Kesselanlagen werden die Sensoren eingesetzt, um den Wasserstand und die Temperatur zu überwachen. Dadurch können die Effizienz der Dampferzeugung optimiert und Sicherheitsrisiken minimiert werden.

Textilmaschinen
In der Textilindustrie dienen die Sensoren zur genauen Erfassung des Flüssigkeitsstands und der Temperatur von Chemikalien und Farbstoffen in Textilmaschinen. Dies gewährleistet eine präzise Verarbeitung und Farbgebung der Textilien.

Lebensmittelverarbeitungsmaschinen
In der Lebensmittelindustrie werden die Sensoren in verschiedenen Verarbeitungsmaschinen eingesetzt, um den Füllstand und die Temperatur von Flüssigkeiten in Echtzeit zu überwachen und die Produktqualität sicherzustellen.

Umweltschutzanwendungen
In Umweltschutzanlagen werden die Sensoren eingesetzt, um den Füllstand und die Temperatur in Abwasserbehandlungstanks und -behältern zu überwachen. Dies trägt zur effizienten Abwasserbehandlung und Einhaltung von Umweltschutzvorschriften bei.