Füllstand - Anwendungen
Kapazitive Sensoren
Die Meßelektrode des Niveau-Sensors bildet mit ihrer Umgebung einen elektrischen Kondensator, dessen Kapazität von dem Medium abhängt, das die Elektrode als Dielektrikum umgibt. Sobald das Dielektrikum nicht mehr durch ein Gas, sondern durch das Füllgut gebildet wird, tritt ein Kapazitätssprung ein, der zu einer Veränderung der Stromaufnahme führt. Im Schaltverstärker bewirkt diese Stromänderung das Schaltsignal. Beim Einbau in Metallbehälter muß das Anschlussgewinde des kapazitiven Niveau-Sensors mit dem geerdeten Behälter elektrisch verbunden sein. Gegebenenfalls ist eine Verbindung von der Masseklemme des Niveau-Sensors zur Behälterwand herzustellen. Bei Kunststoffbehältern wird der Sensor direkt geerdet.
Die Montagehülsen werden für den, die Behälterwandung durchdringenden, seitlichen oder lotrechten Einbau eingesetzt. Um die volle Druckfestigkeit zu erreichen, sollte sich das Gewinde auf etwa 20 mm Länge in der behälterseitigen Gewindebohrung befinden. Ist dies aufgrund einer dünneren Behälterwandung nicht möglich, muß ein geeigneter Gewindeflansch aufgesetzt sein. Die Gewindebohrung sollte nicht tiefer als die Gewindelänge der Montagehülsen sein.
Beim Einbau mehrerer Niveau-Sensoren sind zur Vermeidung gegenseitiger Beeinflussung Mindestabstände einzuhalten.
Einbau
Kurze Niveau-Sensoren für seitlichen Einbau müssen so eingebaut werden, dass die Sensorspitze in den Behälter hineinragt. Damit sich keine Ablagerungen bilden, ist ein schräger Einbau um ca. 20° zu empfehlen. Bei Stabsonden muß darauf geachtet werden, dass auf die Spitze keine seitlichen Kräfte einwirken, wie sie z.B. an Befüllungsöffnungen oder Rührwerken auftreten können.
Bei der Auswahl der Werkstoffe für Gehäuse und Dichtung muß sichergestellt sein, dass diese Werkstoffe für die gegebene Anwendung geeignet sind.
Mediumabgleich für kapazitive Sensoren
Niveau-Sensoren sind so eingestellt, dass sie bei Mediumberührung schalten. Der Mediumabgleich sollte möglichst im eingebauten Zustand unter Betriebsbedingungen erfolgen. Kann der eingebaute Teil des Sensors im Betrieb voll überflutet oder überdeckt werden, muß der Abgleich auch in diesem Zustand erfolgen. Ist nur Mediumberührung möglich, so erfolgt der Abgleich bei Berührung. Das Einstellpotentiometer wird durch eine Kunststoffschraube geschützt. Diese Schraube muß entfernt werden, bevor die gewünschte Empfindlichkeit eingestellt wird. Durch Drehen im Uhrzeigersinn erhöht sich die Ansprechempfindlichkeit. Das Abgleichpotentiometer wird solange gedreht, bis der Schaltausgang durchschaltet (Schließer). Die Schaltpunktsicherheit erhalten Sie dadurch, dass Sie das Potentiometer noch eine halbe bis eine Umdrehung weiterdrehen. Geräte mit Leuchtdiodenzeile werden auf 2 grüne Leuchtdioden abgeglichen. Ist der Mediumabgleich erfolgt, muß die Kunststoffschraube wieder eingesetzt werden.
Labor-Abgleich
Ist der Abgleich im Original-Einbauzustand nicht möglich, so kann der Abgleich an einem vergleichbaren Füllgefäß durchgeführt werden. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass das Gefäß auf eine geerdete Metallplatte gestellt wird, oder dass die Flüssigkeit im Gefäß durch einen eingeführten Draht geerdet wird. Das Probe-Gefäß sollte eine Mindesthöhe und einen Mindestdurchmesser von ca. 10 cm besitzen.
Der Füllstandswächter reagiert bei richtiger Einstellung sicher, wenn 50 % seines Elektrodendurchmessers abgedeckt sind. In lotrechter Montage reagieren die Sensoren bei Berührung mit dem Medium. Die Zeitverzögerung der Reaktion beträgt weniger als 0,25 Sekunden.
Dichtungen
Die Geräte werden, soweit erforderlich, standardmäßig mit Dichtungen aus NBR, FPM, PTFE oder AFM ausgeliefert. Bei Wasseranwendungen bis 150 °C und einem Druck bis 5 bar werden auf Kundenanforderung EPDM-O-Ringe eingesetzt. Für Temperaturen über 100 °C oder höheren Drücken sind Sonderdichtungen erforderlich (schraffiert).
Gewindeausführungen
Einschraubgewinde sind überwiegend als G-Gewinde nach DIN ISO 228-1 Toleranzklasse B ausgeführt. Die Paarung eines zylindrischen G-Außengewindes nach DIN ISO 228-1 mit einem Rohrinnengewinde Rp nach DIN 229 erfordert besondere Maßnahmen. Bei einer solchen Kombination muß das Rohrinnengewinde Rp mit einem Innengewindeschneider für Rohrinnengewinde G nachgeschnitten werden.
Sensoren für explosionsgefährdete Bereiche
Füllstandswächter für den Einsatz in Zone 0 oder Zone 20 werden an zugehörigen Auswertegeräten betrieben, die jeweils im Anschlussbild genannt werden. Die Auswertegeräte selbst werden grundsätzlich ausserhalb des Ex-Bereiches eingestzt. Für die Sensoren der Serie KGFT...Ex wird ein Zwischenverstärker eingesetzt, dieser darf in Zone 1 errichtet werden.
Opto-Sensoren UF../UR..
Optische Sensoren reagieren beim Eintauchen in das Medium auf eine Veränderung des Brechungsindex in der Umgebung der Sensorspitze. Eine Einstellung des Sensors ist nicht erforderlich. Die Behälterwand oder im Medium vorhandene Partikel können im Einzelfall das vom Sensor abgegebende Licht reflektieren und die Mediendetektion stören. Unter solchen Vorraussetzungen sollte eine Erprobung durchgeführt werden. Unter normalen Bedingungen ist ein Einsatz bei den jeweils angegebenen Medien möglich. Bei nicht aufgeführten Medien sollte die chemische Verträglichkeit und technische Eignung des Sensors geprüft werden.
