die wellenlänge macht´s

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Instandhalter
DIE WELLENLÄNGE MACHT´S
Radarfüllstandmessung meistert schwierigste Prozessbedingungen
Lange suchte die Rhein Chemie nach einem Radarmessgerät, das den hohen Anforderungen in einem gerührten Vielzweck-Reaktor gewachsen war. Erst der Einsatz eines 5,8
GHz-Radars und einer Software die auf Echofehler reagiert, brachte den Durchbruch.
Mit seiner Radarfrequenz von 5,8 GHz ermöglicht das Füllstandradar Sitrans LR300 auch bei
Materialen mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften gleichbleibend zuverlässige Füllstandsmessungen
R
hein Chemie, ein Tochterunternehmen der Lanxess, entwickelt
und vertreibt maßgeschneiderte
Additive, mit denen sich die Eigenschaften unterschiedlichster Materialien verbessern lassen. Die hoch entwickelten
Produkte sorgen beispielsweise für ein exzellentes Fahrverhalten von Autoreifen
und bewahren stark beanspruchte Gummiartikel vor zu raschem Verschleiß. Andere Additive helfen Öle länger haltbar zu
Autor
Hans-Jürgen Huber, Vertical Marketing
Chemie, Siemens A&D
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CHEMIE TECHNIK · Mai 2006
machen oder feuchtigkeitsempfindliche
Kunststoffe vor dem Verrotten in heißer,
feuchter Umgebung zu schützen.
In den Reaktionsbehältern der Konfektionierung am Standort Mannheim stellt
das Unternehmen in einer ihrer Anlagen
mehr als zehn verschiedene Additive für
die Kunststoffindustrie in ein und demselben Reaktor her. Die Schwierigkeit dabei:
Je nach Rezeptur werden verschiedenste
Zusatzstoffe eindosiert, die dann unter
Druck und hohen Temperaturen zu den
gewünschten Endprodukten reagieren. Je
nach Mischungsverhältnis der Ausgangsmaterialien bildet sich Schaum mit unterschiedlichen Eigenschaften. Manche der
Produkte neigen zu Anbackungen, man-
che nicht. Zusätzlich erschweren Dämpfe
und Medien mit niedriger Dielektrizitätskonstante die Bedingungen. Hinzu kommen Turbulenzen an der Oberfläche – eine echte Herausforderung für die Messtechnik. Woher also einen Füllstandmesser nehmen, der alle Herstellungsprozesse
zuverlässig meistert?
Spezialisten von Siemens Automation
and Drives lösten das Problem durch den
Einsatz des Füllstandradars Sitrans
LR300. Das Gerät, das mit einer Sendefrequenz von 5,8 GHz – der kürzeren der
beiden gängigen Wellenlängen – arbeitet,
stellten die Karlsruher dem potenziellen
Kunden erst einmal leihweise zur Verfügung. In einem echten Härtetest musste
das Gerät dann zeigen, ob es bei allen im
Reaktionsbehälter herzustellenden Produkten zuverlässige Messwerte in ausreichender Genauigkeit liefert.
„Wir haben in dieser Applikation
schon verschiedene Radar-Füllstandsgeräte ausprobiert. Keines der Geräte lieferte mit allen Produkten zufrieden stellende Messergebnisse. Seit wir das LR300
einsetzen, erzielen wir kontinuierlich gute Messergebnisse über das gesamte Produktspektrum im Behälter“, sagt Helmut
Ding, Betriebsingenieur bei der Rhein
Chemie. Während einerseits ein Trend
zum verstärkten Einsatz von 24 GHz-Radargeräten zu verzeichnen ist, sehen Experten jedoch drei Nachteile beim Einsatz
hochfrequenter Radarfüllstandsmesser
in Prozessanwendungen: Das 24 GHzSignal ist anfälliger für Turbulenzen, der
Werkstoff Edelstahl erzeugt bei diesem
Einstrahlwinkel starke Reflexionen und
schon bei kleinen Anbackungen geht das
Signal verloren.
Die Wahl der Frequenz ist entscheidend. 24-GHz-Geräte messen sehr genau, erzeugen ein starkes Signal und erzielen in der Regel bei niedrigen Dielektrizitätskonstanten bessere Ergebnisse.
Die kürzere Wellenlänge ist bei Schüttgütern und Lagertanks unbestritten die erste Wahl. Die vermeintlich schwächeren
ENTSCHEIDER-FACTS
Für Betreiber
Der Trend bei Füllstand-Radargeräten
geht zum Einsatz hochfrequenter 24
GHz-Technik.
Nachteile hochfrequenter Radarfüllstandsmesser in Prozessanwendungen:
Das 24 GHz-Signal ist anfälliger für Turbulenzen, der Werkstoff Edelstahl erzeugt bei diesem Einstrahlwinkel starke
Reflexionen und schon bei kleinen Anbackungen geht das Signal verloren.
Die Auswertungssoftware ist ein Schlüssel zu zuverlässigen Messergebnissen.
Damit ist es möglich auf Echofehler zu
reagieren und falsche Reflexionen auszublenden. Außerdem passt sich das Gerät so an unterschiedliche Produkte an
oder wird das höhere Grundrauschen eines leeren Behälters unterdrückt.
5,8 GHz-Geräte eignen sich hingegen
ausgezeichnet für Chemieanwendungen. Denn sie trotzen selbst extremen
Anbackungen und Turbulenzen in gerührten Behältern. Außerdem liefern
sie, auch wenn Schaum oder Einbauten wie Rührer oder Heizung im Spiel
sind, zuverlässige Messergebnisse.
Das Beispiel Rhein Chemie zeigt,
dass die kürzere Wellenlänge in Prozessbehältern mit Rührwerk und Heizung nur bedingt einsetzbar ist. Die
Auswertungssoftware ist ein Schlüssel
zu zuverlässigen Messergebnissen. Das
Softwarepaket Sonic Intelligence verfügt über eine TVT-Funktion, die auf
Echofehler dynamisch reagiert. Sie
kann flexibel falsche Reflexionen ausblenden, sich an unterschiedliche Produkte anpassen oder das höhere
Grundrauschen eines leeren Behälters
unterdrücken.
Der Additiv-Hersteller ist von dem
eingesetzten Füllstand-Radar so überzeugt dass das Unternehmen gleich
noch ein weiteres Gerät bestellt hat.
Dieses verfügt allerdings noch über eine technische Besonderheit: Der Betreiber suchte nach einer Möglichkeit,
wie er die Hornantenne des Gerätes
reinigen kann, ohne es aus dem Reaktionsbehälter auszubauen. Eine optionale Spülvorrichtung ermöglicht es,
die Hornantenne des Radarfüllstandmessers auch unter Druck je nach Bedarf mit Dampf oder Wasser zu reinigen. Damit können Anbackungen,
die das Messergebnis verfälschen, effektiv vermieden werden.
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