Radarsensoren

Füllstände zuverlässig messen

Das berührungslose Messverfahren gilt, unabhängig von Prozessbedingungen, als das genaueste. Ein Einsatzort für die Radarsensoren ist die Traditionsbrauerei Karlsberg. Sie verwendet modernste Technik von Vega Grieshaber beim Brauen.

Sommer, Sonne, Biergartenzeit. Frisches Pils oder Hefeweizen fließt in dieser Jahreszeit in Strömen. Doch kaum jemand weiß, dass beim Brauprozess auch das Abwasser in Strömen fließt. Für das Abwassermanagement setzt die Traditionsbrauerei Karlsberg auf Radarsensoren des Füllstandsspezialisten Vega Grieshaber.

In vielen Prozessen und Industriebereichen müssen Unternehmen Füllstände messen. Dabei kommt - von Ultraschall über hydrostatische Druckmessung bis hin zu Radar - eine Vielzahl an Verfahren zum Einsatz. Meist wird heute berührungslos gemessen. Der Großteil aller Wasseranwendungen für die Füllstandmesstechnik findet sich jedoch in der Abwasserbehandlung und -aufbereitung. Allein in Deutschland gibt es nahezu 10.000 Kläranlagen, die jedes Jahr etwa 38 Milliarden Kubikmeter Abwasser reinigen. Zahlreiche Messgeräte überwachen die teilweise komplexen biologischen Vorgänge und liefern die Basisdaten für eine sichere Abwasserreinigung. In Bereichen mit hohem Feststoffgehalt sind berührungslos messende Sensoren gefordert. Obwohl die Radarmesstechnik in der chemischen Industrie weit verbreitet ist, haben die öffentlichen Versorger bislang weniger Erfahrung mit dieser Technik. Zum einen lagen in der Vergangenheit die Kosten für ein Radarmessgerät deutlich höher als zum Beispiel bei der Ultraschalltechnik, zum anderen haftet dieser Technik immer noch das Image an, sehr kompliziert zu sein. Radar bietet jedoch gegenüber beispielsweise Ultraschall erhebliche Vorteile, da das Verfahren nicht von den Prozessbedingungen der oft im Freien liegenden Messstellen abhängig ist. Unabhängig von Umgebungsbedingungen wie Temperaturschwankungen, Sonneneinstrahlung, Regen, Schneefall oder Nebel erfasst Radar immer die exakte Füllhöhe.

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Die für den Einsatz im Wasser- und Abwasserbereich optimierten Füllstand-Radarsensoren Vegaplus WL 61 sind technisch und wirtschaftlich eine Alternative zu den bisher eingesetzten Systemen. Durch die verschiedenen Montagevarianten ist der Sensor einfach in eine bereits bestehende Infrastruktur integrierbar. Das Kabel ist fest angeschlossen und ermöglicht dadurch eine schnelle Installation. Mit seiner komplett gekapselten Bauweise ist der Sensor robust und wartungsfrei. Auch bei einer Überflutung ist der Sensor bestens geschützt. Ein zusätzlicher Pluspunkt: Bei Radarsensoren kann man bis an das Antennensystem messen. Ein Mindestabstand, wie bei Ultraschallsensoren, entfällt. Damit lässt sich der Speicherraum in geschlossenen Behältern oder Kanälen bestmöglich nutzen. Das Auswerten der Messdaten erfolgt entweder direkt in einer vorhandenen SPS oder über ein entsprechendes Auswertgerät für die Pumpensteuerung vor Ort. Im Sensor selbst lassen sich Linerarisierungskurven hinterlegen. So ist es möglich, in offenen Gerinnen den Durchfluss direkt anzuzeigen.

Seit ihrer Einführung im Jahr 2010 haben sich die Geräte in der Praxis bewährt und gelten mittlerweile als Stand der Technik. Die Radarsensoren kommen weltweit zur zuverlässigen Füllstandmessung in Speicherbecken oder Filteranlagen in der Wasseraufbereitung zum Einsatz. Auch zur Steuerung von Pumpen in Regenüberlaufbecken und von Entwässerungssystemen liefern sie millimetergenaue Füllstandwerte. Darüber hinaus eignen sich die Sensoren beispielsweise für die Durchflussmessung in offenen Gerinnen oder die Pegelüberwachung von Flüssen und Seen.

Die Vorteile des Sensors in der kommunalen Abwasserbehandlung und -aufbereitung überzeugen auch Anwender in der Prozessindustrie. Einsatzgebiete sind hier zum Beispiel das Abwassermanagement im Brauprozess von Bier und Biermischgetränken. In Homburg im Saarland, unweit der französischen Grenze, hat die Traditionsbrauerei Karlsberg ihren Sitz. Mit Hilfe modernster Technik braut der Bierspezialist klassische Pilssorten und angesagte Mix-Getränke. Aus vier eigenen Brunnen strömen täglich große Mengen frisches Quellwasser in den Brauprozess. Ob beim Schroten, Maischen, Gären oder beim Spülen und Reinigen: In allen Prozessstufen fließt reichlich Wasser. Trotz optimierter Verfahrensschritte und Wiederverwendung fallen in Spitzenzeiten bis zu 250 m3 Abwasser pro Stunde an. Es wird in zwei großen, unterirdischen Schächten gesammelt und anschließend in eine hochwirksame Abwasserreinigungsanlage gepumpt.
Es ist wichtig, den Füllstand in den Abwasserschächten zuverlässig zu erfassen und im Leitsystem weiterzuverarbeiten. Die Messwerte dienen zur Steuerung der leistungsstarken Pumpen über Frequenzumrichter. Dabei sind die Messbedingungen in den Schächten eine echte Herausforderung: extreme Feuchtigkeit, unruhige Oberfläche und Dampfschwaden. Dazu kommt Schaum durch Sterilwasser und Reinigungsmittel. Die bisher eingesetzten kapazitiven Seilsonden zeigten sich diesen Anforderungen nicht gewachsen. Ablagerungen verursachten hohen Reinigungsaufwand, der Ausbau der Sonden war wegen der erforderlichen Abspannung sehr aufwendig.

Wirtschaftliches Wasserradar

Der Radarsensor des Schiltacher Fluidtechnikherstellers stellt für dieses Einsatzgebiet eine Alternative dar: Er misst berührungslos und ist damit wartungsfrei. Als wirtschaftliches „Wasserradar“ ist der Sensor komplett gekapselt und hat die hohe Schutzart IP 68 (2 bar). Das Kabel in Zweileitertechnik ist bereits fest angeschlossen und wird nur noch direkt auf eine intelligente Klemme vor Ort aufgelegt. Von dort geht es schnell und störsicher über Profibus DP direkt zum Leitsystem. jg

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