Tanks, Chemikalien und Dosierstationen in Maschinen überwachen: Füllstand und Zufuhr für Maschinen- und Anlagenbauer
Viele Maschinen bringen ihren eigenen kleinen Behälter mit: einen Öltank an der Presse, ein Fass mit Reinigungschemie neben der Aufbereitung, eine Dosierpumpe, die ein Medium an eine Düse oder eine Auftragsstelle fördert. Für den Maschinenbauer stellen sich dabei zwei Fragen. Wie voll ist der Behälter, und kommt das Medium dort an, wo es gebraucht wird? Dieser Beitrag richtet sich an Hersteller von Dosierstationen und Reinigungsanlagen, an Sondermaschinenbauer und an Integratoren, die Tanks und Dosiermodule mit Sensorik ausstatten. Er geht vom Behälter in der Maschine über Chemikalien im Fass zur Dosierpumpe, zur Dosierstelle für zähe Medien und zur Bauteilwäsche. Alle Beispiele beruhen auf dokumentierten Anwendungen. Bäder der Metallbearbeitung, Farbe und Leim an Druckmaschinen, Prozesschemie der Halbleiterfertigung und die Dosierung im Lebensmittelbetrieb behandeln die jeweiligen Branchenbeiträge.
Wichtige Punkte im Überblick
- Über einem Behälter in der Maschine ist wenig Platz, deshalb wird gern von oben und ohne Kontakt zum Medium gemessen, so wie mit dem Radar-Füllstandssensor der Modellreihe FR.
- Die Nahbereichsmodelle erfassen bis 1,5 m und decken damit die Höhen üblicher Maschinentanks ab, für höhere Behälter reichen die Fernbereichsmodelle bis 20 m.
- Ob Antenne und Gehäuse zu einer bestimmten Lauge, zu Chlor oder zu einem Flockungsmittel passen, ist keine pauschale Eigenschaft, sondern je Medium im Katalog zu prüfen.
- An 6-mm-Kunststoffschläuchen für die Chemie von Waschanlagen fiel ein Test mit einem Anklemmbaren Durchflusssensor der Modellreihe FD-X sehr gut aus, gefragt waren Durchfluss, Gesamtmenge und der Impulsbetrieb der Pumpen.
- Ein Schwebekörper im Medium zeigt nur, ob der Durchfluss im vorgegebenen Bereich liegt, nicht aber, wie viel tatsächlich fließt.
Der Tank in der Maschine: Füllstand an Öl-, Wäscher- und Werkstoffbehältern
Ein Behälter in einer Maschine ist meist klein, und über ihm ist wenig Platz. Gemessen wird deshalb gern von oben und ohne Kontakt zum Medium. So arbeitet der Radar-Füllstandssensor der Modellreihe FR. Seine Nahbereichsmodelle erfassen bis 1,5 m und decken damit die Höhen üblicher Maschinentanks ab; ist ein Behälter höher, reichen die Fernbereichsmodelle bis 20 m. Beim Fernbereichsmodell lässt sich die Anzeigeeinheit abtrennen und bis 30 m entfernt montieren, der Wert erscheint dann dort, wo der Bediener steht.
Ein Zulieferer der Automobilindustrie will an einer Pressstation den Füllstand eines Ölbehälters überwachen. Für Öl sieht die Anleitung des Radar-Füllstandssensors die Einstellung Ölige Flüssigkeit vor, gedacht für Medien mit einer relativen Permittivität unter 3.
Ein Sondermaschinenbauer aus dem Umfeld von Hydraulik und Antriebstechnik baut beim Kunden eine Anlage um, in der eine Schaumstoffmatte mit einer Flüssigkeit auf Wasserbasis getränkt wird. Der Behälter ist aus Edelstahl, die Oberfläche des Mediums hat die Konsistenz von Schaum, und die Messstrecke beträgt etwa 1,2 m. Das liegt im Bereich der Nahbereichsmodelle.
Auch der Nasswäscher eines Herstellers mit eigenem internem Maschinenbau gehört hierher. Schaum erschwert dort die Füllstandserfassung; vorgesehen ist ein Nahbereichsmodell mit 5 m Kabel. Laut Benutzerhandbuch kann eine dicke Schaumschicht das Signal abschwächen. Für einen Abwasserbehälter im selben Betrieb, den heute ein Schwimmer im Medium abfragt, kommt ein berührungsloser Füllstand mit einem Fernbereichsmodell in Frage.
Bei thermischen Spritzanlagen kann der Füllstand der Brennstofftanks eine Ausstattungsoption sein, die ein Hersteller für seine Anlagen erwägt.
Lauge, Chlor und Flockungsmittel: Füllstand in Fass und Chemikalientank
Wo eine Maschine Wasser aufbereitet oder reinigt, steht die Chemie oft im Fass daneben. Ein Maschinenbauer, der Kühl- und Gefriertechnik sowie Datenerfassung liefert, braucht für die Wasseraufbereitung in einem Kundenprojekt den Füllstand von Chlor und Flockungsmittel in Fässern.
Ein anderer OEM muss in einem neuen Projekt den Füllstand von Natronlauge und einer zweiten wasserlöslichen Chemikalie kennen. Vorgesehen sind dafür zwei Radar-Füllstandssensoren.
Bei Chemikalien entscheidet das Medium mit. Ob Antenne und Gehäuse eines Modells zu einer bestimmten Lauge, zu Chlor oder zu einem Flockungsmittel passen, ist keine pauschale Eigenschaft der Modellreihe, sondern je Medium im Katalog zu prüfen. Wird das Fass regelmäßig getauscht, sollte die Halterung so geplant sein, dass der Sensor nach dem Wechsel wieder an derselben Stelle sitzt.
Dosierpumpe im Takt: Impulsbetrieb und Gesamtmenge am 6-mm-Schlauch
Eine Dosierpumpe fördert in Hüben. An der Leitung dahinter interessiert deshalb nicht nur, ob überhaupt etwas fließt, sondern auch, ob die Pumpe ihren Takt hält und wie viel über einen Zeitraum zusammenkommt.
Ein Zulieferer, der den Chemieteil von Fahrzeugwaschanlagen baut, führt seine Chemikalien durch Kunststoffschläuche von 6 mm. Gefragt sind Durchfluss und Gesamtmenge über die Zeit; am Impulsbetrieb will er zudem erkennen, ob die Pumpen arbeiten. Mit einem Anklemmbaren Durchflusssensor der Modellreihe FD-X lief dazu ein Test, der sehr gut ausfiel. Wo nur gemeldet werden soll, dass keine Flüssigkeit mehr da ist, kommt eine zweite Lösung in Frage: Digitale Lichtleitersensoren der Modellreihe FS-N mit Flüssigkeitserkennung, die an einem Punkt melden, wenn keine Flüssigkeit mehr da ist. Einen Mengenwert liefert diese Lösung nicht. Der Katalog nennt Lichtleiter für den Füllstand an transparentem Rohr; ob der jeweilige Schlauch dazu passt, wäre zu prüfen.
Ein Integrator stattet eine Textilveredelungsanlage aus und will dort die Avivage-Dosierung zu den Düsen überwachen, damit eine verstopfte Düse auffällt. Gefördert werden etwa 160 ml/min in einem Zyklus von rund zwölf Stunden. Die Leitung misst 6 mm, ausgegeben werden soll ein Impuls. Der Test mit einem Durchflusssensor der Modellreihe FD-X war in Ordnung.
Dosierstationen: Wassermenge messen statt Bereich ablesen
Ein OEM für Dosierstationen muss an jeder Station den Wasserdurchfluss überwachen. Ein Schwebekörper im Medium zeigt, ob der Durchfluss im vorgegebenen Bereich liegt, nicht aber, wie viel tatsächlich fließt. Für den Wasserdurchfluss kommt der Anklemmbare Durchflusssensor der Modellreihe FD-H in Frage, für den Füllstand an der Station der Radar-Füllstandssensor.
An einer Maschine eines Dosiermaschinenbauers hat ein Anwender einen Durchflusssensor der Modellreihe FD-X für Dosierung und Durchfluss getestet. Der Sensor arbeitete gut; an der Maschine gibt es drei solcher Messstellen.
Für den Hersteller von Dosierstationen ist die Frage nach dem Messwert auch eine Frage der Wiederholbarkeit. Ein Sensor, der an jeder neuen Station gleich montiert wird, lässt sich einmal auswählen und dann wiederholen. Deshalb lohnt ein sorgfältiger Versuch an einer Station, bevor die nächste gebaut wird.
Gel, Harz und Paste: kommt das Material an der Dosierstelle an
Zähe Medien stellen die Frage nach der Zufuhr besonders deutlich. An einer Reifenmontage wird Gel dosiert. Dort soll ein Anklemmbarer Durchflusssensor der Modellreihe FD-H die Impulse der Dosierung erfassen. Der Durchflussbereich passt zur Dosiermenge.
Ein Maschinenbauer entwickelt eine neue Maschine, in der eine Titandioxidpaste gefördert wird. Für deren Durchfluss kommt ein Durchflusssensor der Modellreihe FD-X in Frage.
Beim Harz geht es um den Behälter. Ein Anbieter baut eine Lösung mit Epoxidharz in einem Metalltank auf; für den Füllstand kommt dort der Radar-Füllstandssensor in Frage, der von oben misst.
Ob sich ein zähes Medium mit einem angeklemmten Sensor zuverlässig erfassen lässt, hängt von Medium, Schlauch und Durchflussmenge ab. Das gehört vor der Festlegung in einen Versuch am realen Aufbau.
Bauteilwäsche: Emulsion im Zulauf und Rücklauf, Blasen im Blick
Bei der Innenwäsche von Elektromotoren mit einer Emulsion sollen Zulauf und Ablauf überwacht und Blasen erkannt werden. In Frage kommen die Modellreihen FD-H und FD-X. Die Auswahl der Durchflusssensoren übernimmt ein Maschinenbauer für Filtertechnik, der die Anlage ausstattet.
Zwei Werte an einer Waschanlage geben mehr Auskunft als einer. Weichen Zulauf und Ablauf deutlich voneinander ab, kann das auf einen Verlust oder einen Stau in der Wäsche hindeuten. Ob und wie zuverlässig sich Blasen in der Emulsion erkennen lassen, ist eine Frage für einen Versuch vor Ort und keine zugesagte Funktion.
Häufige Fragen
F Wie misst man den Füllstand in einem kleinen Tank an der Maschine?
A
Der Radar-Füllstandssensor der Modellreihe FR misst von oben, ohne Kontakt zum Medium. Die Nahbereichsmodelle erfassen bis 1,5 m, die Fernbereichsmodelle bis 20 m. Beim Fernbereichsmodell kann die Anzeigeeinheit abgetrennt bis zu 30 m vom Sensor entfernt sitzen.
F Lässt sich der Füllstand von Lauge oder Chlor im Fass berührungslos erfassen?
A
In dokumentierten Anwendungen ist der Radar-Füllstandssensor für Natronlauge, Chlor und Flockungsmittel vorgesehen. Ob ein Modell zu einer bestimmten Chemikalie passt, ist je Medium im Katalog zu prüfen und keine pauschale Eigenschaft.
F Welche Werte liefert ein Durchflusssensor an einer Dosierpumpe?
A
Gefragt sind in dokumentierten Fällen der Durchfluss, die Gesamtmenge über die Zeit und ein Impulsausgang, an dem sich der Takt der Pumpe erkennen lässt. Für 6-mm-Schläuche wurde die Modellreihe FD-X getestet. Wo nur gemeldet werden soll, dass keine Flüssigkeit mehr da ist, kommt ein Grenzsignal in Frage.
F Kann ein anklemmbarer Durchflusssensor Gel, Harz oder Paste erfassen?
A
Das hängt von Medium, Schlauch und Durchflussmenge ab und ist am realen Aufbau zu testen. An einer Reifenmontage ist für Gel ein Durchflusssensor der Modellreihe FD-H vorgesehen, für eine Titandioxidpaste kommt die Modellreihe FD-X in Frage.
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