Zum Einsatz kommen, kann der optische Sensor unter anderem in der Klimatechnik und in der Pharma- und Biotechnik.

Bild: Jacob

Optische Sensoren Füllstandsmessung in hohen Druckbereichen

03.12.2021

Bei Füllstandsmessungen in denen der Platz nur knapp ist und es um Messungen in einem hohen Druckbereich handelt, hat der Messtechnikanbieter Jacob die richtigen optischen Sensoren in seinem Portfolio.

Die optischen Sensoren zur Füllstandmessung von Jacob bieten seit vielen Jahren ein Höchstmaß an Messgenauigkeit und Langlebigkeit. Einsatzfelder finden sich unter anderem in der Klimatechnik, in der Pharma- und Biotechnik, in der Nahrungs- und Getränkeindustrie, im Maschinenbau, sowie in der Wasserwirtschaft und Verfahrenstechnik.

Zu den zentralen Vorteilen der Sensoren von Jacob zählt neben der Einsatzmöglichkeit in hohen Druckbereichen bis 60 bar und extremen Temperaturbereichen von -40 °C bis 125 °C inklusive Schutzbereich bis IP 67, die Erkennung von Schaum-, Blasen und Tropfenbildung, was eine fehlerhafte Niveaumessung minimiert.

Auf Grund der geringen Baugrößen der optischen Sensoren von Jacob ist ein platzsparender Einbau in Tanks, Behältern, Kesseln, Heizungs- und Kühlanlagen, Kompressoren, Kältekompressoren und Motoren möglich. Dabei lassen sich die Optischen Sensoren mit wenigen Handgriffen in unterschiedlichsten Lagen, also von oben, von unten oder seitlich einbauen. Jacob bietet hochwertige Sensoren auch für Nischenanwendungen mit geringen Stückzahlen an.

Funktions- und Messprinzip

Die optischen Sensoren von Jacob arbeiten auf Basis der Infrarottechnik. Durch die Sensorspitze wird ein optisches Signal gesendet, das von einer LED erzeugt wird. Falls der Behälter leer ist, wird das optische Signal von der Behälterwand reflektiert und an die Sensorspitze zurückgegeben.

Der Empfänger reagiert auf diesen Zustandswechsel mit der Erzeugung eines elektrischen Schaltsignals. Die Schaltfunktion ist wahlweise als Öffner oder Schließer wählbar. Falls jedoch ein flüssiges Medium im Behälter vorhanden ist, verliert das optische Signal durch Absorption die Möglichkeit, den Empfänger zu erreichen. Das Signal wird vom Medium also verschluckt. Je nach Füllstand wird somit mal mehr oder weniger Licht vom Medium absorbiert und so erkennt der Infrarot Sensor den Füllstand. Die Ansprechzeit des Infrarot-Sensors ist sehr schnell und die Erkennungsgenauigkeit liegt bei ± 2 mm.

Aufgrund der Infrarot-Messung sind keinerlei beweglichen Bauteile notwendig, die direkt mit dem Medium Kontakt hätten, wie bei Schwimmerschaltern. Das ist insbesondere dann von Vorteil, wenn im Medium kleinere Teile schwimmen, die sich am Schwimmerschalter zwischen Rohr und Schwimmkörper ablagern könnten und so auf Dauer die Funktion des Schwimmerschalters einschränken oder gar unterbinden könnten. Diese mögliche Anfälligkeit fällt beim optischen Sensor weg, da es nur minimalen Kontakt zwischen Medium und dem optischen Sensor gibt.

Optische Sensoren bieten zudem den Vorteil, dass sie in jedem Winkel von oben, unten und von der Seite im Behälter montiert werden können. Sie können zur Niveaumessung für eine Vielzahl von Flüssigkeiten, wie Wasser, Öl, Kühlmittel und Getränke eingesetzt werden. Optische Sensoren sind unempfindlich gegenüber extremen Temperaturen, Drücken, Vibrationen und Stößen, was ihnen in der Regel eine lange Lebensdauer beschert.

Für jeden Bedarf der passende optische Sensor

Jacbo bietet unterschiedlichste optische Sensoren auf Infrarotbasis für mannigfache Anwendungsfelder an: von der einfachen Ausführung in Kunststoff für Druckbelastungen von 10 bis 40 bar bis zu sehr hochwertigen Ausführungen in Edelstahl für hohe Druckbelastungen von 40 bis 60 bar. Verfügbar sind die Jacob Sensoren in drei Leistungsklassen von Typ LO 1xx über Typ LO 2xx bis Typ LO 3xx.

Alle optischen Sensoren von Jacob können über einen Transistorausgang direkt an eine SPS angeschlossen werden. Eine programmierbare Schaltverzögerung kann über die SPS oder optional über den integrierten Timer ab Werk eingestellt werden. Die Zeitverzögerung erhöht die Zuverlässigkeit der Leistung indem kurzzeitige Störungen (Transienten) ausgelöst durch Blasen, Wellen oder Schaumbildung ausgefiltert werden.

Die optischen Infrarot-Sensoren der Baureihen LO 1xx und LO 2xx sind aus glasfaserverstärktem Polysulfon (PSU) gefertigt und verfügen über eine exzellente chemische Beständigkeit gegenüber Mineralsäuren, Laugen, Salzlösungen, Reinigungsmittel und Kohlenwasserstoffen.

Je nach Bedarf können die Sensoren der Baureihe LO 1xx in Temperaturbereichen von -0 °C bis 60 °C und -40 °C bis 85 °C eingesetzt werden. Die Sensoren der Baureihe LO 142 + LO 144 verfügen zusätzlich über LED-Anzeigen, welche die Betriebs- und Schaltzustände signalisieren. Die Infrarot-Sensoren der Baureihen LO 2xx sind darüber hinaus mit einer Spitze aus Quarzglas ausgestattet und eignen sich damit für deutlich höhere Druckbereiche bis 60 bar und extremere Temperaturbereiche von -40 °C bis 120 °C.

High-End-Sensoren bietet Jacob mit den optischen Sensoren LO 312 und LO 314, die komplett aus Edelstahl (VA) gefertigt sind, über eine Spitze aus Quarzglas verfügen und zusätzlich ein analoges 4-20 mA Temperaturausgangssignal bereitstellen können. Die Sensoren der Baureihe LO 3xx besitzen die Schutzart IP 67 einen Einsatztemperaturbereich von -40 °C bis 120 °C und eine sehr weitreichende chemische Beständigkeit.

Die Bauform des LO 3xx Sensors entspricht den strengen Vorgaben des „Hygienic and Sanitary Design“. Die Montage wird mit wenigen Handgriffen von außen mit einer Gegenmutter, erhältlich mit metrischem Gewinde, NPT oder G, erledigt.

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