Die Sensoren Capanivo 7000, Capanivo 8000, NivoCapa 8000 und RFnivo 8000 gewährleisten eine kontinuierliche Füllstandmessung.

Bild: UWT

Sensoren in Flüssigkeiten Nicht die Kapazität, sondern die Frequenz messen

31.01.2019

In den letzten Jahren hat ein Familienunternehmen ein breites Angebot in der kapazitiven Messtechnik aufgebaut. Seine neue kapazitive Flüssigkeitslinie kann in sämtlichen Flüssigkeiten, Schäumen, Pasten oder auch zur Erfassung von Trennschichten verwendet werden und misst statt der Kapazitäts- die Frequenzänderung.

Die vorgestellte Flüssigkeitslinie setzt sich aus drei Grenzstandmeldern und einem Sensor zur kontinuierlichen Füllstandmessung zusammen:

Capanivo CN 7000
Der universell einsetzbare Zweileiter-Schalter CN 7 ist sehr kompakt und hat deshalb Vorteile in beengten Anlagensituationen. Neben der Gehäuseversion sind auch eine mit Anschlusskabel sowie eine komplette Kunststoffausführung verfügbar.

Capanivo CN 8000
Die kapazitive Sonde CN 8 in robustem Design ist als Sonden- oder Kabelversion mit verschiedenen Flanschen und Hygieneanschlüssen verfügbar.

RFnivo RF 8000
Der kapazitive Grenzschalter RF 8 ist speziell für anspruchsvolle Anwendungen konzipiert worden – seien es höhere Prozessdrücke oder -temperaturen oder Anwendungen mit stark anbackenden Materialien.

NivoCapa NC 8000
Der NC 8 ist ein zuverlässiger und zugleich kostengünstiger Zweileiter-Sensor zur kontinuierlichen Füllstandmessung. Er ist als Stab- oder Seilversion verfügbar und liefert präzise Messwerte.

Frequenzänderung statt Kapazität messen

Die Besonderheit der vier Sensoren ist die, dass sie mit der sogenannten Frequency-Shift-Technologie arbeiten: Es wird nicht direkt die Kapazität gemessen, sondern die Änderung der Frequenz. Stellen Sie sich vor, Sie haben einen leeren Behälter, die Sonde ist nicht bedeckt, die Frequenz ist hoch und die Kapazität niedrig. Jetzt füllt sich der Behälter und die Sonde wird bedeckt – die Frequenz fällt stetig, während die Kapazität steigt.

Klar zu erkennen ist: Eine kleine Änderung der Kapazität ergibt eine relativ große Veränderung in der Frequenz. Dadurch, dass die Frequenz ausgewertet werden kann, können bereits kleine Änderungen im Füllstand detektiert werden. Somit sollen eine sehr hohe Messgenauigkeit erreicht und der Sensor sehr empfindlich eingestellt werden können.

In der Praxis an wird deutlich, wie vielseitig einsetzbar das kapazitive Messprinzip in verschiedenen Flüssigkeiten wie beispielsweise Wasser, Öl, Bier und Honig ist. Die Sensoren sind in den Herausforderungen der jeweiligen Flüssigkeit mit einem benutzerfreundlichen User Interface leicht zu handhaben, und auch die unterschiedliche Dielektrizität wird laut UWT problemlos detektiert.

Störeinflüsse durch die Bauform ignorieren

UWT hat zwei verschiedene Lösungen, um Materialablagerungen zu ignorieren: die Tip-Sensitivity- und die Active-Shield-Technologie. Um zu verstehen, was diese Lösungen bewirken, ist es zunächst einmal sinnvoll, sich anzusehen, welche Probleme mit herkömmlichen Sensoren in der Praxis entstehen können. Steigt der Füllstand und die Sonde wird bedeckt, wird diese Bedeckung detektiert, das Gerät meldet sie. Sinkt der Füllstand wieder, meldet die Sonde aufgrund der Kapazitätsänderung, dass sie frei von Bedeckung ist. Haftet dann allerdings leitfähiger Ansatz an der Sonde, wird dieser als Kapazitätsänderung gegenüber Luft erkannt, vergleichbar einer Bedeckung. Die Feldlinien laufen direkt im Ansatz zur Behälterwand, eine herkömmliche Sonde meldet nun fälschlicherweise Bedeckung.

Ein Sensor hingegen, der mit Tip Sensitivity funktioniert, realisiert die Messung über die Sondenspitze. Wenn es hier zu Materialansatz kommt, werden die Störeinflüsse durch die Bauform ignoriert. Die Feldlinien verlaufen außerhalb des Ansatzes, da der Sensor in der Sondenspitze misst.

Anspruchsvolle Anwendungen mit Öl und Honig

Bei Applikationen mit starken Anbackungen kann eine Sonde mit Active-Shield-Technologie verwendet werden. Eine ziemlich anspruchsvolle Anwendung ist hierbei beispielsweise Honig. Dieser ist hochviskos und tendiert zu starken Anbackungen.

Der DK-Wert von Honig liegt bei etwa 24. Sobald der Sensor bedeckt ist, schaltet er zuverlässig. Ist er wieder unbedeckt, schaltet er zurück, obwohl sehr viel Material am Sondenausleger anhaftet. Durch eine zusätzliche Schutzelektrode werden zwei identische Felder erzeugt, die Feldlinien laufen somit durch den abschirmenden Effekt nicht im Ansatzbereich, sondern nur im Bereich der tatsächlichen Bedeckung. Dadurch kann die Sonde auch bei stark leitfähigem Ansatz zuverlässig messen und ignoriert Ablagerungen und Ansatz.

Liegt eine Trennschichtanwendung von zwei Flüssigkeiten vor, in der man beispielsweise Öl ignorieren und nur das Wasser erfassen möchte, lassen sich die kapazitiven Grenzschalter über den Potentiometer schnell einstellen. Der Sensor, sobald er mit dem Öl in Berührung kommt, schaltet noch nicht, aber sobald er dann ins Wasser eintaucht wird der Schaltausgang erzeugt. Auch den extra leichten Schaum der Schaumkrone in Bier kann das UWT Gerät präzise detektieren.

Installation außerhalb vom Behälter

Bei beengten Anlagensituationen ist es notwendig, dass der Sensor außerhalb des Behälters installiert wird. Auch das ist mit der neuen kapazitiven Grenzstandmelder-Serie möglich. Je nach Beschaffenheit kann der Sensor das Behälterinnere von außerhalb durch die Behälterwand detektieren.

Das Einsatzspektrum des Flüssigkeitsbereichs bietet zahlreiche Applikationen in unterschiedlichen Branchen. Mit seiner kapazitiven Melderreihe zur Füllstand- und Grenzstandmessung macht sich UWT auf zu neuen Ufern.

Bildergalerie

  • Auch bei herausfordernden Anwendungen sind die UWT-Sensoren mit ihrem benutzerfreundlichen Interface leicht zu handhaben.

    Bild: UWT

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