29. JULI 2016

zurück

kommentieren drucken  

Wie viel ist drin?


Fokus

Füllstandssensoren - Füllstände zu ermitteln, ist nicht die leichteste Disziplin. Man muss Behälter durchdringen, Störquellen eliminieren und mit aggressiven Medien fertig werden. Spezielle kapazitive Sensoren von Balluff haben damit keine Probleme.

Kapazitive Näherungsschalter oder Sensoren haben sich in der Füllstandsmessung einen festen Platz erobert. Flüssigkeiten, Pulver oder Granulate lassen sich mit ihrer Hilfe durch die Behälterwand hindurch erkennen. Allerdings muss dazu der Sensor so empfindlich sein, dass nicht schon der Behälter an sich, sondern erst die Behälterwand zusammen mit dem Medium das Signal auslöst.
Diese Kalibrierung kostet Zeit und ist im praktischen Betrieb eine potenzielle Fehlerquelle. Außerdem sind Fehlsignale durch Verschmutzungen, Schaum oder Anhaftungen an der Behälterwand in Sensorhöhe nie auszuschließen. Für viele Anwendungen galten daher kapazitive Füllstandssensoren als eher ungeeignet.
Das hat sich mittlerweile geändert. Jetzt gibt es kapazitive Füllstandmelder, die sich zum Beispiel für die Detektion stark leitfähiger Medien wie Säuren oder Blut eignen und auch bei schäumenden, filmbildenden und anhaftenden Medien nicht passen müssen.
Die kapazitive Füllstandsmessung nutzt die gegenüber Gasen oder Luft unterschiedliche Dielektrizitätskonstante des zu detektierenden Mediums. Je nach Abstand und Material des Messobjekts ändert sich die Kapazität in der Messzone. An diesem physikalischen Prinzip kann man nicht rütteln, man kann jedoch noch einen Schritt weiter gehen und das Messverfahren so modifizieren, dass sich die kapazitive Füllstandsmesstechnik auch für bisher als schwierig oder unmöglich geltende Medien eignet. Sensorikspezialist Balluff aus Neuhausen beweist dies mit den neuen Smartlevel-Füllstandssensoren.

Siebenmal höher

Auch die neuen Sensoren arbeiten kapazitiv, allerdings mit einer etwa siebenmal höheren Oszillatorfrequenz als herkömmliche kapazitive Sensoren. Außerdem kann die patentierte Auswerteelektronik mehr Informationen verarbeiten als sonst bei der kapazitiven Füllstandsmessung üblich; sie erfasst nicht nur den kapazitiven, sondern auch den konduktiven Anteil beziehungsweise Leitwert des Mediums.
Durch die UND-Verknüpfung von Kapazitäts- und Leitwertmessung lassen sich viele bisher als unmöglich geltende Anwendungen mit kapazitiver Technik lösen.
Da kompakte Medien hohe, dünne Filme des gleichen Mediums aber nur geringe Leitwerte aufweisen, können die neuen Sensoren problemlos dünne Anhaftungen an der Behälterwand vom realen Füllstand unterscheiden.
Fehlschaltungen bei nicht rückstandsfrei abfließenden Medien wie Spül- und Reinigungsmitteln sind damit ausgeschlossen. Sinngemäß gilt das gleiche auch, wenn sich Schäume bilden oder Verschmutzungen und Anhaftungen zu kompensieren sind. Sie werden aufgrund ihres geringen Leitwerts vom Sensor nicht erkannt.
Aufgrund dieses Prinzips muss der Anwender die Sensoren bei Inbetriebnahme und während des Betriebs kaum justieren. Das gilt auch bei verschiedenen Wandstärken und Behältermaterialien. Vor allem wenn viele Sensoren eingesetzt sind, lässt sich viel Zeit einsparen, Fehler beim Einstellen sind ausgeschlossen.
Balluff bietet seine Smartlevel-Sensoren in unterschiedlichen Ausführungen an – für Wandstärken bis über zehn Millimeter, dem Dreifachen herkömmlicher Sensoren. In vielen Anwendungen erübrigen dadurch aufwendige Bypässe für die Messung. Die neuen Sensoren gibt es als Kabel- oder Steckervarianten in M8 oder M12, unterschiedliche Gehäusematerialien decken eine Vielzahl von Anwendungen ab. Auf diese Weise findet der Anwender laut Balluff eine maßgeschneiderte Lösung für die Füllstandsmessung bei praktisch allen Flüssigkeiten mit Dipolcharakter, angefangen von der Halbleiter- und Elektronikindustrie bis hin zu Lebensmittelindustrie, Chemie oder Sondermaschinenbau.

Durch dicke Wände

An einer Nassbank zum Bearbeiten von Wafern und Solarzellen in der Halbleiterindustrie detektieren die kapazitiven Sensoren den Füllstand von Säuren und Laugen durch die vergleichsweise dicke Wand der PTFE- und PVDF-Behälter. Da keine Bypässe erforderlich sind, reduzieren sich die Kosten für Installation und Material.
Gleichzeitig erhöhen die neuen Sensoren die Applikationssicherheit, da auch stark leitfähige Anhaftungen die Messergebnisse nicht verfälschen können.
Da es die Sensoren auch in lebensmitteltauglichen Ausführungen gibt, sind sie auch in einer Maschine zu finden, die Objekte mit Schokolade überzieht. Hier wird der Füllstand der Schokoladenmasse in einem Edelstahlbehälter abgefragt. Da der kapazitive Sensor trotz der unvermeidlichen Anhaftungen zuverlässig schaltet, entfällt die Reinigung während der Produktion.
Ähnliches gilt für die Füllstandserkennung bei Ölsprühanlagen. Hier wird der Füllstand eines Öl-Graphit-Gemischs durch die fünf Millimeter starke Wandung eines Kunststoffbehälters hindurch detektiert. Das Medium wird auf Metallbleche gesprüht, damit diese sich beim Kaltformen besser biegen lassen. Der Einsatz „normaler“ kapazitiver Sensoren wäre hier gar nicht möglich, da sich durch den Einsatz von Graphit stark leitfähige Anhaftungen an der Behälterwand bilden.
Auch für Verpackungsanlagen erschließen sich dank der neuen kapazitiven Sensoren interessante Möglichkeiten, zum Beispiel bei der Abfüllung von Cremes oder Bodylotions. Das liegt an der Eigenschaft, auch bei leitfähigen pastösen Medien, die starke Anhaftungen verursachen, zuverlässig zu schalten. Der Anwender profitiert von der erhöhten Applikationssicherheit und einem nahezu reinigungsfreien Einsatz während der Produktion.
www.balluff.de

Ausgabe:
aut 03/2009
Unternehmen:
Bilder:

kommentieren drucken  


ANZEIGE

 

Diese Artikel könnten Sie ebenfalls interessieren...

Erhöhter Funktionsumfang

Erhöhter Funktionsumfang

Für die Sicherheits-Kleinsteuerung ESALAN-Compact stehen jetzt sicherheitsgerichtete Erweiterungsmodule für 8 ... 24 Eingänge, 4 ... 12 Halbleiterausgänge und 2 x 2…. 6 x 2 Relaisausgänge sowie E/A-Kombinationen daraus zur Verfügung. » weiterlesen
Induktive Näherungsschalter für hygienische Anwendungen

Induktive Näherungsschalter für hygienische Anwendungen

ifm electronic bietet induktive Näherungsschalter für den Lebensmittel- und Pharmabereich an. » weiterlesen
Kompakte Bauformen

Kompakte Bauformen

Sensoren - Balluff präsentiert auf der Automatica Neuheiten für die Objekterkennung, Wegmessung und Identifikation. » weiterlesen
 
» Finden Sie weitere Fachartikel in unserem Artikelarchiv

  Jetzt Newsletter
abonnieren!


Aktuelle Ausgaben

Über uns