Es war mir schon 2017 einen ersten Versuch wert, mit den damaligen Nivelco 2,4 GHZ Radarsensoren den Füllstand in einem IBC Behälter von außen zu messen. Trotz der damaligen tagelangen Versuche bei einem meiner Kunden, musste ich mein Vorhaben dann doch begraben, zu groß waren die damaligen Unsicherheiten und Begleitmaßmahmen im Umgang mit der Messung.
7 Jahre später, wir schreiben nun das Jahr 2024, und sind gemeinsam mit NIVELCO stolz, den neuen 80-GHz-Radar PiloTREK W–200 präsentieren zu können.
Umso spannender war nun die Idee, erneut einen IBC Behälter von außen messen zu können, da die Vorteile einer solchen Messung besonders eklatant wären:
- Medien unabhängig, daher ideal für Chemikalien, Säuren, Laugen, Problemstoffe etc.
- keine Einbauten im IBC Behälter
- IBC Behälter bleibt geschlossen
- keine Dämpfe im Raum
- ATEX Version bei Bedarf
- Lagerplatz bleibt sauber
- einfacher Tausch des Behälters mittels Stapler, ohnen die Messung berühren zu müssen.
ERGEBNIS:
Der Aufbau des Sensors erfolgte in einem oberen Abstand von ca. 300 mm von der Oberkante des IBC Behälters, wobei sich dabei der Bereich links oder rechts neben der Behälteröffnung als ideal erwiesen hat. Die genaue Position kann in diesem Bereich beinahe beliebig gewählt werden und hat auf die Funktionalität keinen Einfluss, sofern man sich nicht direkt über den Metallverstrebungen des IBC Behälters befindet. Ein edler, kundenseitiger Schwenkarm für das komplette Messsystem ermöglicht dabei einen exklusiven Zugang für den Staplerfahrer beim Behältertausch.
Für die Einstellung reichte eine Standardprogrammierung, d.h. die Eingabe von 3 Parametern
1) Abstand des Behälterbodens von der Sensorunterkante
2) gewünschter Füllstandswert für 4mA (=Leer)
3) gewünschter Füllstandswert für 20mA (=Voll)
Ebenso hatte der Einsatz einer Sauglanze von oben durch den IBC Deckel keinen Einfluss auf die perfekte Messung. Die Verwendung eines HART Modems in Verbindung mit der kostenlosen NIVELCO Eview Software im Advanced Modus war zur genauen Analyse dieser Testmessung sehr hilfreich und hat die hohe Qualität des Messsignales im eingebauten Oszilloskopmodus perfekt dargestellt.
Für die reine kundenseitige Inbetriebnahme eines IBC Behälters hingegen, genügt die Basic Oberfläche der Software und somit hat man die Messung in wenigen Minuten in Funktion.
Sämtliche Test, wie Umpumpen von einem IBC in den nächsten IBC lief reibungslos. Die Messgenauigkeit war höher als notwendig und blieb auch bei mehreren Zyklen konstant.
Für mich zeigte sich am Ende des Tages nicht nur, dass man um 7 Jahre älter geworden ist, sondern dass es auch nach knapp 35 Jahren in der Welt der Messtechnik immer noch innovative Neuheiten und positive Überraschungen geben kann!
(Ing. Harald Göth)
Details zur neuen NIVELCO PILOTREK W-200 Radar Sensorgeneration:
Mit mehr als zehn Jahren Entwicklungs- und Fertigungserfahrung hat NIVELCO bereits Tausende von Mikrowellentransmitter verkauft. Nivelco besticht wie auch beim Ultraschallprogramm durch einzigartige technische Features:
- Doppelanschluss 1″, 1½” gekapselte Hornantenne bis 30m
- 7° Gesamt Abstrahlwinkel
- IP68
- 5 Jahre Werksgarantie
- HART 7
- Neue Eview-Mobile Software für Android über Bluetooth verfügbar.
Die neue Produktlinie PiloTREK W-200 debütiert mit zwei integrierte Geräte, mit einer 1½- und mit einer 1-Zoll-Antenne. Diese integrierten Versionen haben ein IP68-geschütztes, abgedichtetes Kunststoffgehäuse wie aus der EasyTREK-Reihe bekannt. Sie haben auch PP- und PVDF-Versionen. Das Gerät ähnelt seinem Ultraschall-Kollegen im Aussehen und der einfachen, aber funktionsreichen Programmierbarkeit, für die NIVELCO bekannt ist.
Das Aufkommen der 80-GHz-Technologie ist zweifellos die bedeutendste Neuerung in der industriellen Füllstandmessung im letzten Jahrzehnt. Berührungslose Radarmesstechnik ist seit langem bekannt. Zunächst wurde das 6-GHz-, dann das 10-GHz- und später das 25-GHz-Frequenzband genutzt. Dennoch hat die 80-GHz-Technologie die Radar-Füllstandsmessung revolutioniert, da sie in Bezug auf Messtechnik und industrielle Anwendbarkeit einen deutlichen Fortschritt gegenüber bisherigen Lösungen darstellt. Damit hat diese neue Technologie das stehende Wasser der Messlösungen erheblich aufgewühlt.
Das am meisten erwartete neue Produkt des Jahres
Der berührungslose Füllstandstransmitter PiloTREK W–200 arbeitet mit 80 GHz (W-Band) Dauerstrich-Frequenzmodulationsradar (FMCW). Die FMCW-Technologie vereint zahlreiche Vorteile vieler anderer Messtechnologien.
Einerseits ist es durch berührungslose Messtechnik, ähnlich wie bei Ultraschall-Füllstandstransmitter, breit und flexibel einsetzbar. Andererseits hat seine kurze Wellenlänge eine hohe Messgenauigkeit (±2 mm [±0,078″]), die mit der Genauigkeit von magnetostriktiven Füllstandsmessern mithalten kann. Darüber hinaus hat es aufgrund der FMCW-Technologie praktisch keine Totzone, sodass es direkt vom Scheitelpunkt der Antenne messen kann. Dadurch misst der PiloTREK W–200 problemlos bis zu 30 m (98 Fuß) und konkurriert damit in Sachen Messreichweite mit geführten Radaren. Ein weiterer Vorteil aufgrund der kurzen Wellenlänge ist, dass der Öffnungswinkel im Vergleich zur Antennengröße deutlich günstiger ist als bei 25-GHz-Radartechnologien. Damit ist die 1½″-Variante in dieser Hinsicht konkurrenzfähig zu Ultraschallgeräten.
Dementsprechend unterstützt die Software des PiloTREK W–200 die Funktionen, die für die Anwendungen wichtig sind, auf die aufgrund der oben genannten Vorteile zugegriffen werden kann. Neben Füllstands-, Volumen- und Gewichtsmessfunktionen unterstützt es auch Durchflussmessfunktionen im offenen Gerinne. Natürlich hat diese Produktfamilie die mit EasyTREK SP–500 Pro eingeführten Schwellenfunktionen geerbt, die störende Echos eliminieren
Unbedingt zu erwähnen ist, dass der neue PiloTREK W–200 Füllstandstransmitter den EasyTREK Ultraschall-Füllstandstransmittern hinsichtlich Versorgungsspannung und Messdichte in nichts nachsteht. Das PiloTREK W–200 ist ebenfalls ein Zweidraht-4…20-mA-Gerät mit Nennspannung von 24 V, das volle Funktionalität ab 12 V DC bei einer Messfrequenz von einer Sekunde bietet. Darüber hinaus hat er dank seines fortschrittlichen Signalverarbeitungsalgorithmus eine Wiederholgenauigkeit von 0,3 mm (0,012″), und auch die Verfolgung höherer Pegeländerungsraten ist für ihn kein Problem. Die in diesem Abschnitt aufgeführten Vorteile sind nicht mehr auf die Fähigkeiten von 80 GHz zurückzuführen, sondern in erster Linie auf die Exzellenz und harte Arbeit des Entwicklungsteams. Auch ihnen möchte ich für ihren unermüdlichen Einsatz danken.
Die neu eingeführte Serie PiloTREK W–200 zielt darauf ab, den Wasserstand und andere allgemeine Anwendungen zu messen. Mit der kompakten PiloTREK WE–200-Serie wird im nächsten Jahr Zuwachs in der 80-GHz-Radarfamilie erwartet, die auch spezifischere Anwendungsanforderungen bedienen wird, z. B. in Form von Edelstahl- und Hochtemperaturversionen.
Zu guter Letzt möchte ich darauf hinweisen, dass sich die 80 GHz Radartechnik auch für die Messung von Schüttgütern eignet. Die in der Praxis zur Verfügung stehende Messdistanz hängt natürlich von der Dielektrizitätskonstante des Messgutes, der Partikelgröße und dem Oberflächenwinkel ab. Daher wird eine 3″-Antenne entwickelt, um die maximale Messentfernung von 30 m (98,5 Fuß) in Feststoffanwendungen auszunutzen.
Dr. Attila Ágoston – Leiter F&E
