Füllstandserkennung Frequenzhubtechnologie eliminiert Nachteile der Schwinggabel

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Füllstandserkennung spielt in vielen industriellen Anwendungen eine wichtige Rolle. Sie dient der Überwachung von Maximum- und Minimumwerten in Tanks. Speziell in Reinigungsanlagen bewährt sich ausgereifte Frequenzhubtechnologie, wie sie Baumer mit dem Cleverlevel bietet als eine intelligente Alternative zur Schwinggabel. Sie erkennt in platzsparender Bauform alle flüssigen Medien, egal ob Frischwasser oder versetzt mit Reinigungsmitteln.

Für die Füllstandserkennung gibt es eine grosse Auswahl an Grenzstandschaltern, die auf unterschiedlichen Technologien basieren: z.B. Vibrationsgrenzschalter (Schwinggabel), kapazitive Grenzstandschalter, Sensoren mit Frequenzhubtechnologie, Schwimmerschalter oder optische Sensoren. Je nach Einsatzbereich können die Anforderungen an Füllstandsschalter stark variieren, da hier viele Faktoren zu berücksichtigen sind: Schaumbildung, Aggressivität oder Entflammbarkeit der zu detektierenden Medien, Anhaftungen, schwierige Einbaubedingungen, Geschwindigkeit des Füllprozesses, geforderte Messgenauigkeit etc. Zur Grenzstanderfassung in industriellen Anwendungen sind immer noch klassische Schwinggabeln (Vibrationsgrenzschalter) verbreitet. Sie funktionieren nach einem einfachen Prinzip: Die Gabel besteht aus zwei Zinken, die durch einen Piezoantrieb in Schwingung versetzt werden. In Luft vibriert die Schwinggabel stärker als in einer Flüssigkeit, da in flüssigen Medien die Schwingung deutlich gedämpft wird. Diese Veränderung wird elektronisch ausgewertet, und sobald die Gabel wie definiert gedämpft wird, schaltet das Gerät.

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Wegen ihrer Bauform und Technologie sind Schwinggabeln für manche Anwendungen nicht die ideale Wahl. Sie haben zum Teil grosse, weit ins Messmedium hineinreichende Bauteile und sind daher für begrenzte Bauräume weniger geeignet. Dickflüssige Materialien neigen ausserdem dazu, an diesen Gabeln hängen zu bleiben, grobkörnige Medien können zwischen den Gabeln eingeklemmt werden. In beiden Fällen kann es zu Fehlschaltungen kommen. Die Gabeln sind zudem schwierig zu reinigen, und für flüssige, pastöse, schäumende, pulvrige und körnige Substanzen sind unter Umständen verschiedene Ausführungen erforderlich.

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Die intelligente Alternative zur Schwinggabel

Um die Grenzstandüberwachung zu vereinfachen, hat Baumer deshalb eine alternative Methode entwickelt. Der Füllstandsschalter Cleverlevel ist die intelligente Lösung für Anwendungen, bei denen heute noch die herkömmliche Schwinggabel zum Einsatz kommt. Durch die von Baumer perfektionierte Frequenzhubtechnologie und das besondere Sensordesign eliminiert der Cleverlevel die oben genannten Nachteile der Schwinggabel und bietet in der Anwendung viele praktische Vorteile:

• Medienunabhängige Detektion – ein Sensor für alle Medien

• Unempfindlichkeit gegenüber Anhaftungen und Schäumen

• Temperaturrobustheit bis Prozesstemperatur 150 °C (Umgebungstemperatur bis 85 °C)

• Schichtentrennung über Schaltausgänge möglich

• kurze Eintauchlänge für kompakte Maschinen

• Atex einschliesslich Zone 0

• Schnelle Reaktion in Vakuumbehältern

Bewährte Grenzstanderkennung in industriellen Reinigungsanlagen

Ein bevorzugtes Einsatzfeld für die Grenzstanderkennung mit dem Cleverlevel sind industrielle Reinigungsanlagen. Diese Geräte entfetten, reinigen und konservieren Werkstücke und Bauteile aus Metall, Kunststoff, Glas oder Keramik in den unterschiedlichen Stadien des Fertigungsprozesses. Dabei werden Partikel und filmische Verunreinigungen entfernt, um eine definierte technische Sauberkeit an allen Bauteilen zu erreichen. Die industrielle Teilereinigung ist üblich in Branchen wie Automobilindustrie, Maschinenbau, Metallverarbeitung und Healthcare und dient vor allem zu diesen Zwecken:

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• Qualitätssicherung: Rückstände können zu Funktionsstörungen führen, etwa bei feinmechanischen oder elektronischen Bauteilen.

• Vorbereitung für Folgeprozesse: Viele Fertigungsschritte (z. B. Beschichtung, Lackierung, Schweissen) setzen saubere Oberflächen voraus.

• Korrosionsschutz: Entfernen von Rückständen wie Salzen oder Feuchtigkeit schützt Bauteile vor Korrosion.

• Erhöhte Lebensdauer: Insbesondere bei beweglichen Teilen sind saubere Oberflächen ein Faktor für geringeren Verschleiss.

Beim Ressourcenverbrauch gelten für industrielle Reinigungsanlagen ähnliche Anforderungen wie für die Prozessindustrie. Zur Steigerung der Nachhaltigkeit und Ressourcenausbeute sollen möglichst wenig Energie, Wasser und Chemikalien verbraucht werden. Die Reinigungsqualität soll zudem mit Sensorik inline überwacht werden. Zunehmend werden auch Reinigungsschritte in die Fertigungsprozesse integriert, etwa mit automatisierten Reinigungslösungen in Produktionslinien. Eine Besonderheit ist die Miniaturisierung der zu reinigenden Komponenten. Auch sehr kleine oder empfindliche Teile, etwa aus der Mikrotechnik oder Medizintechnik, müssen im Produktionsablauf höchste Sauberkeitsstandards erfüllen.

Anwendungsbeispiel Atex

Das folgende Praxisbeispiel zeigt ein typisches Anforderungsprofil für die Grenzstanderfassung in Inline-Reinigungsanlagen. Ein Kunde benötigte eine zuverlässige Min-Max-Überwachung der Waschkammer, in der die Sensorspitze Prozesstemperaturen zwischen 100 °C und 150 °C ausgesetzt ist. Die Umgebungstemperaturen für das Sensorgehäuse erreichen bis zu 85 °C. Der gesuchte Grenzstandschalter sollte resistent gegenüber Reinigungsmitteln sein und die unterschiedlichen Medien während der Reinigungsphasen automatisch erkennen: Lösungs- und Reinigungsmittel, Öle, Frisch- und Schmutzwasser, Feststoffe.

Weitere Anforderungen waren Explosionsschutz (Atex und IECEx bis einschliesslich Zone 0) und eine kompakte Bauform. Denn die Reinigungskammer ist zur Energieeinsparung isoliert und bietet dadurch wenig Raum für einen Sensor, geschweige denn eine Schwinggabel.

Der Baumer Cleverlevel erfüllt jede dieser Anforderungen und überzeugte den Anwender zusätzlich durch weitere Vorteile: Er ermöglicht Schichtentrennung über die Schaltausgänge (Alkohol/Lösungsmittel/Wasser) und ist im Gegensatz zu Schwinggabeln auch in Vakuumbehältern reaktionsschnell. Das garantiert sichere, zuverlässige und effiziente Grenzstanddetektion in den Reinigungsprozessen.

Qualitätssicherung

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Fazit

Für einfache Grenzstandüberwachung bietet die Frequenzhubtechnologie, wie sie Baumer mit dem Cleverlevel perfektioniert hat, entscheidende Vorteile. Vor allem die automatische Medienerkennung mit dem Cleverlevel ohne Parametrierung erleichtert die Arbeit enorm. Dabei spielt es keine Rolle, ob es sich um Schüttgut, Pulver, Flüssigkeit oder Schaum handelt oder ob das Medium klebrig, zäh-, oder dünnflüssig ist. Der Cleverlevel detektiert Reinigungsmittel genauso problemlos wie Industrieschlamm. Typische Anwendungen sind zuverlässige Überfüllsicherung oder selektive Erkennung bzw. Ausblendung von Schaum oder Trennschichten. Mit dem platzsparenden Cleverlevel lassen sich diese Aufgaben mit einer einzigen, einfach zu bedienenden

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