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27.10.2020  |  1801x
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Sichere Füllstandmessung in Ethanoltanks mit TDR-NivoGuide NG 8000

Für die Lagerprozesse von Ethanol eines schwedischen Produzenten wurde das TDR Radar zur kontinuierlichen Füllstandbestimmung innerhalb mehrerer Tanks implementiert.

Robustes Sensordesign vielseitig einsetzbar

Radartechnologie hat in den vergangenen Jahrzehnten immer mehr an Bedeutung gewonnen und wurde kontinuierlich weiterentwickelt. Das Einsatzgebiet erstreckt sich mittlerweile von einfachen Anwendungen bis hin zu komplexen Prozessbehältern mit den verschiedensten Herausforderungen. Zur Radarkategorie zählen neben den freistrahlenden Radarsensoren auch jene auf Basis der geführten Mikrowellentechnologie, die oftmals als TDR (Time Domain Reflectometry) oder GWR (Guided Wave Radar) bezeichnet werden. Vor allem die Vielseitigkeit und Unempfindlichkeit gegenüber sich verändernden Prozessbedingungen macht TDR Sensoren zum beliebten Multitalent.

Ein Ethanolproduzent in Schweden war im Zuge der Modernisierung seiner Anlagen auf der Suche nach einer smarten und langlebigen Lösung für die Automatisierung der Füllstandmessung innerhalb seiner Lagerprozesse. Bei der Auswahl einer geeigneten Messtechnik standen vor allem die Punkte Zuverlässigkeit, Langlebigkeit und Sicherheit im Vordergrund. Außerdem wurde insbesondere an die Robustheit sowie Flexibilität im Einsatzspektrum der Messtechnik ein hoher Anspruch gestellt. Die einzusetzende Gerätetechnologie für die leicht entzündliche Flüssigkeit muss entsprechend zertifiziert sein.

Schweden ist bei der Bioethanol-Produktion sowie beim Bioethanol-Verbrauch europaweit neben Ländern wie Deutschland und Frankreich unter den Top 5. Hauptsächlich wird es aus Getreide und Abfällen der heimischen Holzverarbeitung für unterschiedliche Industrien hergestellt. So produziert der Anlagenbetreiber das Ethanol als Lösungsmittel für Stoffe, die für medizinische oder kosmetische Zwecke eingesetzt werden, wie Duftstoffe, Aromen, Farbstoffe oder Medikamente sowie als Desinfektionsmittel.

Gemeinsam mit dem lokalen Partnerunternehmen SensorGruppen AB implementierte die UWT GmbH ein maßgeschneidertes Messsytem mit der geführten Radarsensorik NivoGuide® innerhalb der Ethanoltanks. Das Grundprinzip eines auf TDR basierenden Füllstandsensors ist einfach. Die Elektronik erzeugt einen elektromagnetischen Impuls, der auf eine Sonde gekoppelt und entlang dieser nach unten geführt wird. Trifft die Welle auf die Materialoberfläche wird ein Teil der Energie reflektiert. Dieses sogenannte Echosignal wird ebenfalls entlang des Seils zurück zur Elektronik geführt, von dieser erkannt und über eine Laufzeitmessung in eine Füllstandangabe umgerechnet. Generell ist mit TDR Sensoren eine Füllstandmessung problemlos möglich, wenn das zu messende Medium einen DK Wert von mindestens 1,3 besitzt. Da der DK Wert des Ethanols mit 4 ausreichend groß ist, konnte die wirtschaftliche Standardausführung, der NivoGuide® 8100 in Seilausführung, verwendet werden. Innerhalb der Stahltanks herrschen schwankende Temperaturen von bis zu 80 °C sowie ein Prozessdruck von ca. 0,8 bar. Weil Temperatur- und Druckschwankungen das Messprinzip jedoch nicht beeinflussen, erfasst der NivoGuide® auch unter diesen Bedingungen den Füllstand präzise und zuverlässig. Den Anforderungen nach Langlebigkeit und einem wartungsfreien Betrieb wird der Radar dank seiner chemisch beständigen Werkstoffe gerecht. Außerdem wird der Sensor mit einer extra Isolation aus PEEK, FFKM-Dichtungen und der zusätzlichen Borosilikatglasdichtung (Second Line of defense) ausgestattet. Er eignet sich deshalb besonders gut für die Füllstandbestimmung von korrodierenden oder aggressiven Medien wie Ethanol. Ein zwischen Einkopplung und Sonde isolierend wirkender Kondensatkonus erhöht die Messsicherheit und erleichtert zudem das Abtropfen des Kondensats. Zudem erfüllt der Sensor alle Sicherheitsanforderungen hinsichtlich des Explosionsschutzes und besitzt die weltweit gängigen Zertifizierungen (ATEX, IEC-Ex, INMETRO, FM, EAC-Ex) für den Einsatz in explosionsgefährdeten Gas- und Staubatmosphären. Die Geräteausführungen sind außerdem je mit individuell auf die Applikation anpassbaren Auslegern durch Seilverlängerung versehen. So kann je nach Behälterdesign und Prozessbedingung die passende Sensorik konfiguriert werden. Selbst unter den anspruchsvollen Prozessbedingungen der Ethanolherstellung misst der NivoGuide® mit seiner 4…20 mA/HART-Zweileiterelektronik präzise auf +-2mm genau. Aufgrund der geringen Reaktionszeit können auch sich schneller ändernde Füllstände zuverlässig erfasst werden. Somit bieten die geführten Radarsensoren eine optimale Unterstützung für den reibungslosen Prozessfluss der Produktionsstätte in Schweden.

Einfache und intuitive Inbetriebnahme

Einer der mitentscheidenden Gründe für die Installation der NivoGuide® Geräte des Anlagenbauers war neben der hohen Präzision die einfache und intuitive Bedienung dieser Geräte. Die Unempfindlichkeit gegenüber verschiedensten Prozessbedingungen macht die Technologie zum Multitalent und erleichtert dadurch die Inbetriebnahme. In nur fünf Schritten wird der Sensor kalibriert und liefert ein zuverlässiges Füllstandsignal, unabhängig davon ob er in wasser-/ ölbasierenden Medien, Pasten, Schäumen oder Schlämmen eingesetzt wird. Die ausgeklügelte Software der geführten Radarsensorik ermöglicht eine hohe Anlagenverfügbarkeit. Intelligente Software-Algorithmen können zwischen dynamischen und statischen Signalen unterscheiden. So werden Einbauten innerhalb der Behälter als solche identifiziert und bei der Echoanalyse ausgeschlossen. Fehlerhafte Füllstandmessungen ausgelöst durch derartige Einbauten sind damit ignoriert, wodurch der Einsatz von Servicetechnikern minimiert und die Anlagenverfügbarkeit maximiert wird.
Da sich Störungen jedoch nicht hundertprozentig ausschließen lassen, werden Echokurven automatisch aufgezeichnet und gespeichert. Mit Hilfe dieser Daten wird die Fehleranalyse beschleunigt und die Stillstandzeit gering gehalten. Das Programmierelement mit einem aufsteckbaren Anzeige- und Bedienmodul sowie einem Deckel mit Sichtfester ermöglicht ein sehr nutzerfreundliches Bedienen des NivoGuide®. Umfangreiche Diagnosefunktionen sorgen für ein rasches und sicheres Handling. Es werden beispielsweise aktuelle Messwerte sowie Inbetriebnahme Parameter angezeigt. Die Daten können gespeichert und auf andere geführte Radargeräte übertragen werden, was eine erhebliche Zeitersparnis des Installationsvorgans zur Folge hat.

Firmeninformation

UWT GmbH
UWT GmbH
+LEVEL. UP TO THE MAX. Die UWT GmbH in Betzigau ist der Experte für Füllstandmesstechnik und ein zuverlässiger, global führender Lösungsanbieter für die sichere und messgenaue Erfassung von Füllständen und Grenzständen in Siloanlagen und materialverarbeitenden Prozessen in verschiedensten Branchen. Ganz gleich, ob Schüttgut, Feststoffe, Flüssigkeiten, Pasten oder Schäume – UWT gilt mit Produktlinien wie Rotonivo®, Vibranivo® oder NivoBob® als Synonym für die perfekte Messtechnik-Lösung in fast jeder Anwendung. Mit zwei Produktionsstätten in Betzigau und auf Malta sowie weiteren Standorten u.a. in den USA, Großbritannien, China, Indien, Brasilien und Mexiko wurden mittlerweile über eine Million Applikationen ins Feld gebracht. Damit steht UWT weltweit für Füllstandmessung auf höchstem Niveau. Das Ganze basiert auf den drei starken Säulen Technology, Performance und Partnership und einer Zusammenarbeit auf Augenhöhe – mit den Kunden, Lieferanten, Partnern und den ca. 200 Mitarbeiter:innen. Im Bereich Grenzstand bei Schüttgut hat UWT eine strategische Position im Markt erreicht und mit dem Drehflügelmelder neue Standards gesetzt. Zudem wird eine durchgängige Digitalisierung angeboten: von modernsten eTools, die eine ein-fache und schnelle Produktauswahl, Konfiguration und Inbetriebnahme ermöglichen, über die leichte, intuitive Bedienung bis hin zur innovativen Gerätekommunikation, für den reibungslosen Betrieb. Die hohe Qualität und Zuverlässigkeit der UWT Produkte, das robuste Design, die einfache Handhabung und die Langlebigkeit der Sensoren sorgen für geringe Ausfallzeiten, eine hohe Anlagenverfügbarkeit und damit auch für ein hohes Maß an Sicherheit im laufenden Betrieb. Das alles made in Germany. So hat sich auch das Produkt- und Leistungsspektrum kontinuierlich weiterentwickelt und umfasst mittlerweile auch Überwachungs- und Visualisierungssysteme sowie die komplette Anlagenprojektierung - ein weiterer Beweis dafür, wie konsequent die UWT GmbH auf Wachstum ausgerichtet ist. Als inhabergeführtes, deutsches, mittelständisches Unternehmen ist UWT mit einem internationalen Vertriebsnetzwerk in über 90 Ländern mit persönlichen Kontakten vor Ort bestens aufgestellt. Eine authentische und ehrliche Zusammenarbeit mit den Kunden und Partnern zeichnen UWT ebenso aus, wie die engagierten und zufriedenen Mitarbeiter:innen. Der spürbar tolle Teamspirit sorgt dafür, dass sich UWT wie eine große Familie anfühlt – und das ist es, was zählt. LEITBILD Soziales Engagement und gesellschaftliche Verantwortung sind bei UWT wesentliche Bestandteile der Unternehmensphilosophie. Dabei liegt der Fokus auf Sport, Kultur und Sozialem. Auch Umweltschutz und Verantwortung für die Zukunft werden bei UWT groß geschrieben. Die Bereitstellung von E-Ladestationen, langlebige, ressourcenschonende Produkte und der Einsatz von Ökostrom sprechen für sich.
Letztes Update: 15.04.2024

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