Ultraschall-Füllstandsmessgeräte dürften jedem bekannt sein. Dank ihrer berührungslosen Messung eignen sie sich hervorragend zur Bestimmung der Füllhöhe verschiedenster Flüssigkeiten und Feststoffe. Heute stellt Ihnen der Redakteur häufige Fehlerquellen von Ultraschall-Füllstandsmessgeräten vor und gibt Tipps zu deren Behebung.
Die erste Art: in den toten Winkel einfahren
Problemphänomen: Es treten vollständige oder willkürliche Daten auf.
Fehlerursache: Ultraschall-Füllstandsmessgeräte weisen im Allgemeinen innerhalb von 5 Metern Messbereich tote Winkel auf, die 0,3–0,4 Meter betragen. Innerhalb von 10 Metern beträgt der tote Winkel 0,4–0,5 Meter. Nach Eintritt in den toten Winkel liefert das Ultraschallgerät willkürliche Werte und funktioniert nicht mehr ordnungsgemäß.
Lösungshinweise: Beachten Sie bei der Installation die Höhe des Totraums. Nach der Installation muss der Abstand zwischen der Sonde und dem höchsten Wasserstand größer als der Totraum sein.
Bei der zweiten Variante kommt es zu einer Durchmischung im Behälter vor Ort, wodurch der Flüssigkeitsstand stark schwankt und die Messung des Ultraschall-Füllstandsmessgeräts beeinträchtigt wird.
Störungsphänomen: Kein Signal oder starke Datenschwankungen.
Ursache des Fehlers: Das Ultraschall-Füllstandsmessgerät gibt eine Messdistanz von wenigen Metern an, die sich jedoch auf eine ruhige Wasseroberfläche bezieht. Beispielsweise bedeutet eine Reichweite von 5 Metern bei einem Ultraschall-Füllstandsmessgerät in der Regel, dass die maximale Messdistanz bei ruhiger Wasseroberfläche 5 Meter beträgt. In der Praxis werden jedoch 6 Meter erreicht. Bei Bewegung im Behälter ist die Wasseroberfläche nicht ruhig, und das reflektierte Signal reduziert sich auf weniger als die Hälfte des Normalwerts.
Lösungstipps: Wählen Sie ein Ultraschall-Füllstandsmessgerät mit größerem Messbereich. Beträgt der tatsächliche Messbereich beispielsweise 5 Meter, verwenden Sie ein 10- oder 15-Meter-Ultraschall-Füllstandsmessgerät. Falls Sie das Ultraschall-Füllstandsmessgerät nicht austauschen und die Flüssigkeit im Tank nicht viskos ist, können Sie auch ein Beruhigungsrohr einsetzen. Platzieren Sie die Sonde des Ultraschall-Füllstandsmessgeräts im Beruhigungsrohr, um den Füllstand zu messen, da der Flüssigkeitsstand darin im Wesentlichen konstant ist. Es wird empfohlen, das Zwei-Leiter-Ultraschall-Füllstandsmessgerät durch ein Vier-Leiter-System zu ersetzen.
Der dritte Typ: Schaum auf der Oberfläche der Flüssigkeit.
Störungsphänomen: Das Ultraschall-Füllstandsmessgerät sucht ständig nach einem Signal oder zeigt den Status „verlorene Welle“ an.
Die Ursache des Fehlers: Der Schaum absorbiert die Ultraschallwellen, wodurch das Echosignal stark abgeschwächt wird. Sobald mehr als 40–50 % der Flüssigkeitsoberfläche mit Schaum bedeckt sind, wird der Großteil des vom Ultraschall-Füllstandsmesser ausgesendeten Signals absorbiert, sodass der Füllstandsmesser das reflektierte Signal nicht mehr empfängt. Dies hängt nicht von der Dicke des Schaums ab, sondern ausschließlich von der von ihm bedeckten Fläche.
Lösungsvorschläge: Installieren Sie ein Wellenrohr und führen Sie die Ultraschall-Füllstandssonde hinein, um die Füllstandshöhe zu messen, da sich der Schaum im Wellenrohr dadurch stark reduziert. Alternativ können Sie ein Radar-Füllstandsmessgerät verwenden. Dieses kann Blasen bis zu einer Tiefe von 5 cm durchdringen.
Viertens: Es gibt elektromagnetische Störungen vor Ort.
Störungsphänomen: Die Daten des Ultraschall-Füllstandsmessgeräts schwanken unregelmäßig oder zeigen einfach kein Signal an.
Grund: In der Industrie gibt es viele Motoren, Frequenzumrichter und elektrische Schweißanlagen, die die Messung von Ultraschall-Füllstandsmessgeräten beeinträchtigen. Elektromagnetische Störungen können das vom Messfühler empfangene Echosignal überlagern.
Lösung: Das Ultraschall-Füllstandsmessgerät muss zuverlässig geerdet sein. Nach der Erdung werden Störungen auf der Leiterplatte über die Erdungsleitung abgeleitet. Diese Erdung muss separat erfolgen und darf nicht mit anderen Geräten geteilt werden. Die Stromversorgung darf nicht mit der des Frequenzumrichters und des Motors identisch sein und darf nicht direkt vom Stromnetz bezogen werden. Der Aufstellungsort sollte weit entfernt von Frequenzumrichtern, Motoren mit variabler Frequenz und elektrischen Hochleistungsgeräten liegen. Ist dies nicht möglich, muss ein separates Metallgehäuse außerhalb des Füllstandsmessgeräts installiert werden, um es zu isolieren und abzuschirmen. Dieses Gehäuse muss ebenfalls geerdet sein.
Fünftens: Die hohe Temperatur im Becken oder Tank vor Ort beeinträchtigt die Messung des Ultraschall-Füllstandsmessgeräts.
Problematische Beobachtung: Die Messung ist möglich, wenn sich die Wasseroberfläche nahe an der Sonde befindet, jedoch nicht, wenn sie weiter entfernt ist. Bei niedriger Wassertemperatur funktioniert das Ultraschall-Füllstandsmessgerät einwandfrei, bei hoher Wassertemperatur hingegen nicht.
Die Ursache des Fehlers: Flüssigkeiten bilden im Allgemeinen keinen Dampf oder Nebel bei Temperaturen unter 30–40 °C. Oberhalb dieser Temperatur tritt Dampf- oder Nebelbildung leicht ein. Die vom Ultraschall-Füllstandsmessgerät ausgesendete Ultraschallwelle wird beim Durchgang durch den Dampf einmal abgeschwächt und an der Flüssigkeitsoberfläche reflektiert. Beim Zurückkehren wird sie erneut abgeschwächt, wodurch das Ultraschallsignal zur Sonde sehr schwach wird und somit nicht messbar ist. Zudem ist die Sonde des Ultraschall-Füllstandsmessgeräts in dieser Umgebung anfällig für Wassertropfen, die die Übertragung und den Empfang der Ultraschallwellen behindern.
Lösungshinweise: Um die Reichweite zu erhöhen, sollte bei einer tatsächlichen Tankhöhe von 3 Metern ein Ultraschall-Füllstandsmesser mit einer Reichweite von 6–9 Metern gewählt werden. Dadurch lässt sich der Einfluss von Dampf oder Nebel auf die Messung reduzieren. Die Sonde sollte aus Polytetrafluorethylen (PTFE) oder PVDF bestehen und physikalisch abgedichtet sein, um die Kondensation von Wassertropfen auf der Messfläche zu verhindern. Auf Messflächen aus anderen Materialien kondensiert Wasser leichter.
Die oben genannten Gründe können zu Fehlfunktionen des Ultraschall-Füllstandsmessgeräts führen. Informieren Sie daher beim Kauf eines Ultraschall-Füllstandsmessgeräts unbedingt über die Arbeitsbedingungen vor Ort und wenden Sie sich an einen erfahrenen Kundendienst, wie zum Beispiel Xiaobian me, haha.
Veröffentlichungsdatum: 15. Dezember 2021