VEGA VEGAPULS 56K - Handbuch (Seite 4)

4 VEGAPULS 56K
22915-DE-041227
Produktbeschreibung
1 Produktbeschreibung
Die Füllstandmessung an Hochtemperatur-
prozessen bzw. an Füllgütern mit hohen
Temperaturen ist bisher ein schwieriges oder
gar unmögliches Vorhaben. Soll außerdem
unter großen Drücken gemessen werden,
stand bisher kaum ein Messsystem zur Ver-
fügung. Ganz zu schweigen von einer
berührungslosen Messung mit guter
Messgenauigkeit.
So werden z.B. in Destillations- und Stripper-
kolonnen Füllstände (z.B. Sumpf-, Boden-
und Kopfprodukte) bisher in der Regel indi-
rekt über Drucksensoren bzw. Differenz-
druckmessungen erfasst. Der Montageauf-
wand für die Druckmesstechnik (Druck-
leitungen, Druckmessumformer…) ist groß
und übersteigt den Wert des eigentlichen
Sensors oft um ein Mehrfaches. Aufgrund
des Mangels an geeigneten Alternativen
arrangiert man sich in den MSR-Abteilungen
nicht nur damit, sondern auch mit einem
hohen Wartungsaufwand (Spülen der
Messrohre, Messfehler durch Kondensat,
Membranverkrustungen…) und akzeptiert oft
eine sehr unbefriedigende Messgenauigkeit
(Temperaturfehler, Dichteschwankungen,
Montagefehler…).
Die Anforderungen unter anderem der Petro-
chemie an einen möglichst berührungslos
arbeitenden Füllstandsensor lautet deshalb:
• Temperatur- und Druckunabhängigkeit
• Prozesstemperatur bis 350°C
• Prozessdruck bis 64 bar
• prozessberührende Werkstoffe, die hoch-
beständig und universell einsetzbar sind
• Genauigkeit 0,1 %
• robustes Metallgehäuse
• Ex-zugelassen (in EEx d und EEx ia ver-
fügbar)
• Loop-powered, sowie digital vernetzbar
Diese Ausgangslage definierte die Entwick-
lungsziele für ein Hochtemperatur-Radar-
Füllstandmesssystem, die Serie VEGAPULS
56. Eine spezielle Neuentwicklung von Hoch-
temperatur-Radar-Sensoren für die Füllstand-
messung, an Temperaturen bis 350°C und
Drücken bis 64 bar.
Sensoren, die ohne die neuen Ergebnisse
der Werkstoffwissenschaft und Fertigungs-
technik nicht möglich gewesen wären. Als
Einkopplungswerkstoff wird eine speziell
entwickelte Keramik verwendet, die sich
hochfrequenztechnisch ähnlich wie die sonst
verwendeten Kunststoffe verhält. Chemisch
wie thermisch jedoch ist diese Keramik
außerordentlich beständig.
Mit dem Prozess hält der Sensor nur mit
edlen und teuren Materialien Verbindung.
Damit ist weniger das Flanschmaterial aus
hochlegiertem Edelstahl (1.4571 oder bes-
ser) gemeint, als vielmehr die besonders
entwickelte Keramik (Al
2
O
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) und deren
Verbindungstechnik. Der Keramikstab emp-
fängt vom Hochfrequenzmodul (von der
intelligenten Fuzzy-Logic-Auswertelektronik)
die Radarsignale und arbeitet mit seinem
kegelförmigen Ende als Sender und Empfän-
ger. Die Abdichtung zwischen Edelstahl-
flansch und Keramikstab erfolgt durch einen
aufwendig hergestellten Dichtring aus Tantal.
1.1 Funktion
Ra dio d etecting a nd r anging: Radar.
VEGAPULS Radar-Sensoren sind Füll-
standmessgeräte, die kontinuierlich und
berührungslos Entfernungen messen. Die
gemessene Entfernung entspricht einer
Füllhöhe und wird als Füllstand ausgegeben.
Messprinzip:
senden – reflektieren – empfangen
Von der Antenne des Radar-Sensors werden
kleinste 5,8 GHz Radarsignale als kurze
Impulse ausgesendet. Die von der Sensor-
umgebung und dem Füllgut reflektierten
Radarimpulse empfängt die Antenne wieder
als Radarechos. Die Laufzeit der Radar-
impulse vom Aussenden bis zum Empfangen
ist der Distanz und damit der Füllhöhe pro-
portional.