Optiwave: Zuverlässige Radar-Füllstandsmessung - Zuverlässige Radar-Füllstandsmessung in Prozesstanks Exakte und verlässliche Messung in kleinen Behältern mit bewegter Flüssigkeitsoberfläche.
Die Schwartz GmbH für Technische Kunststoffe in Xanten setzt mehrere Radar-Füllstandsmessgeräte „Optiwave“ der neuesten Generation von Krohne ein. Im Rahmen eines Testkaufes wurden zwei Messgeräte auf kleinen Prozesstanks mit schnell laufenden Rührwerken erprobt. Das Problem dabei: Die unruhige Oberfläche der Flüssigkeit und deren starke Absorption der Radarstrahlung. Dank der hohen Auflösung der Krohne-Geräte und der Einstellung der Zeitkonstante jeweils auf zehn Sekunden wird trotzdem eine exakte und zuverlässige Messung des Füllstandes erreicht. Das Optiwave ist ein Zweileiter-Radar- Füllstandsmessgerät zur Messung von Abstand, Füllstand und Volumen von Flüssigkeiten, Pasten und Feststoffen. Durch das bewährte FMCW-Verfahren mit kontinuierlichem frequenzmodulierten Sweep ist eine hohe Messauflösung und Störsicherheit bei zugleich höherer Genauigkeit gewährleistet. Das Messgerät arbeitet im K-Band mit einer Sendefrequenz von 24–26 GHz. Es verfügt über eine intelligente, übersichtliche grafische Bedienerführung mittels piezoelektrischen Tasten. Dies vereinfacht die Inbetriebnahme ganz wesentlich und ermöglicht die Einstellung auch durch Benutzer, die bisher wenig oder keine Erfahrung mit Radar-Füllstandsmessgeräten hatten. Seit der Markteinführung der Optiwave-Füllstandsmessgeräte konnten sich diese Geräte in verschiedensten – zumeist schwierigen – Anwendungen bewähren. Dabei übertrafen sie die hohen Erwartungen, selbst in Tanks mit Einbauten, Schaumbildung oder bewegter Oberfläche.

Anwendung in kleinen Prozesstanks
Der Ausgangsstoff für die Produktion von Seilscheiben aus Nylon bei Schwartz ist Capro-lactam. Das Caprolactam hat eine Dichte, die etwa der von Wasser entspricht, und wird in flüssiger Form bei 90°C von Tankwagen angeliefert (weil es bereits bei Zimmertemperatur aushärtet). Es wird dann vom Tankwagen in Lagerbehälter gepumpt. Zur Weiterverarbeitung transportiert Schwartz das Medium in Mischbehälter mit Rührwerken und heizt es auf 120 °C auf. Hier erfolgt auch der Zusatz verschiedener chemischer Komponenten, die aus dem Caprolactam das Kunststoff-Endprodukt machen. Auf den fast zwei Meter hohen Prozesstanks sitzen die beiden Füllstandsmessgeräte von Krohne mit einer Nennweite von DN 80. Aufgrund seiner relativ kleinen Antenne und hohen Auflösung hat sich das New Level-Gerät als geradezu ideal für kleine Behälter mit Rührwerken erwiesen. Mit einer Dielektrizitätszahl, die ungefähr bei acht liegt, handelt es sich bei Caprolactam schon um ein Medium, das Radarwellen mehr absorbiert als reflektiert. Auch hier macht sich die hohe Auflösung des Gerätes positiv bemerkbar. In der Vergangenheit vertraute Schwartz auf Schwimmer zur Ermittlung des Füllstandes der Behälter. Die Messung erwies sich hier jedoch als äußerst ungenau. Dagegen verfügt das Krohne-Gerät über eine hohe Standardgenauigkeit von ± 3mm. Das Optiwave-Füllstandsradar wurde mit verschiedenen Features versehen, die den nahezu problemlosen Einsatz auf typischen Prozesstanks mit schnell drehendem Rührwerk und entsprechend stark bewegter Produktoberfläche erlauben. Um den ausgegebenen Messwert zu beruhigen, kann im Menü die Behälterart „Rührwerktank“ ausgewählt werden. Auch die Leerspektrumsaufnahme, in der Störreflexionen mit ihrer genauen Position und Stärke gespeichert und im Messbetrieb dann einfach ignoriert werden, sorgt für genaue und verlässliche Messungen des Füllstands. Bei Schwartz nahm ein firmeneigener Techniker nach einer kurzen Einweisung die beiden Füllstandsmessgeräte selbst in Betrieb und gab Behälterform und Abmessungen ein. Wegen der Rührwerke und der damit verbundenen unruhigen Oberflächen wurde die Zeitkonstante jeweils auf zehn Sekunden gesetzt, um ein ruhigeres Signal am Stromausgang und damit eine stabilere Anzeige zu erreichen. Das Beispiel Schwartz zeigt, dass auch Personen, die noch nie mit derartigen Geräten zu tun hatten, die Inbetriebnahme der Füllstandsmessgeräte über den Quick Setup Assistenten ganz unkompliziert selbst vornehmen können. Der Messumformer der New Level-Geräte mit großem, grafischem Display ist über vier piezoelektrische Tasten von außen zu bedienen. Sämtliche Füllstandsmessgeräte von Krohne sind HART-fähig und werden einschließlich PACTware und kostenloser DTM mit voller Funktionalität inklusive Datenaufzeichnung und Wiedergabe geliefert. Bei Schwartz ist der Füllstand in Litern sowohl lokal als auch in einem Schaltschrank ablesbar.

Gute Messergebnisse
Schwartz hat mit den Radar-Füllstandsmessgeräten seinen Produktionsprozess effizienter gestaltet. Die Erprobung der beiden Testgeräte verlief erfolgreich, so dass das Unternehmen bei weiteren Tanks auf die Füllstandsermittlung mit diesen Geräten vertraut. Zugleich ließ sich bestätigen, dass das Radar-Füllstandsmessgerät von Krohne das Entwicklungsziel, nämlich die exakte und verlässliche Messung auch in kleinen Behältern mit gravierenden Signalstörungen, optimal erfüllt. Dazu Ulrich Kottkamp, Betriebsleiter bei Schwartz: „Wir sind sehr zufrieden mit den beiden Geräten, weil wir damit den Inhalt unserer Tanks weitaus präziser bestimmen können als in der Vergangenheit.“