Grundlagen der Radartechnik zur Füllstandmessung - Brumbi.de

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Vibration:
Thermisch:
Es wird die Dämpfung einer vibrierenden Schwinggabel beim
Eintauchen in die Flüssigkeit erfasst. Meist nur als Füllstandschalter
ausgeführt.
Es wird die erhöhte Wärmeabfuhr beim Eintauchen eines stromdurchflossenen,
temperaturabhängigen Widerstands in eine Flüssigkeit
genutzt, der elektrische Widerstand verändert sich mit der
Eintauchtiefe. Vorteil: sehr einfach; Nachteile: abhängig vom
Medium, geringe Genauigkeit.
Radiometrisch: Gammastrahlen werden beim Durchtritt durch das Medium stärker
gedämpft als in der Atmosphäre. Vorteil: berührungslose
Messung; Nachteile: Strahlenbelastung, aufwendige Kalibration.
Laser:
Ultraschall:
Mikrowelle:
TDR:
Es wird die Laufzeit eines Laserstrahls, der an der Flüssigkeitsoberfläche
reflektiert wird, ermittelt. Vorteile: berührungslose
Messung, sehr gute Genauigkeit, geringer Strahlwinkel; Nachteile:
Verschmutzungsgefahr; versagt bei Dampf-Atmosphäre;
teuer.
Ein Ultraschallsignal wird ausgesendet, an der Flüssigkeitsoberfläche
reflektiert und wieder empfangen. Gemessen wird die
Laufzeit des Signals. Vorteil: berührungslose Messung; Nachteile:
Schallgeschwindigkeit ist stark abhängig von der Gaszusammensetzung
und der Temperatur in der Atmosphäre; versagt bei
Vakuum oder bei Dampf-Atmosphäre.
Hierbei wird die Laufzeit eines Radar-Signals, das an der Flüssigkeitsoberfläche
reflektiert wird, gemessen. Vorteile: berührungslose
Messung, nahezu unabhängig vom Übertragungsmedium
und der Oberfläche des Messstoffs; gute Genauigkeit.
Auch „geführte Mikrowelle“ genannt. Ein Verfahren, das ebenfalls
die Laufzeit von Hochfrequenzsignalen misst, die jedoch an einer
Leitung entlang laufen, die in die Flüssigkeit eintaucht. Vorteile:
weitgehend unabhängig von Tankeinbauten, auch sehr schwache
Reflexionen detektierbar, gute Genauigkeit.
3.2 Allgemeines zur Radar-Füllstandmessung
Ein Radar-Signal wird über eine Antenne abgestrahlt, an der Messstoffoberfläche
reflektiert und nach einer Verzögerungszeit t wieder empfangen.
Die Entfernung der reflektierenden Grenzschicht wird - unabhängig vom verwendeten
Radarverfahren - über die Laufzeit t des Mikrowellensignals bestimmt: pro
Meter Objektabstand durchlaufen die Wellen eine Strecke von 2 m, wozu sie ca.
6.7 ns benötigen. Allgemein beträgt der gemessene Abstand a = c · t / 2. Der Füllstand
ergibt sich dann rechnerisch aus der Differenz von Tankhöhe und Abstand.