BlogPresseDOWNLOADSKARRIERE
Startseite|Branche|Füllstandstechnik

Berührungslose Füllstandsmessung

Präzise Distanzmessung mit Radartechnik

Sensoren sind im industriellen Umfeld kaum noch wegzudenken. Sie übernehmen für uns Aufgaben, die wir selbst nur schwer oder ungenau ausführen. Als eine Art zusätzliches Sinnesorgan ermöglichen sie uns eine bessere Interaktion zwischen Mensch, Maschine und Umgebung.
Die Technik erleichtert uns die Tätigkeit, optimiert Abläufe oder bietet uns zusätzliche Sicherheit in der modernen Arbeitswelt. Mit Blick auf Trends wie die Automatisierung und Autonomisierung im Bereich Industrie zeichnet sich ab, welchen hohen Stellenwert Sensoren und ihre Messungen in Zukunft einnehmen.
Ein klassischer Anwendungsbereich ist die Abstandsmessung.
Hierbei ermitteln die Sensoren kontinuierlich die Distanz zu einer Objektoberfläche. Allein mit Hilfe der Entfernungsinformation können bereits vielfältige Aufgaben zu unserer Unterstützung übernommen werden – von der Überwachung eines Pegelstandes bis hin zum Schutz vor einer Kollision. Die Abstandsmessung der Polizei ist außerdem gut bekannt.
Die Genauigkeit & Zuverlässigkeit von Messtechnik ist dabei ein bedeutsames Auswahlkriterium. Insbesondere, wenn auf den erhobenen Messwerten umfangreiche Planungen (Materialwirtschaft) oder Schutzmaßnahmen (Sicherheitsabstand) aufbauen. Als Ortungsverfahren ist Radar ideal für die Ermittlung von Abständen oder Entfernungen geeignet. Doch auch weitere Eigenschaften sprechen für den Einsatz der Sensortechnik in der Abstandsmessung für Industrie.
Auf einem Blick
Radar nutzt elektromagnetische Wellen um die Position eines Objekts zu ermitteln. Dafür misst die Technik die Distanz und - je nach Modulation - auch weitere Objektdaten. Die Antenne des Sensors sendet Radarwellen aus, die von einer Objektoberfläche reflektiert werden. Durch die Reflexion verändert sich das gesendete Signal und gibt so die notwendigen Daten zur Lokalisierung preis. Das Messprinzip ist berührungslos. Radar ermöglicht die kontinuierliche Überwachung der Abstände – d. h. kleinste Veränderungen detektiert die Technik in Echtzeit. 
Unter anderem lassen sich folgende Parameter mit Hilfe eines speziell konfigurierten Distanzradars ermitteln:
  • Abstände zwischen Sensor (Antenne) und einer Objektoberfläche
  • Signalstärke (RCS)
  • Statische Objekten oder sehr langsamen Bewegungen
IHR VORTEIL
 
  • Berührungslos Messung – Kein Kontakt zum Objekt nötig
  • kontinuierlich & immer aktuell – Daten in Echtzeit und schnelle Reaktion bei Distanzänderungen
  • präzise & zuverlässig - millimetergenaue Messungen & auch über weite Entfernungen nur geringfügige Abweichungen
  • wetterbeständig – Indoor & Outdoor geeignet
  • temperaturunempfindlich – Extreme Hitze oder Kälte sind kein Problem
  • kompakt – für den unkomplizierte Montage auch bei wenig Platz
  • durchstrahlt Kunststoffe – Einbau hinter Abdeckungen möglich
  • wartungsfrei – Verschmutzungen, Lärm oder Vibrationen beeinträchtigen nicht die Funktionalität
  • vielseitig einsetzbar – detektiert die Objektoberfläche unabhängig der Beschaffenheit (Flüssigkeiten, Granulat, Pulver, ...)
Berührungslose Messung mit Radar

Mehrere Messpunkte vs. punktuelle Messung

Je nach Anwendung und Objektmaterial bietet InnoSenT zwei unterschiedliche Messvarianten an, die sich in der Anzahl der detektierten Ziele unterscheiden. Die Radarexperten sprechen hierbei von Multi-Target und Single-Target Detektion.

Single-Target-Modus

Die punktuelle Messung ist vorteilhaft für den Einbau in komplexer Messumgebung, da Störfaktoren ausgeblendet werden. Ein schmaler, gebündelter Radarstrahl misst dabei die Entfernung zwischen Sensor und Objekt an einer Stelle. Unebenheiten und Störfaktoren verfälschen das Messergebnis nicht. Der Single-Target-Modus erzielt dank der Fokussierung zudem besonders schnelle Messergebnisse.

Multi-Target-Modus

Hier ermittelt das Radar mehrere Ziele innerhalb des Erfassungsbereichs, um bei Bedarf eine Schnittmenge aus den Daten zu erhalten oder unterschiedliche Distanzen bzw. Höhen zu vermessen.

Level Measurement

Qualität, Prozessoptimierung und die Effizienzsteigerung in Produktion, Lager und der Materialwirtschaft gewinnen zunehmend an Bedeutung. Um erfolgreich zu planen, ist die Kenntnis über des genauen Bestands oder des aktuellen Pegels notwendig. Dies vermeidet als Warnfunktion beispielsweise Überläufe und Warenmangel.

Füllstandmessung
Radar ermöglicht die präzise und zuverlässige Ermittlung von Füllständen. Insbesondere bei Silos, Tanks oder großen Lagerbehältern, die durch Mitarbeiter nur beschränkt zugänglich oder verschlossen sind, verlassen sich Unternehmen auf die Messtechnik. Automatisiert und digital erhalten sie Auskunft über die Inhaltsmenge anhand der Entfernungsänderung. Die Füllstandmessung findet beispielsweise in Branchen wie Lebensmittelproduktion, Chemie, Baustoff-, Rohstoff-, und Energiegewinnung Einsatz.

Pegelstand
Radar erfasst nicht nur feste Füllmaterialien, sondern auch Flüssigkeiten. Selbst langsam fließende und sich bewegende Materialien sind kein Problem – dies ermöglicht den Einsatz in mobilen Tanks, Rohren oder Kanälen. Die Technik kann den Pegelstand eines Flusses mithilfe der Distanzmessung millimetergenau ermitteln. Je nach Ausstattung der Sensorlösung ist auch die Fließgeschwindigkeit berechenbar.

Distance Measurement

Mit der Entfernungsinformation ist auch die Vermessung eines Objekts umsetzbar. Hierbei ist der Sensor in Bewegung. Er befindet sich beispielsweise auf einer Schiene oder ist an einem Transportfahrzeug befestigt. Zudem kann das zu detektierende Ziel unterschiedliche Ausprägungen vorweisen. Durch die Entfernungsinformation zum Sensor sind Konturen eines Objekts nachvollziehbar oder die exakte Ausrichtung eines Geräts möglich.

Höhenermittlung
Der Sensor blickt von oben nach unten auf ein Objekt, um die Höhe anhand der Referenzdaten zum Boden und der Abstandsinformation zu ermitteln. Ein typisches Beispiel ist dabei Hubhöhenmessung eines Gabelstaplers oder die Ausrichtung von landwirtschaftlichen Maschinen an die Höhe der Ernte auf dem Feld.

Konturenmessung
Befindet sich das Radar auf einem beweglichen Untersatz, ermittelt der Sensor auch geringe Abweichung bei der Objektoberfläche. Dies erlaubt die Vermessung und Darstellung der Kontur. Kleinste Veränderungen der Höhe bildet das Radar anhand der Abstandsinformation ab. Zum Beispiel ist auf diese Weise möglich große Gegenstände oder Objekte aus weiter Entfernung zu detektieren.

Produkt Highlights

Distanz-Radarsensoren von InnoSenT

Radarsystem
iSYS-6030

Das 60 GHz Radarsystem verfügt über eine 40 Meter Reichweite und ist optimal auf Anwendungen der Füllstandsermittlung und dem Kollisionsschutz abgestimmt. Es liefert präzise & zuverlässige Messergebnisse dank dem stark fokussierten Radarbeam und einem Öffnungswinkel von 6° (in azimut & elevation).

  • millimetergenaue Entfernungsmessung
  • misst die Signalstärke (RCS)
  • geringer Stromverbrauch und Standby-Modus
  • schnelle Updaterate
  • Filterung der Messergebnisse möglich
  • verfügt über einen Single-Target und Multi-Target-Modus
  • vier konfigurierbare Outputs für Triggerfunktionen

Radarsystem
iSYS-4004

    InnoSenT bietet mit dem iSYS-4004 auch eine Radarlösung für die Abstandsmessung im 24 GHz Frequenzbereich an. Der FMCW Radar detektiert stationäre und bewegliche Objekte in einer Reichweite von bis zu 35 Metern. Es liefert dank MMIC-Technik stabile und genaue Messergebnisse.

    • ermittelt die Entfernung zu einem bzw. mehreren Objekten im Erfassungsbereich
    • erkennt die Anwesenheit von statischen und bewegten Objekten
    • bereits in robusten Metallgehäuse integriert
    • verfügt über drei konfigurierbare Outputs (Trigger)
    • auswählbare Bandbreite zwischen 250 MHz (EU) mit ±3cm Messgenauigkeit und 100 MHz (US & UK) mit ±7.5cm  Messgenauigkeit