In der Schüttgutindustrie sind zuverlässige Füllstanddaten eine wichtige Grundlage für sichere und wirtschaftliche Prozessabläufe. Besonders herausfordernd sind Anwendungen mit großen Messdistanzen, schnellen Materialbewegungen und hoher Staubbelastung – wie sie typischerweise bei Waggonkippern im Schüttgutumschlag von Kohle und Baustoffen auftreten.
Ein Praxisbeispiel aus der Baustoffindustrie zeigt, wie moderne Radar-Füllstandmesstechnik auch unter extremen Bedingungen stabile und reproduzierbare Messergebnisse liefert.
Bei der Anwendung wird Kohle aus Eisenbahnwaggons über einen Waggonkipper in einen darunterliegenden Betontrichter entladen. Von dort gelangt das Material in einen Bunker, der als Puffer zwischen diskontinuierlicher Waggonentladung und kontinuierlichem Anlagenbetrieb dient. Gerade an solchen Übergabestellen ist eine präzise und kontinuierliche Füllstandinformation entscheidend, um Materialflüsse stabil zu halten und Förderprozesse sicher zu steuern. Der Betreiber, ein international tätiger Baustoff- und Zementhersteller, modernisierte seine Anlage nahe Kapstadt mit dem Ziel, die Prozessstabilität im Bereich der Waggonentladung nachhaltig zu verbessern.
Die Prozessbedingungen stellten hohe Anforderungen an die Messtechnik. Besonders kritisch waren die sehr schnellen und stoßartigen Befüllvorgänge, die starke Staubentwicklung während der Entladung sowie die große Messdistanz von rund 45 Metern. Zusätzlich befand sich die Anwendung in einem explosionsgefährdeten Bereich der ATEX Zone 20/21. Gerade bei der Entladung entstehen dichte Staubwolken, die viele Messsysteme an ihre Grenzen bringen können. Gleichzeitig ist eine zuverlässige Füllstandinformation für die sichere Prozessführung unverzichtbar, um Materialstaus, Überfüllungen oder Stillstände zu vermeiden.
Gemeinsam mit den UWT-Ingenieuren und dem lokalen Partner Morton Controls CC wurden die Prozessbedingungen detailliert analysiert. Das Medium Kohle mit einer Schüttdichte von rund 800 g/l sowie einem DK-Wert von 2,0 bis 3,0 musste unter stark staubigen Bedingungen und Temperaturen bis 80 °C zuverlässig gemessen werden. Auf Basis dieser Anforderungen fiel die Entscheidung auf eine berührungslose Radar-Füllstandmessung.
Zum Einsatz kam der UWT Radar-Füllstandsensor NivoRadar® NR 3300. Der Sensor wurde oberhalb des Betontrichters auf einer Querstrebe installiert und misst den Füllstand während des Entladevorgangs kontinuierlich.
Der sehr enge Abstrahlwinkel von nur 3° ermöglicht eine präzise Fokussierung des Messsignals auf die Materialoberfläche – selbst bei großen Messdistanzen und komplexen Einbausituationen. Zusätzliche Einbauten im Behälter, wie Metallgitter oder Konstruktionselemente, konnten mithilfe der UWT LevelApp gezielt ausgeblendet werden. Über die integrierte Störsignalausblendung werden feste Strukturen zuverlässig unterdrückt, sodass ausschließlich das relevante Echo der Schüttgutoberfläche ausgewertet wird.
Eine besondere Herausforderung war die extreme Staubentwicklung während der Waggonentladung. Dafür wurde eine speziell angepasste Lösung mit Staubrohr und kontinuierlicher Luftspülung der Linsenantenne umgesetzt. Der integrierte Druckluftanschluss verhindert Staubablagerungen auf der Antenne und sorgt dauerhaft für ein stabiles Radarsignal. Gleichzeitig reduziert das Staubrohr den direkten Staubeintrag in den Messbereich deutlich. So bleibt die Messung auch unter extremen Staubbedingungen zuverlässig verfügbar.
Berührungslose Messtechnik reduziert Wartungsaufwand
Im praktischen Betrieb bestätigte sich die hohe Zuverlässigkeit der Radar-Füllstandmessung. Auch bei schnellen Materialbewegungen und intensiver Staubentwicklung lieferte das System stabile und reproduzierbare Messwerte. Die berührungslose Messtechnik arbeitet verschleißfrei und ist unempfindlich gegenüber abrasiven Schüttgütern oder mechanischen Belastungen. Dadurch reduziert sich der Wartungsaufwand deutlich und gleichzeitig steigt die Anlagenverfügbarkeit – ein wichtiger Faktor für den kontinuierlichen Betrieb in der Schüttgutindustrie. Der verstellbare Flansch unterstützt zusätzlich die exakte Ausrichtung des Sensors und trägt dazu bei, Störechos zu minimieren und reproduzierbare Messergebnisse sicherzustellen.
Die Radar-Füllstandsensoren lassen sich über 4…20 mA/HART oder Modbus RTU problemlos in bestehende Automations- und Steuerungssysteme integrieren. Die Messdaten dienen 8 dort als Grundlage für Materialflusssteuerung, Prozessüberwachung und Anlagenoptimierung. In Kombination mit Visualisierungslösungen wie NivoTec® können Füllstände in Echtzeit visualisiert, historisch gespeichert und per Fernzugriff überwacht werden. Damit wird die Füllstandmessung zu einem wichtigen Bestandteil moderner, datenbasierter Anlagenkonzepte in der Schüttgutindustrie.
Das Anwendungsbeispiel zeigt, dass bei komplexen Anwendungen nicht nur das Messprinzip entscheidend ist, sondern vor allem die anwendungsspezifische Anpassung der Lösung. Die Kombination aus freistrahlender Radar-Füllstandmessung, präziser Signalführung und einer anwendungsspezifisch angepassten Sensorkonfiguration mit Staubrohr und Luftspülung ermöglichte eine dauerhaft stabile Messung selbst unter extrem staubigen Bedingungen.
Gerade in Anwendungen wie Waggonkippern, Silos oder Übergabestationen stoßen Standardlösungen häufig an ihre Grenzen. Individuell angepasste Sensorlösungen leisten hier einen wichtigen Beitrag zu sicheren, effizienten und langfristig stabilen Schüttgutprozessen.
Dass die individuell angepasste Lösung in der Praxis überzeugt, zeigte sich bereits nach kurzer Zeit im Betrieb: Nach zwei Wochen erfolgreichem Testeinsatz entschied sich der Betreiber für weitere Sensoren in dieser Anwendung. Die speziell auf die Prozess- und Einbausituation abgestimmte Sensorkonfiguration mit Querstrebenmontage, Staubrohr und Luftspülung sorgte auch unter extremen Staubbedingungen für dauerhaft stabile und reproduzierbare Messwerte.
UWT ist als Experte für Füllstandmesstechnik seit 1977 der zuverlässige, globale Lösungsanbieter für die einfache, sichere und messgenaue Erfassung von Füll- und Grenzständen in verschiedensten Branchen und Anwendungen. Ganz gleich, ob Schüttgut, Flüssigkeiten, Pasten oder Schäume – UWT gilt mit Produktlinien wie Rotonivo® , Vibranivo® oder NivoBob® als Synonym für die perfekte Messtechnik-Lösung in fast jeder Anwendung. UWT bietet mit ihren Standardprodukten und Sonderlösungen für jede Anwendung die perfekte Lösung und steht für eine Zusammenarbeit auf Augenhöhe.
Mit zwei Produktionsstätten in Betzigau und auf Malta sowie weiteren Standorten u.a. in den USA, Großbritannien, Spanien, Polen, China, Indien, Brasilien und Mexiko wurden weltweit mittlerweile mehrere Millionen Anwendungen ins Feld gebracht. UWT steht damit global für Füllstandmesstechnik auf höchstem Niveau. Als „The Level Company” sorgt die UWT Group für zuverlässige Füllstandmessung und baut dabei auf drei starke Säulen: Technology, Performance und Partnership.
Westendstr. 5, D-87488 Betziga
Tel.: +49 (0)831 57123-0
info@uwtgroup.com
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