Maximale Genauigkeit unter Extrembedingungen
Präzise Füllstandsmessung beim Verwiegen von Kalkpulver
Staubige, abrasive Produktionsumgebungen und enge Platzverhältnisse – die Zementindustrie stellt höchste Anforderungen an die Messtechnik. Exakte Füllstandsmessung und Gewichtserfassung sichern die Produktqualität und optimieren den Produktionsablauf. Hohe Staubbelastung, extreme Temperaturen und begrenzter Einbauraum erfordern robuste Sensoren, die dauerhaft präzise arbeiten.
Anforderungen an die Messtechnik
Für die exakte Steuerung der Rohstoffe und Endprodukte in der Zementproduktion sind mehrere Faktoren entscheidend. Eine hohe Messgenauigkeit ist notwendig, um Materialverluste zu minimieren und eine gleichbleibende Produktqualität sicherzustellen. Nur durch präzise Messwerte können Produktionsprozesse effizient gesteuert und wirtschaftlich optimiert werden.
Ein zuverlässiger Leerlaufschutz sichert die kontinuierliche Materialzufuhr und verhindert Produktionsengpässe. So bleibt der Fertigungsprozess stabil, und Stillstandzeiten sowie unnötige Kosten werden vermieden.
Herausforderungen für die Sensoren
Die Sensoren müssen extremen Bedingungen wie Staub, Hitze und starken Vibrationen standhalten. Nur widerstandsfähige Messtechnik kann unter diesen Herausforderungen langfristig zuverlässig arbeiten.
Zusätzlich müssen die Sensoren unempfindlich gegenüber Ablagerungen sein, da feine Pulver wie Zement und Kalk oft anhaften und Messwerte verfälschen können. Eine robuste Sensortechnologie stellt sicher, dass präzise Messergebnisse trotz solcher Ablagerungen gewährleistet sind.
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die einfache Integration der Sensoren in bestehende Anlagen. Sie sollten sich problemlos und ohne aufwendige Anpassungen einfügen lassen, um lange Stillstandzeiten oder Produktionsunterbrechungen zu vermeiden.
Einsatzorte und Messtechnologien
Füllstandsmessungen sind an mehreren Stellen im Produktionsprozess erforderlich, von der Schüttguthalde über Misch- und Dosieranlagen bis zu den Endlagersilos. Abhängig von der Anwendung kommen verschiedene Messtechnologien wie kapazitive Sensoren, radarbasierte Messsysteme, Lotsensoren oder mechanische Drehflügelmelder zum Einsatz.
Kapazitive Grenzstanddetektion in einer Kalkpulver-Waage
Im folgenden Praxisbeispiel geht es um ein weltweit tätiges deutsches Baustoffunternehmen, das den kapazitiven Grenzstandsensor RFnivo® RF 3100 von UWT erfolgreich zur Leermeldung in Kalkpulver-Waagen einsetzt. Diese Waagen spielen eine zentrale Rolle bei der exakten Dosierung des Kalkpulvers, um die gewünschte Produktqualität sicherzustellen. Die Anwendung stellt jedoch mehrere Herausforderungen dar:
Kalkpulver besitzt mit einer Dielektrizitätskonstante von nur 1,6 bis 2,0 einen sehr niedrigen DK-Wert, was die zuverlässige Erfassung mit herkömmlichen Sensoren erschwert. Zudem sind die Einbaubedingungen aufgrund des begrenzten Platzes in der Waage äußerst beengt, was kompakte Sensorlösungen erfordert. Hinzu kommen starke Materialanhaftungen durch die feinen Partikel sowie potenzielle Signalstörungen infolge elektrostatischer Aufladung bei hoher Partikelbewegung und geringer Luftfeuchtigkeit.
Die Lösung der UWT besteht darin, den RFnivo® RF 3100 seitlich in der Waage als Leermelder zu installieren. Der Sensor erkennt zuverlässig, wenn der Füllstand unter einen definierten Punkt sinkt, sodass die Materialzufuhr gezielt gesteuert werden kann und ein unterbrechungsfreier Produktionsablauf gewährleistet ist.
Entscheidende Vorteile
Die kapazitive Messtechnik des Sensors ermöglicht eine präzise und zuverlässige Erfassung selbst bei Materialien mit niedriger Dielektrizitätskonstante, sodass auch feinste Partikel korrekt detektiert werden. Durch eine intelligente Signalverarbeitung bleibt die Messqualität dauerhaft stabil, da Anhaftungen am Sensor keine Fehlmessungen verursachen. Das hermetisch abgedichtete Gehäuse schützt die Technik effektiv vor eindringendem Staub und gewährleistet so einen reibungslosen Betrieb selbst in stark belasteten Umgebungen. Dank seines kompakten Designs lässt sich der Sensor flexibel auch in engen Einbausituationen montieren.
Zudem ist die Messtechnik unempfindlich gegenüber äußeren Einflüssen wie elektrostatischer Aufladung oder schwankender Luftfeuchtigkeit, wodurch eine gleichbleibende Signalqualität sichergestellt wird. Die Inbetriebnahme gestaltet sich besonders einfach über eine automatische Kalibrierung sowie eine unkomplizierte Parametrierung per Display und Tasten.
Diese Lösung gewährleistet eine präzise Leermeldung und optimiert den gesamten Produktionsprozess. Durch die Kombination aus Zuverlässigkeit, geringer Wartung und einfacher Integration wird eine hohe Betriebssicherheit erreicht. Der RFnivo® RF 3100 eignet sich nicht nur für die beschriebene Anwendung in Kalkpulver-Waagen, sondern auch für zahlreiche weitere Einsatzgebiete für Schüttgut in der Baustoff- und Zementindustrie, wie: Grenzstanderfassung in Rohmehl- und Zementsilos, Leermeldung in Dosier- und Mischanlagen und Füllstandskontrolle in Transportbehältern.
RF-Technologie: Präzise und zuverlässige Füllstandsmessung
Die RF-Technologie (Radio Frequency Capacitance) nutzt Hochfrequenzmessung zur exakten Füllstandserfassung. Im Gegensatz zu rein kapazitiven Sensoren erfasst sie neben der Kapazitätsänderung auch den spezifischen Widerstand des Mediums. Dadurch ermöglicht sie eine zuverlässige Messung selbst unter schwierigen Bedingungen.
Wie funktioniert die RF-Technologie?
Das Messprinzip basiert auf einem Spannungsteiler, der Spannungsänderungen durch Materialeigenschaften wie Impedanz und Widerstand erkennt. So reagiert der Sensor präzise auf Materialveränderungen.
Berührt das Medium die Elektrode, steigt die Kapazität sprunghaft an und bleibt stabil, solange der Kontakt besteht. Wählt man eine längere aktive Elektrode, ist die RF-Sonde sensibler.
Überzeugende Vorteile der RF-Sonde
Die RF-Technologie überzeugt durch ihre hohe Zuverlässigkeit selbst in stark staubbelasteten Umgebungen und gewährleistet dadurch einen störungsfreien Betrieb. Sie ist unempfindlich gegenüber Materialanhaftungen, was die Messgenauigkeit langfristig sichert. Ihre besondere Stärke liegt in der flexiblen Einsetzbarkeit, insbesondere bei Materialien mit niedriger Dielektrizitätskonstante. Darüber hinaus ist die Technologie robust, wartungsfrei und für den langlebigen Einsatz in anspruchsvollen Industrieumgebungen ausgelegt.
Zuverlässigkeit trotz Anhaftungen
Durch die Erfassung der komplexen elektrischen Impedanz bleibt die Messung stabil, selbst wenn leitfähige Medien an der Sensorsonde haften. Die Active Shield Technology der UWT RFnivo® – RF 3000 Serie verhindert zudem Fehlschaltungen durch Anhaftungen. Dank dieser innovativen Kombination aus kapazitiver Messung, Widerstandserfassung und intelligenter Signalverarbeitung ist die RF-Technologie die ideale Lösung für anspruchsvolle Anwendungen, in denen herkömmliche kapazitive Sensoren an ihre Grenzen stoßen.
Bei einer metallischen Behälterwand erzeugt das Active Shield ein elektrisches Feld (blau) von der Elektrode bis zur Wand (Masse). Dieses Feld besitzt dasselbe Potential wie das elektrische Feld (grün) der aktiven Elektrode zur Wand (Masse). Dadurch schützt das blaue Feld die Sonde vor Fehlschaltungen, da Anbackungen keine direkte Verbindung zwischen der aktiven Elektrode und der Masse ermöglichen.
Vielseitigkeit und Zuverlässigkeit in der Detektion von Schüttgütern
Der kapazitiver Grenzstandsensor RFnivo® wurde speziell für den Einsatz in Lager- und Prozessbehältern entwickelt. Er dient als Voll-, Bedarfs- und Leermelder für eine Vielzahl von Schüttgütern mit einer Dielektrizitätskonstante (DK) ab 1,5. Er lässt sich senkrecht, waagrecht oder schräg einbauen. Seine robuste Konstruktion ermöglicht den Einsatz in anspruchsvollen Umgebungen, was ihn zu einer vielseitigen Lösung für unterschiedliche Anwendungen macht.
Die RF 3000 Serie
Der RF 3000 ist für den Einsatz in verschiedenen industriellen Prozessen konzipiert und bietet ein breites Anwendungsspektrum für Schüttgüter wie Zement, Mehl, Sand, Granulate und Pulver.
Der Sensor überzeugt durch seine hohe Temperatur- und Druckbeständigkeit und ist damit für Prozesstemperaturen von -40 °C bis +500 °C sowie für Prozessdrücke von -1 bis +25 bar ausgelegt. Sein robustes Aluminiumgehäuse mit der Schutzart IP67 sorgt für besondere Langlebigkeit und Zuverlässigkeit unter anspruchsvollen Einsatzbedingungen. Zudem bietet er durch eine Vielzahl an Prozessanschlüssen – darunter M30, M32, G ¾“, G 1″, G 1½“ sowie NPT-Gewinde – maximale Flexibilität und ist damit ideal für unterschiedliche Installationsanforderungen geeignet. Der RF 3000 integriert fortschrittliche Technologien, die seine Leistungsfähigkeit in herausfordernden Anwendungen sicherstellen.
Ergänzend die visuelle Füllstandskontrolle
In der staubigen Umgebung der Kalkpulver-Waage sorgt die Kombination aus dem kapazitiven Grenzschalter RFnivo® und der Signalleuchte NivoLED® für eine klare und zuverlässige Füllstandsanzeige. Herkömmliche Anzeigen sind unter diesen Bedingungen oft schwer ablesbar – die zweifarbige LED-Signalisierung bietet hier eine einfache und effektive Lösung mit einer klaren Anzeige auf einen Blick.
Grün zeigt den Normalbetrieb an – es ist somit keine unmittelbare Handlung erforderlich. Rot signalisiert einen kritischen Zustand – der Behälter ist leer (im gezeigten Anwendungsbeispiel) oder voll – und macht ein schnelles Eingreifen notwendig.
Problemlose Einbindung
Die einfache Integration ist ein entscheidender Vorteil: Die NivoLED® kann direkt an das Schaltsignal des RFnivo® angeschlossen werden – ohne komplexe Verdrahtung oder zusätzlichen Installationsaufwand. Dank ihres integrierten Explosionsschutzes ist sie zudem optimal für den Einsatz in staubexplosionsgefährdeten Bereichen geeignet. Durch die visuelle Füllstandsanzeige werden Produktionsunterbrechungen minimiert, das Risiko von Überfüllung oder Leerlauf reduziert und die Prozesssicherheit erhöht – für eine wirtschaftlich optimierte und störungsfreie Materialversorgung.
Fazit
Die Anforderungen an die Füllstandsmessung in der Zementbranche sind hoch, doch mit der richtigen Technologie lassen sich selbst komplexe Messaufgaben zuverlässig bewältigen. Dank tiefgreifendem Branchenwissen bietet UWT maßgeschneiderte Lösungen für eine präzise, effiziente und sichere Produktion. Ob Standardlösungen oder speziell angefertigte Sondergeräte – UWT entwickelt individuelle Sensoren, die exakt auf die jeweiligen Prozessanforderungen zugeschnitten sind und höchste Präzision sowie Zuverlässigkeit garantieren.
Über UWT
UWT ist als Experte für Füllstandmesstechnik seit 1977 der zuverlässige, globale Lösungsanbieter für die einfache, sichere und messgenaue Erfassung von Füllständen 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 dem Firmensitz und einer Produktionsstätte in Betzigau, einem Fertigungszentrum auf Malta sowie weiteren Standorten u.a. in den USA, Großbritannien, Spanien, China, Indien, Brasilien und Mexiko wurden mittlerweile über eine Million Applikationen ins Feld gebracht. Damit steht UWT weltweit für Füllstandmessung auf höchstem Niveau. Als „The Level Company“ baut die UWT Group auf drei starke Säulen: Technology, Performance und Partnership.
