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Winde der Veränderung für Füllstandsmessung in den Wasser- und Umweltsektoren?

Wie die neueste Radar-Füllstandmesstechnik mit neuen Erschwinglichkeitsstufen und Bluetooth-Kommunikation diesen Sektoren nutzen kann

Von Doug Anderson, Marketing Manager VEGA UK

Kommentare von Jürgen Skowaisa, Produktmanager - Radar und Ultraschall VEGA Deutschland

Doug Anderson, Marketing Manager, VEGA

Doug Anderson, Marketing Manager, VEGA

Überall auf der Welt gibt es Zehntausende von Kläranlagen und Milliarden von Abwässern wird jeden Tag behandelt

Unzählige Messinstrumente überwachen und messen Wasser oder Abwasser für Niveau, Durchfluss, Druck und Wasserqualität sowie kontrollieren immer komplexere biologische Prozesse an den Behandlungsanlagen selbst.

Die Füllstandsmessung ist eine der gebräuchlichsten Messungen - z. B. Durchfluss in offenen Gerinnen, Gerinne und Wehre, Steuerung von Siebsystemen, Notfallüberläufen, Hochwasserüberwachung, Absetzbecken, Klärschlamm, Feststoffhandhabung und Dosiersysteme ... und zahllose andere Aufgaben. Bis vor kurzem beruhten kontinuierliche Füllstandsmessungen in der Wasseraufbereitungs- und -überwachungsindustrie hauptsächlich auf berührungslosen Ultraschall-Füllstandssensoren, insbesondere auf Abwasser, aufgrund der großen Mengen an festem Material, und auf Tauchwasserdruck-Meßwertgebern, die hauptsächlich auf der Wasserversorgungsseite verwendet wurden.

Eine noch relativ neue kontaktlose Level-Option nutzt die Radartechnologie. Es ist bereits in vielen Prozessindustrien etabliert, dennoch haben Wasserversorgungsunternehmen noch relativ wenig Erfahrung damit, was teilweise auf die wahrgenommenen höheren Kosten und die wahrgenommene Komplexität zurückzuführen ist, was sie zu einer "spezialisierten" Lösung macht. Jetzt, dank neuer Entwicklungen in Technologie und Kosten, kann Radar als eine erste Wahl angesehen werden.

Warum Radar Füllstandsmesstechnik wählen?

Hauptsächlich aufgrund weniger Einflüsse von Prozess oder Umgebung, der ausgezeichneten Reflektivität von Wasser zu Radarsignalen, inhärenter Genauigkeit und Wiederholbarkeit und einer robusteren Messtechnik. zu einem Preis, der gegenüber etablierten Technologien wettbewerbsfähig ist.

Prozess-Herausforderungen

Jürgen Skowaisa ist Produktmanager für Radar- und Ultraschalltechnik für ein marktführendes Unternehmen.

Aus Erfahrung betrachtet er die berührungslose Radar-Füllstandmesstechnik als die Zukunft für den Wasser-, Umwelt- und Abwassersektor, vor allem wegen seiner Robustheit gegenüber Prozess- und Witterungseinflüssen. Er hat direkte Erfahrung mit Kondensation, Turbulenzen, Dämpfen, Wind, Nebel oder Regen beeinträchtigenden Ultraschallsensoren sowie Temperatureinfluss (Solargewinn) durch Sonneneinstrahlung.

Geschwindigkeitsänderungen von Ultraschallsignalen hängen mit Temperaturänderungen zusammen (1.6% pro 10 'Grad Kelvin). Bei einem Ultraschallsensor beispielsweise bewirkt ein Temperatursensor im Inneren des Wandlers die Kompensation

"Solange es bewölkt ist, erhalten Sie zuverlässige Werte" Erklärt Skowaisa "Bei längerer direkter Sonneneinstrahlung erhöht sich jedoch die Temperatur am Sensor und die Sensortemperatur kann viel höher als die Umgebungstemperatur werden, was zu einem Fehler führt "

Eine Lösung ist eine Solarabschirmung oder ein zusätzlicher Temperatursensor, aber sie mindert nicht immer Fehler, da Temperaturschwankungen in der Luft zwischen Sensor und Flüssigkeitsoberfläche nicht immer gemessen und korrigiert werden können. Das zeigte ein Test einer Umweltbehörde, die neben einem Ultraschallsensor (ausgestattet mit Temperatursensor und Solarschild) auf einer kleinen Brücke ein Radar installierte. Die Daten zeigten, dass der Ultraschallsensor bei bestimmten Wetterbedingungen immer noch merkliche Fehler oder Drift erzeugte, während die Radargerätausgabe genau blieb.

Turbulenzen, Wellen oder Schaum können ebenfalls die Leistung des Ultraschallsensors beeinflussen, Reflexionssignale können streuen, und im Freien kann der Wind das Signal vollständig wegnehmen. Radar-Mikrowellensignale sind unbeeinflusst - Millionen von Impulsen werden ausgesendet und der Ausgang wird zweimal pro Sekunde aktualisiert - was bedeutet, dass sie sogar die Wellenhöhe messen können. Mit Oberflächenschaum haben neueste Radarsensoren auch die Fokussierung und dynamische Empfindlichkeit, um weiter zu arbeiten und zu messen.

Radar liefert genaue, zuverlässige Pegeldaten auch bei der Sensor-Gesichtskondensation oder Dämpfe und Gase im Gefäß. Die Proliferation von Anaeroben Verdau- (AD) -Einheiten für Energieerzeugungs- und Schlammhandhabungsanlagen stellt diese Umgebungen typischerweise für die Füllstandsüberwachung dar. Auch neue Entwürfe von "versiegelten" Abfallbehandlungsanlagen - zur Verringerung des Geruchs in städtischen Gebieten und zur Erleichterung der Ernte von Gasen für die Energieerzeugung - sorgen für ein größeres Potenzial dieser Probleme in der Zukunft.

Welche Fähigkeiten haben die Sensoren?

Ein kompaktes 2-Draht- (4-20mA) schleifengespeistes Wasserradar hat typischerweise eine Genauigkeit in der Region von 2mm oder 5mm, (Versionen mit Schüttgutversionen verfügbar) mit gekapselten Antennen mit einem 10 ° Strahlwinkel (3 ° Optionen) von 8- bis 15-Messgeräten (Varianten bis 120m), mit Bluetooth-, Profibus-, FF- und HART-Kommunikation für den Aufbau und / oder die Datenübertragung mit ATEX- und IEC-Ex-Zulassungen sowie SIL 2-Konformität.

Einige widerstehen dem Eintauchen in hochwasserfeste Gehäuse (IP68 bis 2 Bar). Grundgeräte können Prozessdrücke bis zu 3 bar, Temperaturen bis zu 80 ° C verarbeiten - normalerweise ausreichend für die meisten Wasser- / Umweltbereiche (Alternativen sind 400 Bar und 400 ° C!). Es gibt Zehntausende von radarbasierten Geräten, die bereits in der Wasserindustrie weltweit installiert sind, und die Annahme wird sich beschleunigen.

"Die Technologie zeichnet sich generell durch höhere Präzision aus, ist sehr einfach zu bedienen und bietet eine leistungsstarke Alternative zu Ultraschallinstrumenten" Erklärt Jürgen.

Also was ist mit dem Preis?

"Der Preisunterschied zwischen Ultraschall- und Radarmesstechnik war früher sehr hoch. Heute sind die Kosten der Radartechnologie die gleichen, je nach Anwendung sogar noch niedriger, so dass es sich tatsächlich um eine bessere Allround-Lösung handelt".

Das bedeutet, dass die Kunden jetzt ausschließlich auf der Grundlage der besten Technologie und nicht des Preises wählen können.

Anwendungsorientiert

Wie bei jedem industrienahen Gerät hilft eine anwendungsbasierte Einrichtung sowohl bei der Qualität als auch bei der Geschwindigkeit der Inbetriebnahme.

"Anwender in dieser Industrie benötigen eine schnelle und einfache Auswahl für Anwendungen wie Pumpstationen, Schlammauffang- und -handhabungsbehälter, Faulbehälter, Durchflussmengenmessung in offenen Kanälen und andere ähnliche Anwendungen, die für diesen Sektor typisch sind. Für die Durchflussmessung im offenen Kanal können sogar Flusskurven in den Sensor selbst programmiert werden."

Eine Vielzahl von Montage- und Kommunikationsoptionen ermöglicht die einfache Integration der Sensoren in bestehende Infrastrukturen. Einfache, benutzerfreundliche Bedienung und Handhabung, wie Bluetooth Apps und PC-Kommunikation. liefert schnelle, einfache Einrichtung und Diagnose.

Jürgen fügt hinzu: "Die Messdaten können entweder direkt an eine vorhandene Steuereinheit oder an ein SCADA-System (4 ... 20 mA, Profibus PA sogar Foundation Fieldbus) übertragen werden, was die Technologie zu einem echten Allrounder macht." er schloss.

Wenn es um Zulassungen sowie um die Zertifizierung von Gefahrenbereichen geht, gibt es eine europäische Norm für Level-Probing-Radar (LPR) -Niveausensoren für den Einsatz im Freien. Geräte müssen diesem Standard entsprechen, damit sie im Freien verwendet werden können.

Zuverlässige Daten in anspruchsvollen Anwendungen: Die folgenden Beispiele zeigen die Vorteile der neuen Sensoren im täglichen Einsatz im Wassersektor.

Präzisions-Durchflussmessung: Bei der Durchflussmessung in offenen Kanälen ist die Genauigkeit aufgrund der exponentiellen Durchflussberechnungen entscheidend, die die kleinen Fehler verstärken können. Laut Jürgen wissen viele Anwender nicht, dass die Ultraschalltechnologie zu ungenauen Ergebnissen führen kann.

"Die Benutzer vertrauen einfach darauf, dass die in der Anleitung angegebenen Werte korrekt sind, aber in Wirklichkeit gelten diese nur unter idealen Messbedingungen."

Auf der Grundlage dieser Werte berechnen die Regulierungsbehörden den Unternehmen die Abwassermengen. Die Radar-Technologie kann für alle Beteiligten bessere Messdaten liefern.

MCERTS Zugelassene Radarfüllstandsmessung für offene Durchflussmessungen

Vor kurzem wurde das erste radarbasierte System für die Messung des offenen Kanals nach dem MCERTS-System genehmigt - von der Umweltagentur in Großbritannien betreut. Es wurde auf Leistung, Genauigkeit und Qualität der Herstellung geprüft. Radar-Technologie ist eine perfekte Wahl für diese Anwendung, unbeeinflusst von Temperaturänderungen, zuverlässig bei jedem Wetter, auch bei Kondensation auf der Sensorfläche, liefert Präzisions-Level-Daten für die Berechnung in den Fluss. Es ist nun für diese Anwendung im Rahmen des Schemas zertifiziert und bietet große Vorteile für Vielseitigkeit, Fähigkeit und Durchflussmessgenauigkeit.

Sturmüberlaufkammern

Sturmüberlaufkammern - Radar hat keine Sperrstrecke, daher ist es ideal in engen Räumen, horizontal montiert mit einer 45 Reflektorplatte erhöht den Messbereich

Sturmwasserüberläufe und Abwasserkanäle: SWO- oder CSO-Kammern befinden sich oft unterirdisch, und die Benutzer können von der Technologie stark profitieren.

"Da die Radartechnologie keine Blockierdistanz hat, kann die Messung auch bei sehr hohen Wasserständen fortgesetzt werden, und die Unempfindlichkeit gegen Kondensation auf der Sensorfläche trägt ebenfalls dazu bei, Lesefehler oder Messfehler zu reduzieren". Jürgen erwähnt ein weiterer Vorteil"Selbst Überflutung ist kein Problem, denn Radarsensoren verfügen über IP68-Schutzoptionen. Die Millimeter-Messgenauigkeit unter allen Bedingungen kann das "Auslaufen" genauer überwachen."

Chemische Lagertanks

Chemische Lagertanks; Radar kann vollständig außerhalb eines Kunststoffgefäßes montiert werden. Es fügt Sicherheit, einfache Installation und Betrieb hinzu und vereinfacht die Umstellung bei der Verwendung eines IBC

Lagerung von Chemikalien: Einige Chemikalien, die für die Kanalisation oder die Wasseraufbereitung und -reinigung verwendet werden, geben Dämpfe, Kondensat und Dämpfe ab. Sie erfordern eine sichere und sichere Handhabung und Messung, wenn sie in der Nähe der Wasserläufe und Pflanzen verwendet werden. Die Radar-Füllstandmessung arbeitet mit vorhandenen Rauchgasen oder Dämpfen und hat den großen Vorteil, dass sie oberhalb / außerhalb eines Kunststoff- oder GFK-Gefäßes angebracht werden kann, das nach unten durch das Oberteil schaut, um eine zuverlässige, genaue Überwachung des Inventars zu gewährleisten. Eine ideale Lösung für mobile IBC-Container aus Kunststoff, keine Montage erforderlich.

Wasserradar

Wasserradar (links vom Bild) bei der Arbeit an einem auf einer tiefen Pumpwelle, die auf den Wasserspiegel fokussiert ist, ignoriert die vielen Hindernisse um

Pumpstationen, nasse Brunnen und Schächte: Radar Füllstandsmessung bietet hervorragende Leistung, Pumpenwellen sind oft eng und gefüllt mit vielen Rohren, Armaturen und Armaturen, die Pumpen selbst sind manchmal direkt in der Welle angeordnet, Aufbau Feststoff ist weit verbreitet. Zuverlässigkeit wird durch fokussierten Strahl und die sehr hohe Reflektivität von Wasser für Radarsignale erreicht. Auf sehr tiefen Schächten, die in großen Schemen gesehen werden, kann ein alternativer Sensor mit einem 3-Grad-Strahlwinkel mit Bereichen bis zu 120m verwendet werden.

Offene Wasserstraßen Überschwemmung Risiko steigt, als Folge von konzentrierteren starken Regenfällen in einigen Bereichen und Urbanisierung in anderen. Im Gegenzug ist auch die Hochwasserschutzüberwachung, die Messung von Flüssen, Wasserstraßen und Flussmündungen. Berührungslose Radarsensoren mit ihrer Immunität gegen Sonne, Wind, Regen und Nebel etc. sind wirklich nützlich. Sie können überall montiert werden, schnell und einfach, "im Freien" ohne noch Brunnen oder Klangröhren, von oder unter Brücken und Nachrüstung zu bestehenden Installationen.

Radar-Füllstandmesstechnik

Radar-Level-Messtechnik montiert von einer Brücke über einen Fluss, einfach mit zwei Befestigungen zu installieren. Keine Auswirkungen von starken Winden oder Temperaturgradienten, keine Leitungen oder Versandung. Die 12m-Reihe wird von einem Batterielogger angetrieben, der in einem diskreten, robusten Rohr untergebracht ist. Messen Sie alle 15 Minuten und arbeiten Sie über 3 Jahre mit derselben Batterie. Benutzer meldet keine Wartung, 100% genaue Daten unter allen Bedingungen.

Der Ausblick

Mit den Widersprüchen von Knappheit und Sintflut wird die Überwachung von Wasser- und Hochwasserniveaus, Versorgungs- und Abwasserbehandlung auch in Zukunft weiter wachsen und wird immer neue Herausforderungen für Technologien stellen.

Diesen Anforderungen in verschiedenen Umweltmärkten gerecht zu werden, ist eine Herausforderung für sich: In Europa - Upgrades für bestehende Anlagen, Suche nach neuesten Technologien zur Automatisierung usw. werden in Ländern wie China und Brasilien neue Kläranlagen mit modernster Feldbuskommunikation gebaut Täglich'.

Neue Geräte zur Radar-Füllstandsmessung mit verbesserter Zuverlässigkeit und Leistung, anwendungsbasiertem Setup, Bluetooth-Setup sowie preislicher Wettbewerbsfähigkeit - bieten eine echte Alternative zu herkömmlichen Sensoren, wobei die Wahl auf der Technologie und nicht nur auf dem Preis basiert.

"Zukünftige Markt- und Umweltanforderungen können mit einer so leistungsfähigen Kerntechnologie schnell erfüllt werden " schließt Skowaisa ab "Ich bin überzeugt, dass Radargeräte dabei eine wichtige Rolle spielen werden"

VEGA Controls AG

VEGA Herstellung Füllstandsmessung, Niveauschalter, Schnittstelle, Dichte und Prozessdruck Instrumentierung.

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