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 Radar seitlichRadar Flansch

Radar Hygiene Radar Wand

Pulsradar

Radar LaufzeitKlein   Radar Laufzeit

Radar LaufzeitGroß     Radar LaufzeitTank

FMCW RadarRadar FMCW
  Radar FMCW Frequenz

Radar Faulbehälter Füllstandsmessung und Grenzstandsüberwachung im Faulbehälter mit Messbereich 0 ... 7 m bei +10 ... +60 °C und 1 ... 5 bar mit Schmutz, Anhaftungen, Gasüberlagerung.
Die Messung ist unabhängig von Gaskonzentration, Druck, Schaum, Dichte
 Radar ReaktionsbehälterMessung im Reaktorbehälter bei + 180 °C und 160 bar mit hoch aggressiven Medien und darauf angepassten hochbeständigen Spezialstählen
Radar Winkel

Radar Chemie1 Füllstand in der Chemie und Petrochemie: Lösungsmittel, Alkohole, Mineralöl, Aggressive Säuren, Laugen, Kuststoffe als Pellets, Pulver, Granulate, Düngemittel, Klebstoffe, Waschmittel fest und flüssig in Lager- Prozess- und Rührwerkstanks

Radar Chemie4Mineralien und Bergbau
Zement, Klinker, Gips, Kalk, Sand, Kies, Kohle, Koks, Sinterstoffe, Schlacke
Lagerung in Silos und Bunkern  

Im Radar PharmaPharma und Lebensmittelbereich
Messung von Mehl, Getreide, Tierfutter, Kaffee, Trockenhefe, Milchpulver, Senf und Soja, Füllstandsmessungen in Molkereien, Brauereien, in der Weinproduktion, Pharmazie



 

 


 

Aufbauend auf den theoretischen Überlegungen von James Clerk Maxwell und den Experimenten durch Heinrich Hertz über die Verbreitung elektromagnetischer Wellen patentierte Christian Hülsmeyer 1904 das erste Radarmessgerät. Ab 1976 kamen erste Füllstandsmessgeräte mit Radartechnik auf den Markt.

Die Messgeräte sind mit unterschiedlichen Antennen und Prozessanschlüssen lieferbar mit folgenden Eigenschaften:
  • Integrierte Antenne, Hornantenne, Linsenantenne, Parabolantenne
  • Anpassung an die Behälterform mit Einstellung der Polarisation, Abstand zur Behälterwand
  • Behälterboden beachten, bei konischem Boden ggf mittig positionieren zur Messung bis zum Boden
  • Die Radarmessung ist als Distanzmessung auf die Behältermaße einzujustieren
  • Bei Schüttgütern sind Schüttkegel zu beachten
 Füllstandsmessung für
  • Flüssigkeiten
    • Lagertank, Rührwerksbehälter, Dosierbehälter
    • Standrohr, Behälter/Sammelbecken
    • Kunststofftank mit Messung durch die Tankdecke
    • Mobiler Kunststofftank (IBC)
    • Pegelmessung in Gewässern, Durchflussmessung in Gerinnen
    • Pumpstation/ Pumpenschacht
    • Regenüberlaufbecken
  • Schüttgüter
    • SILO, Bunker
    • Brecher
    • Halde


Messprinzipien der Radarmesstechnik: Pulsradar
Das Pulsradargerät sendet über seine Antenne eine extrem kurze, hochfrequente, frei strahlende Mikrowelle aus. Das ausgesandte Signal mit einer Leistung von ca 5 mW wird an der Mediumsoberfläche refelektiert und als Empfangssignal in der Sensorelektronik ausgewertet. Algorithmen berechnen aus den Signalen die Laufzeit, den Abstand zur Oberfläche und damit den Füllstand des Mediums. Radarwellen sind elektromagnetische Wellen, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Daher sind die analysierten Laufzeiten von der Antenne zur Oberfläche und zurück sehr kurz; für 1 m etwa 7 ns. Das benutzte Frequenzspektrum liegt zwischen 5 und 80 GHz. Die Wellenlänge bei 5 Ghz beträgt 60 mm, die bei 80 GHz beträgt 3,75 mm. 

Messprinzipien der Radarmesstechnik: FMCW Radar
Das FMCW Radargerät sendet kontinuierlich eine linear im millisekundenbereich frequenzmodulierte Radarwelle mit konstanter Amplitude aus. Das empfangene Signalgemisch wird mit dem ausgesendeten Signal gemischt und es ergibt sich eine Zwischenfrequenz als Differenz. Diese Frequenzdifferenz im Bereich von einigen 10 kHz kommt durch die Signallaufzeit zustande und ist das Maß für den Abstand zwischen Antenne und Reflexionsfläche. Reflexionen von Einbauten und Störsignale werden aus dem Signalgemisch herausgerechnet. Da die Signallaufzeit über eine Frequenzmessung erfolgt, wird diese Technik als indirekte Laufzeitmessung bezeichnet.
Die Auflösung ist durch eine große Bandbreite sehr groß und die Geräte sind daher für einfache und schwierige Messaufgaben gleichermaßen geeignet.

Allgemein gilt
Die Hauptanwendungen liegen bei Messungen zwischen 0,3 m bis zu 120 m. Radar ist einsetzbar ab einer Dielektrizitätskonstanten εr von ≥ 1,2
Die zulässigen Temperaturen gehen von -200 ... + 400 °C und die Drücke von Vakuum bis zu 1000 bar.
Der Einsatz in geschlossenen metallischen Behältern ist funktechnisch unbedenklich; im Freien sind örtliche Vorschriften zu beachten. Die Messung ist weitgehend unabhängig von Druck und Temperatur. Zu beachten ist die Dielektrizitätszahl des Mediums und der Reflexionsfaktor, weil diese das Reflexionsverhalten und die Laufzeit beeinflussen. Beispiele für Eckwerte sind Wasser mit εr von 80 und Reflexion von 63 % der Radarenergie und Paraffinn mit εr von 1,6 und der Reflexion von nur 2 % der Energie. Die Dynamik der ausgesandten zu den empfangenen Signalen beträgt 100 dB, was einem Verhältnis von 1 zu 10000 entspricht. Die erzielbare Messgenauigkeit beträgt 1 mm

Je nach Gerätetyp und Ausführung gelten folgende technische Daten:
Messbereich: 120 m
Temperatur und Druck: - 196 ... + 450 °C, -1 ... +160 bar
Genauigkeit:  ± 1 mm
Frequenzen: 6 GHz, 26 GHz, 80 GHz
Abstrahlwinkel:  ±3 °
Medienberührt: PTFE, PVDF, 316 L, PP, PEEK
Anschlüsse:  Gewinde: ≥ G3/4 Flansch: ≥ DN20
Hygieneanschlüsse: Clamp, Varivent, Spannflansch, Nutüberwurfmutter, DIN11864-1,2,3 DRD, SMS
Dichtungen: EPDM, FKM, FFKM, Grafit und Keramik, PTFE
Gehäuse: Kunststoff, Aluminium, Edelstahl (Feinguss und Elektropoliert)
Schutzarten: IP66 IP67 IP69k
Zulassungen: ATEX, EAC, IEC, KOSHA, NEPSI, UKR, INMETRO, CCOE, CSA, FM, TIIS, UKEK
Ex- Schutz: Eigensicherheit, Druckfeste Kapselung, StaubEx
Lebensmittel: FDA, EG1935
Überfüllsicherung: WHG, VLAREMII
Funktionale Sicherheit: nach IEC 61508 und 61511
 

Einschränkungen und Einflüsse für Messunsicherheiten:Radar Oberfläche

Dämpfung durch: Radar Rührwerk
- turbulente Oberflächen
- Thrombenbildung in Rührwerken
- Schaum
- Produktablagerungen und Kondensat an der Antenne

Mögliche Störreflexionen:
- feste und/oder bewegliche Tankeinbauten
  Leerechokurve und Leerspektrum beachtenRadar Abstand
- Behältergeometrie, Unterschreitung von Mindestabständen
  Mehrfachreflexionen und diffuse Signale möglich
- Laufzeitveränderungen durch Dämpfe mit hoher εr Wirkung
  oder durch εr Änderungen auf Grund von Druckerhöhung

Alternativer Einbau in Schwallrohren:Radar Rohrmessung

Auf bauseitigen Schwallrohren, wenn zuviele Einbauten vorhanden sind
Mit Waveguide bzw Rohrantennen bei Schaum oder Turbulenz
Auf Bypassen / Bezugsgefäßen für nicht anhaftende Produkte

Signalverarbeitung wie freistrahlend mit angepassten Antennen
Metallisches Rohr wirkt als Hohlleiter
Störsignale von außen werden minimiert
Störsignele durch Öffnungen im Rohr müssen berücksichtigt werden

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