Ultraschallsensor FFU Sick

Egal ob Chemikalien, Schmieröle oder Kühlmittel: Der Ultraschallsensor FFU behält in nahezu allen Branchen den Überblick bei der Volumendurchflussmessung. Bild: Sick

Wo vor allem im Umgang mit teils umweltschädlichen Flüssigkeiten, wie etwa Kühlschmiermittel, sparsam und wartungsoptimiert gewirtschaftet werden soll, ist die Messung von Fluiden wichtiger denn je. Die Messung von Durchfluss und Füllstand von Flüssigkeiten mit verschiedensten physikalischen Eigenschaften stellt aber besondere Herausforderungen an die Sensorik. Die Auswahl aus den verfügbaren Technologien allerdings diktieren Installationsgegebenheiten, Budget und vor allem Anforderungen an Messgenauigkeit und Qualitätssicherung. Meist bedeutet das, Kompromisse eingehen zu müssen.

Das gilt für alle Preisklassen und auf allen Technologiestufen: Eher simple, aber dafür günstige mechanische Flügelradsensoren eignen sich für Durchflussanlagen mit hohen Stückzahlen zum Beispiel in der Fabrikautomation, erfassen jedoch nur saubere und reine Flüssigkeiten. Komplexere Durchflussmessungen, wie man sie zum Beispiel in der Prozessautomation benutzt, erfassen mit anderen Messprinzipien mitunter zwar eine Vielzahl an Messgrößen. Sie sind aber wegen der hohen Kosten für den Einsatz in der Fabrikautomation kaum erschwinglich. Um diese typspezifischen Abhängigkeiten zu reduzieren, gibt es bei vielen Technologien noch Optimierungsbedarf.

High-Performance-Lösung: Laufzeitmessung

Laufzeitmessung Sick
Laufzeitmessung tut ihren Beitrag zur optimierten Maschinenverfügbarkeit: Der Füllstandsensor LFP Cubic mit geführtem Radar prüft Kühlschmiermittel und Hydrauliköle. Bild: Sick

Die Kombination von Massentauglichkeit einfacher Technologien und der Leistungsfähigkeit komplexer Messlösungen ist ein vielversprechender Ansatz. Bei Sick hat man deshalb eine der traditionelleren Technologien optimiert: die Laufzeitmessung. Das Prinzip: Man berechnet Füllstand und Durchfluss über die Laufzeit eines Signals, also die Zeitdifferenz zwischen Sendung des Signals und dem Empfang des Echos. Etablierte Signale sind vor allem Ultraschall und Laser als berührungsfreie Messungen und das geführte Radar als medienberührende Technologie (TDR).

Die Vorteile sind vielfältig. Vor allem haben die physikalischen Eigenschaften der zu messenden Flüssigkeit keinen nennenswerten Einfluss auf den Sensor. Deshalb können Laufzeitmessungen bei leitenden als auch nicht leitenden Fluiden eingesetzt werden. Die kontinuierliche Überwachung ist genauso möglich wie die Kontrolle von Schaltpunkten. Damit ist die Laufzeitmessung eine robuste Lösung für viele Einbausituationen, die zudem zur Installation wie zur Wartung nur einen geringen Aufwand benötigt.

Die Programmierfähigkeit ist ein weiterer Trumpf der Laufzeitmessung. Um Umgebungssignale vom Sensorsignal zu trennen und auszublenden, ist zwar Programmierarbeit vonnöten. Im Hinblick auf Industrie 4.0 lässt sich dieser Aspekt aber zunutze machen: Die flexible Anpassbarkeit an komplexe Prozessabläufe in Filteroptionen, Empfindlichkeiten oder Schalthysteresen bietet ganz neue Möglichkeiten der intelligenten Systemeinbindung, zum Beispiel per IO-Link.