Trennschichtmessung im Überblick

Die Trennschichtmessung ist ein Verfahren zur Bestimmung der Grenzfläche zwischen zwei unterschiedlichen Phasen oder Materialien in einem Behälter oder einer Leitung. Diese Art von Messung ist in verschiedenen industriellen Anwendungen und Prozessen von großer Bedeutung, insbesondere wenn es darum geht, den Füllstand von Flüssigkeiten oder Schüttgut in Behältern oder Rohrleitungen zu überwachen und zu kontrollieren. Typischerweise wird die Trennschicht zwischen Flüssigkeiten oder Flüssigkeiten und Feststoffen gemessen:

TRENNSCHICHTMESSUNG VON FLÜSSIGKEITEN

Dies ist besonders relevant, wenn zwei Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte, Viskosität oder Zusammensetzung in einem Behälter oder Tank vorhanden sind und es wichtig ist, den Übergangspunkt zwischen ihnen genau zu erkennen und zu überwachen. Eingesetzte Sensoren erfassen den Übergangspunkt zwischen den beiden Flüssigkeiten und ermöglichen die präzise Messung des Abstands zwischen dem Sensor und der Trennschicht. Die gewonnenen Daten können dann zur Steuerung von Prozessen oder zur Vermeidung von Vermischungen oder Kontaminationen in industriellen Anwendungen genutzt werden, zum Beispiel in der Lebensmittelindustrie, der Chemie oder der Umwelttechnik. Die Trennschichtmessung ist eine wichtige Technik, um die Qualität und Sicherheit in verschiedenen Anwendungen sicherzustellen.

TRENNSCHICHTMESSUNG VON FESTSTOFFEN IN FLÜSSIGKEIT
Die Erfassung fester Stoffe in Flüssigkeiten sowie von Schlammpegeln erfolgt meist in Sedimentbehältern, Filtern oder Schrägklärern. Typische Anwendungsbereiche sind in der Metallindustrie, in Chemieanlagen, Kalk- oder Kieswerken und der Abwasserbranche zu finden. Die Trennschichtmessung von Feststoffen in Flüssigkeiten ist eine wichtige Technik, um den Füllstand von Feststoffen in einer Flüssigkeit oder deren Sedimentation in einem Behälter oder einer Leitung zu überwachen.

Messverfahren zur Trennschichtmessung 

Es gibt verschiedene Methoden zur Trennschichtmessung, deren Wahl von verschiedenen Faktoren abhängt, darunter die Art des Materials, die Prozessbedingungen, die Genauigkeitsanforderungen und die Kosten. Die Trennschichtmessung ist in zahlreichen Branchen wie Chemie, Lebensmittelproduktion, Wasser- und Abwasserbehandlung, Öl und Gas, und vielen anderen von großer Bedeutung, um Prozesse effizient und sicher zu betreiben. Je nach Industrie eignen sich unterschiedliche Projektierungsmöglichkeiten zur kontinuierlichen Messung sowie zur Grenzstanderfassung.

• Kapazitive Trennschichtmessung: Bei dieser Methode wird die Kapazität eines Kondensators gemessen, der sich in der Nähe der Trennschicht befindet. Die Kapazität ändert sich abhängig von den Eigenschaften der Materialien auf beiden Seiten der Trennschicht. Diese Änderung in der Kapazität wird in ein elektrisches Signal umgewandelt und zur Füllstandsmessung verwendet.
• Ultraschallbasierte Trennschichtmessung: Bei dieser Methode werden Ultraschallwellen von einem Sender in Richtung der Trennschicht ausgesendet. Die Wellen werden von der Trennschicht reflektiert und vom Empfänger erfasst. Die Laufzeit der Ultraschallwellen wird gemessen, um den Abstand zur Trennschicht und somit den Füllstand zu bestimmen.
• Radiometrische Trennschichtmessung: Diese Methode verwendet radioaktive Isotope, um die Dichte der Materialien in einem Behälter zu messen. Die Abschwächung der Strahlung durch die Materialien wird gemessen, um auf die Trennschicht und den Füllstand schließen zu können.
• Schwebekörper-Trennschichtmessung: Ein Schwebekörper, der leichter als die eine Phase und schwerer als die andere Phase ist, wird in den Behälter eingeführt. Der Schwebekörper positioniert sich an der Trennschicht und zeigt somit den Füllstand an.
• Radar- und Laser-Trennschichtmessung: Diese Methoden verwenden elektromagnetische Wellen (Radar) oder Laserstrahlen (Laser) zur Messung der Entfernung zur Trennschicht. Die Laufzeit der Signale wird zur Füllstandsmessung genutzt.
• Elektromechanische Trennschichtmessung: Mechanische Sensoren, die in den Behälter eingeführt werden, sind so konzipiert, dass sie die Trennschicht physisch berühren oder in Kontakt damit stehen. Elektrische Signale werden erzeugt, wenn der Sensor die Trennschicht erreicht, und diese Signale werden zur Füllstandsmessung verwendet.

UWT hat sich bei der Trennschichtmessung u.a. auf das kapazitive, elektromechanische sowie radarbasierte Messprinzip spezialisiert. Deren typischer Anwendungsbereich befindet sich in der Lebensmittelindustrie zur Trennung von Öl und Wasser, in der chemischen Industrie zur Trennung von verschiedenen Chemikalien, in der Umwelttechnik zur Überwachung von Schichten in Klärbecken und in der Petrochemie zur Trennung von verschiedenen Flüssigkeiten in Lagertanks. Die erfassten Daten aus der Trennschichtmessung können dazu verwendet werden, Steuerungs- und Automatisierungssysteme zu aktivieren, um die Trennschicht aufrechtzuerhalten oder um unerwünschte Vermischungen oder Verschmutzungen zu verhindern. Die Trennschichtmessung erfordert hohe Genauigkeit, da sie den Übergang zwischen zwei unterschiedlichen Medien erfasst. Zu verwendende Sensoren sollten außerdem über eine einstellbare Sensibilität sowie ein robustes Design verfügen und unempfindlich gegenüber Verschmutzung und Feuchtigkeit sein. Daher werden speziell entwickelte Sensoren und Technologien eingesetzt, um genaue Ergebnisse zu gewährleisten. Es besteht ebenfalls die Möglichkeit die Messgeräte in unterschiedliche Steuerungs- oder Überwachungssysteme zu integrieren.

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Beispielhafte Anwendungen zur Trennschichtmessung:

Präzise Trennschichtmessung unterschiedlicher Feststoffe in Flüssigkeiten

Trennschichterfassung bei der Messung von Steinrückgewinnungsschlämmen

Whitepaper: MULTITALENT TDR IN FESTSTOFFEN & FLÜSSIGKEITEN

Worauf sollte man bei der Wahl der
passenden Trennschichtmessung achten?

Die Auswahl der richtigen Trennschichtmessung hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter die Art des zu messenden Materials, die Prozessbedingungen und die Genauigkeitsanforderungen. Hier ist eine Checkliste, die Ihnen bei der Auswahl der geeigneten Trennschichtmessung helfen kann:

• Art des Materials:
  Welches Material soll gemessen werden (z.B. Flüssigkeit, Feststoff, Gas)?
  Sind spezielle Eigenschaften des Materials zu beachten, wie beispielsweise Viskosität, Temperatur, Leitfähigkeit oder Dichte?
• Messprinzip:
  Welches Messprinzip ist am besten geeignet? (z.B. kapazitive, radiometrische, Schwebekörper, Radar, usw.)
  Passt das Messprinzip zur Art des Materials und den Prozessanforderungen?
• Prozessbedingungen:
  Welche Temperatur- und Druckbedingungen herrschen in der Anwendung?
  Sind aggressive Chemikalien oder abrasives Material vorhanden, die die Messsonde beeinträchtigen könnten?
• Messbereich und Genauigkeit:
  Welcher Messbereich ist erforderlich (z.B. Mindest- und Höchstwerte)?
  Welche Genauigkeit und Auflösung werden benötigt?
• Montage- und Einbaubedingungen:
  Welche Platzverhältnisse stehen zur Verfügung?
  Kann die Messsonde leicht in den Prozess integriert werden?
• Ausgangssignale:
  Welche Art von Ausgangssignalen werden benötigt (z.B. 4-20 mA, HART, Modbus, analoge Spannung)?
  Kann das Messgerät in Ihre bestehende Steuerungs- oder Überwachungssysteme integriert werden?
• Wartung und Reinigung:
  Ist eine regelmäßige Wartung erforderlich?
  Kann die Messsonde leicht gereinigt oder gewartet werden?
• Sicherheits- und Zertifizierungsanforderungen:
  Gibt es spezielle Sicherheitsanforderungen oder Zertifizierungen (z.B. ATEX, SIL, WHG) zu beachten?
• Kosten und Budget:
  Welches Budget steht für die Trennschichtmessung zur Verfügung?
  Sind langfristige Betriebskosten zu berücksichtigen?
• Erfahrung und Schulung:
  Gibt es bereits Erfahrung im Umgang mit bestimmten Messverfahren?
  Ist Schulung oder Unterstützung erforderlich?
• Verfügbarkeit und Lieferzeit:
  Wie schnell benötigen Sie die Messlösung?
  Ist das ausgewählte Gerät oder die Technologie leicht verfügbar?

Die richtige Wahl geeigneter Messtechnik zur Trennschichtmessung ermöglicht eine zuverlässige und präzise Erfassung und Überwachung der Grenzfläche zwischen zwei unterschiedlichen Materialien in Ihren industriellen Anwendungen.