Ein Tauch-Füllstandstransmitter ist die direkte Antwort auf eine Füllstandsmessung, und er ist derjenige, der vom Behälter am wenigsten verlangt. Die Sonde wird am Ende ihres Kabels in die Flüssigkeit abgesenkt und abgelesen; es gibt keine Montage einzurichten, keine Ausrichtung einzustellen und keinen freien Weg offen zu halten. Verlangt wird stattdessen eine Flüssigkeit, deren Dichte bekannt und stabil ist, und ein Behälter, in den er abgesenkt werden kann.
Er ist außerdem derjenige der drei gängigen Füllstandstechniken, den nicht kümmert, was die Oberfläche tut, was ihn zum Gerät für einen Schacht, eine Grube und eine Pegelmessstelle am Gewässer macht.
Wie der Füllstand gewonnen wird
Die Messung ist der Druck am Boden des Behälters. Eine Flüssigkeitssäule übt an ihrer Basis einen Druck aus, der mit ihrer Tiefe, der Dichte der Flüssigkeit und der Schwerkraft steigt, ein am Boden aufliegender Sensor sieht also einen Druck, der dem Füllstand unmittelbar folgt. Der Transmitter rechnet diesen Druck in einen Füllstand um, sobald ihm die Dichte des Mediums mitgeteilt wurde.
Dieser eine Satz enthält sowohl die Stärke als auch die Schwäche des Typs. Die Stärke ist, dass Druck gleichgültig gegenüber Schaum, Dampf, Kondensat, einer schwappenden Oberfläche und allem anderen ist, was ein berührungsloses Gerät stört. Die Schwäche ist, dass die Umrechnung von der Dichte abhängt, der gemeldete Füllstand also nur so gut ist wie die angenommene Dichte. Ein Tank, der mal Wasser und mal ein Prozessmedium enthält, oder eine Flüssigkeit, deren Dichte sich mit der Temperatur ändert, ergeben aus einem Druckwert zwei verschiedene Füllstände.
Was das belüftete Kabel leistet
Die Sonde muss auf etwas bezogen sein, und auf was sie bezogen ist, ist die Atmosphäre. Ein Schlauch im Inneren des Kabels führt vom Messelement zur Klemme, wo er offen zur Luft bleibt, sodass die Messung ein Relativdruck und kein Absolutdruck ist. Ohne ihn würde das Gerät den Druck des Kopfracks ebenso lesen wie die Tiefe der Flüssigkeit, und der Messwert würde sich mit dem Barometer bewegen.
Damit ist das Kabel Teil des Geräts und nicht Zubehör, weshalb das Material eine auf den Messbereich abgestimmte Kabellänge liefert und weshalb der Belüftungsschlauch bei der Montage zu schützen ist. Ein geknickter, eingequetschter oder gefluteter Schlauch erzeugt einen Füllstandsmesswert, der aus Gründen driftet, die am Gerät nicht zu sehen sind, und er ist einer der wenigen Fehlerzustände, die der Monteur einführt und nicht der Prozess.
Messbereich und Ausführung wählen
Der Messbereich wird nach der zu messenden Tiefe gewählt, und die nützliche Prüfung ist nicht die maximale Tiefe, sondern der normale Füllstand: Ein Messbereich, der weit größer ist als die Aufgabe, nutzt nur einen Bruchteil der Messspanne des Geräts und verschenkt Auflösung, die bezahlt wurde. Das Material bietet Standardmessbereiche von einem Meter bis zehn Metern, wobei die Ausführung mit Stromausgang bis 100 m und eine Sonderbauweise bis 500 m verfügbar ist.
Die Sonde wird dann auf das Medium abgestimmt. Die medienberührten Standardwerkstoffe sind eine Membran aus 316L in einem Gehäuse aus Edelstahl 304 an einem Gummikabel, was für Wasser, Abwasser und Öle passt. Wo das Medium sie angreifen würde, bietet das Material eine korrosionsbeständige Ausführung, und wo die Temperatur die Standardgrenze überschreitet, bietet es eine Hochtemperaturausführung. Weil die Sonde dauerhaft eingetaucht ist, wird diese Verträglichkeitsfrage vor Messbereich oder Genauigkeit entschieden und nicht danach.
Montage und wie der Messwert ruhig bleibt
Das Material nennt drei Arten, die Sonde zu befestigen, und die Wahl zwischen ihnen dreht sich um das Wasser und nicht um das Gerät. Das direkte Eintauchen passt zu ruhender, sauberer Flüssigkeit: Die Sonde wird bis knapp über den Boden abgesenkt und das Kabel über der Oberfläche gesichert. Ein perforiertes Beruhigungsrohr ist die Antwort in einem schmutzigen oder schnell durchströmten Schacht, wo es Feststoffe von den Öffnungen fernhält und die Wirkung von Wellen und Strömungsgeschwindigkeit nimmt. Ein perforierter Befestigungsblock am Boden ist die dritte, für eine Strömung, die stark genug ist, die Sonde zu bewegen, denn eine Sonde, die nicht senkrecht und ruhig steht, liest nicht die Flüssigkeitssäule über sich.
Diese Sorge ist die praktische bei diesem Typ. Ein Messwert, der sich mit der Strömung statt mit dem Füllstand bewegt, ist meist ein Zulauf, der direkt auf die Sonde ausströmt, und das Material bietet dafür drei konkrete Abhilfen: den Zulauf so umformen, dass der Strahl in Tropfen zerfällt; den Zulauf nach oben richten, damit das Wasser seine Energie in der Luft verliert; oder die Sonde in einem perforierten Rohr abschirmen.
Messgrenzen und Auswahlkriterien
Die Grenzen folgen aus dem Prinzip. Ein einzelner Relativdruck-Transmitter kann in einem geschlossenen oder druckbeaufschlagten Behälter nicht verwendet werden, weil es keine Atmosphäre gibt, auf die man sich beziehen könnte, und der Druck des Kopfracks dem Messwert hinzugefügt würde; eine Differenzdruckanordnung ist dort die Antwort. Der Messwert ist nur so gut wie die angenommene Dichte, was in einem Tank zählt, der mehr als ein Produkt enthält. Und die Sonde muss über ihre gesamte Lebensdauer mit dem Medium verträglich sein, da sie dauerhaft und nicht gelegentlich eingetaucht ist.
Das Material lässt außerdem mehrere Werte offen. Die Betriebstemperatur wird im selben Dokument auf zwei verschiedene Weisen angegeben, von -10 bis 40 °C in der Tabelle und -20 bis 40 °C auf den Bestellkarten. Die Genauigkeit wird an einer Stelle als Klasse und an einer anderen als Auflösungsprozentwert angegeben, was verschiedene Größen sind. Die Überlastbarkeit wird als Prozentwert ohne Zeitangabe genannt. Und die Ausgänge des Steuergeräts sind als vier Relais angegeben, ohne einen analogen oder kommunikativen Ausgang.
Bestellung
Die Größen, die die Antwort festlegen, sind das Medium, seine Dichte und ob sich eines von beiden ändert; die maximale Tiefe sowie der niedrigste und der höchste Füllstand im Betrieb; ob der Behälter zur Atmosphäre offen ist; die chemische Verträglichkeit der medienberührten Werkstoffe und etwaiger Reinigungsmittel, mit denen die Sonde in Berührung kommt; die Medium- und die Umgebungstemperaturen, im Betrieb und im Extremfall; der Messbereich und die Kabellänge, die gemeinsam bestellt werden; der geforderte Ausgang und womit er gelesen wird; ob die Installation nur misst oder auch eine Pumpe oder einen Alarm ansteuert; und wie das Kabel geführt und verschraubt wird. Eine Tankbeschreibung und das Medium genügen für ein überschlägiges Angebot. Menge, Bestimmungshafen und gewünschter Liefertermin vervollständigen die Anfrage.
Jeder der folgenden Werte stammt aus der Quelldokumentation. Ist ein Parameter im verfügbaren Material nicht angegeben, wird er als Angabe erforderlich gekennzeichnet statt geschätzt.
