Tankinhaltsmessung: Differenzdruck Waegezelle Radar Ultraschall, oder...?

Guten Morgen,
wir haben 40 stehende Tanks mit einer Höhe von 3 Meter und Durchmesser von ca 2 Meter.
Die Tanks werden mit einem Vordruck beaufschlagt von max. 2 bar.
Nun möchten wir mit irgend einem Meßprinzip den Inhalt der Tanks ermitteln.
Letztendlich werden die Meßergebnisse (4-20mA) der dann ausgewählten Sensorik in eine SPS geleitet und können da ja berechnet und umgewandelt werden in Anzeige Liter oder 10l je nach dem?
Wir haben pro Tank ein Budget von 500€.
Welches Meßprinzip würde ma vorschlagen? Hat jemand im board Erfahrungs- oder Anwenderwerte?
Welches Meßprinzip ist das genauste?

Vielen Dank schon mal im voraus für Anregungen und Entscheidungshilfe!

Marcus
 
AW: Tankinhaltsmessung: Differenzdruck Waegezelle Radar Ultraschall, oder...?

Hallo!

Ultraschall wird schwierig in einem geschlossenen Tank wegen der Feuchtigkeitsbelastung und ggf. Taubildung an der Sensorfläche.
Drucksensor fällt aus wegen des Vordrucks von 2bar der wieder getrennt erfasst werden müßte und mit dem Druck der Wassersäule verrechnet.
Ich würde eine Wäägezelle an einem der Füße des Tanks empfehlen und über das Gewicht die Füllmenge bestimmen.
 
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Guten Morgen Motmonti,
vielen Dank für deine Antwort.
Wägezelle ist ok, aber dadurch das die Tanks doch nicht so hoch sind und deshalb auch relativ leicht, kommt es beim Anschluss von Schläuche doch zu erheblichen Bewegungen das die Wägezelle verschieben kann.
Bei Druck hatte ich an zwei Drucksensoren gedacht. Einer oben im Tankraum und einer unten. Der Obere misst nur den Vordruck . Dieser Wert wird in der SPS dann einfach dem unteren Wert ,der Vordruck und Wassersäule misst abgezogen. Aber ob das genau genug ist?

VG
Marcus
 
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- Klar ist: je genauer desto teurer!

- 500 Euronen pro Tank ist eine sportliche Vorgabe die kaum zu realisieren sein wird (auf jeden Fall nicht, wenn man ggf. Tankbearbeitung, Sensoreinbau, Verkabelung, Programmierung mit einrechnet)

- Dürfen an den Tanks überhaupt Umbauten vorgenommen werden? (bei 2 bar sicherlich zugelassene Druckbehälter!)
- Wie siehts mit Einbauten aus,die evtl. Messsignale stören könnten, wie z.B. Rührflügel, Leitern, Sprühköpfe?

-für die weitere Betrachtung der Genauigkeiten gehe ich mal von 9420 Litern Inhalt aus. (2m² * 3.14 / 4 * 3m)

-das genaueste Prinzip ist die Waage
eine Industriewaage Klasse III kann man eichfähig immer auf 3000 Teile auflösen, nicht eichfähig gehen auch 5000 Teile problemlos, man kann auch mit höheren Werten experimentieren - aber das ist dann nicht mehr 100% zuverlässig.
Um einen Behälter zuverlässig auf Wägezellen zu positionieren benötigt man hier 3 St. a' 5t je Behälter. Das würde im konkreten Fall eine Genauigkeit von 5 Litern bzw. 3 Litern nicht geeicht ergeben.
Kosten für 3 Wägezellen + mechanischer Unterbau + Wägeelektronik / SPS-Baugruppe (z.B. SIWAREX) ...
da kannst Du wohl noch eine 0 an Dein Budget anhängen. Dafür gibt es ein sehr genaues, für 15-20 Jahre einwandfrei arbeitendes System (wenn man es braucht)

- Differenzdruck ist auch sehr gut und genau (wenn man gute Sensoren verwendet)
damit kann man Genauigkeiten von ca. 0.075% erreichen, das bedeuten hier ca. 7 Liter
Kostet ca. die Hälfte der Waage, aber immer noch weit ausserhalb Deiner Vorstellung.

-Ein anständiger Radarsensor ist auch nicht unter 1000,-€ zu haben.

-Ultraschall ist das preiswerteste Verfahren. Mittlerweile sind die Sensoren auch schon recht unempfindlich gegen Dampf, Schaumbildung usw. Ich selber habe bzgl. der absoluten Genauigkeit keine Erfahrung, wir setzen die Dinger nur in unkritischen Regelprozessen ein, wo nur 0-100% dransteht und mir eine 10% Stufung reicht. Laut Datenblatt könnten damit in deinem Fall Auflösungen von 2mm = 6.3 Liter mit Genauigkeiten von ± 0.2% = knapp 20 Liter Erreicht werden.

So - jetzt Du - wie genau muss es denn nu sein?
 
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Hallo plusminus99,
vielen Dank für deinen fundierten Beitrag.

a. 500€ war nur für die Sensorik gemeint.
b, Klar die Tanks können umgebaut oder bearbeitet werden.
c, Wägezellen , ist richtig, aber wir haben da Bedenken das die produktionstechnischen Arbeiten , z.B. Schlauch befestigen und schliessen sowie wieder öffnen dann wenn der Tanks leer ist den Tank verschieben können.
Dann ist der Preis natürlich nicht machbar.
d. Differenzdruck ist wohl die beste Lösung in unserem Fall. Es gibt schon Sensoren mit einer Genauigkeit von 0,1% für ca. 200 bis 300 €. Natürlich leidet die Genauigkeit darunter aber, na ja sagen wir 30 liter müssen wir halt akzeptieren.

e.Ultraschall und Radar ist ungleich teuer und oft anfällig gegen Schaum, Einbauten und Reflektion.

f, Genauigkeit ,... wie ich oben schon schrieb +-30liter wäre akzeptabel.

Freu mich auf deine Meinung und weitere Erfahrungen!

Marcus
 
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zu c)
ich weiß ja nicht genau aus welchem Material die Tanks sind und welches Tara diese haben, aber so leicht schmeißt man keinen 10 m³ Tank von einem Waagenunterbau - schon gar nicht beim "Schlauch befestigen" (oder erfolgt das mit schwerem Gerät?).
Dafür ist ja ein geeigneter Waagenunterbau da. Dieser verhindert ein Verschieben des Behälters - läßt aber gleichzeitig genügend Spiel damit der Behälter nicht bei Ausdehnung die Wägezellen verspannt.

zu d)
Wenn das Umbauen der Tanks auf die entsprechenden Prozessanschlüsse für einen Differenzdruckaufnehmer kein Problem ist, dann ist das doch ok. Am besten Verkäufer von 2 - 3 Herstellern (E+H, Vega, ...) kommen lassen (dafür sind die da, und bei 40 Messstellen kommen die gerne $-) - Einbausituation beurteilen lassen - und Angebote einholen.

Anm. allgemein: Bei 40 Messstellen lohnt auf jeden Fall der Anschluß der Messstellen über ein Bussystem (Profibus o.ä.). Macht die Aufnehmer zwar geringfügig teuerer, spart dafür erheblich Aufand bei Installation, Inbetriebnahme u. Abgleich und liefert mehr Infos über den Zustand der Aufnehmer an die Steuerung als 4-20mA.
 
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Hallo,

wenn der Tank oben und unten ein Öffnung hat über die man Messen kann und das Medium bekannt und in der Dichte Stabiel ist kann man einfach über Differenzdruck messen. Die Messzellen kosten nicht viel und bei 40 Tanks gibt es sicher Rabat...

sollte nur ein Anschluß oben vorhaden sein würde Microwelle/Ultraschall möglich sein. Bedingung die Mediumsoberfläche sollte nicht zu verwirbelt sein, da es sonnst auf die Abweichung geht. Im Notfall geht sicher auch noch eine Verdrängermessung... ist aber in der Genauigkeit abhängig von der Dichte..

Waagen haben die gleichen Abweichungen wie Differenzdruckmessungen, sind sehr Dichteabhängig.. Dazu kommt noch wie genau wird hier die Tara-Wiegung vorgenommen... Spannungen bei den Verrohrungen... nicht gut..

Wichtiger ist zu Wissen was wird gelagert, welche Genauigkeit braucht ihr und welche Vorschriften müssen beachtet werden. (Ex/WHG/TrBF?)

Aber 500€ Pro Tank ist sehr knapp.. Aber wenns Medium mitmacht würd ich auf Microwelle/Ultraschall gehen da kommt man schaon auf +-1mm genau (je nach Preis halt).. dP ist zwar gut aber wehe jemand kommt auf den Einfall in die Tanks ein anderes Produkt einzufüllen..
 
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Hallo gel65,
nö das ist nicht hygienisch. Habe ich sicher oben vergessen, hygienische Ausfphrung muss es auch noch sein.
 
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Hallo Steffenpo, Ich vermute auch das Diff-Druck das beste System in dem Fall ist. 2 Einschweisshülsen sind leicht einzuschweissen. Microwell oder Ultraschall haben den Nachteil das sie Schaumempfindlich sind und auch bei nach unten konischen Tanks Probelm haben. Zumindest ist es ziemlich schwer die richtg einzustellen.
 
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Hallo Marcus
deine Bedenken in Richtung Gewichtsmessung würde ich aus der Praxis auch teilen. Für eine funktionierende Messung müssen alle Leitungen die an den Behälter gehen entkoppelt werden, entweder über Schläuche, Kompensatoren oder entsprechende Dehnschenkel.

Preiswert wäre eine kapazitive Messung (entsprechendes Medium vorausgesetzt) ansonsten würde ich ein geführtes Radar vorschlagen, wird aber knapp mit 500€

Bei der Differenzdruckmessung auf die Dichteabhängigkeit achten.

Gruss Thomas
 
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Hallo,

wie nach dem Hygiene Standard muss das auch noch zugelassen sein?
Bei Schaum haben haben wir in der Arbeit immer das Problem mit den Ablagerungen... Kommt drauf an, einige geführte Radarmessungen haben keine Ablagerungen, allerdings ist es hier sehr warm und das Medium bleibt dabei immer flüssig.

Also ich glaub das wird auf Differenzdruck hinlaufen.. alles andere wird glaube ich bissel teurer wie die 500€...

Ich würd auch mal nen Hersteller fragen, was er empfehlen kann.

bis denn dann,
Steffen
 
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Hallo,

wie nach dem Hygiene Standard muss das auch noch zugelassen sein?
Bei Schaum haben haben wir in der Arbeit immer das Problem mit den Ablagerungen... Kommt drauf an, einige geführte Radarmessungen haben keine Ablagerungen, allerdings ist es hier sehr warm und das Medium bleibt dabei immer flüssig.

Also ich glaub das wird auf Differenzdruck hinlaufen.. alles andere wird glaube ich bissel teurer wie die 500€...

Ich würd auch mal nen Hersteller fragen, was er empfehlen kann.

bis denn dann,
Steffen


Hallo SteffenPo, Hallo Zusammen,
was ist eine "geführte" Radarmessung?
Ich kenne die E+H Geräte , wobei der FMR245 wohl der genaueste ist.
Was kostet so eine Gerät ungefähr?
Es handelt sich bei der Messung um Biertanks. Die Tanks sind ca 5 Meter hoch und gehen unten konisch zu. Ausserdem ist natürlich Schaum ein großes Thema . Die Tanks sind aus Edelstahl, kann das reflektieren?

Marcus
 
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Hallo,

Was die Geräte kosten weiss ich nichtmal, das mit dem Geld macht der Einkauf bei uns...

Bei der geführten Radarmessung geht das Signal an einem Koaks-Seil oder Stab entlang. Somit hat man weniger Probleme bei Einbauten im Takt. Ein Edelstahl ist kein Problem. Wir haben bei uns fast nur Stahl-Tanks mit
unterschiedlichen Höhen..
 
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Was kostet so eine Gerät ungefähr?
Es handelt sich bei der Messung um Biertanks.

Hallo B
Preis zwischen 1000 und 1500€. Bei Bier kein geführtes Radar (Sprühschatten, Hefe Bäh), es gibt aber normale Radar mit hygienischer Antenne, das funktioniert auch beim Bier liegt aber in der selben Preisklasse. Bleibt wohl nur noch die Differenzdruckmessung, aber beide Messstellen in hygienischer Ausführung, auch oben, sonst dort auch wieder Bäh.

Warum musst du denn den Füllstand so genau wissen, du weisst doch, was du eingefüllt hast.

Thomas
 
AW: Tankinhaltsmessung: Differenzdruck Waegezelle Radar Ultraschall, oder...?

Hallo Thomas,
ja das stimmt, geführtes Radar geht nicht. wusste aber gar nicht das es das gibt. Ich sehe bei der "ungeführten" Radarmessung aber folgende Schwachstellen. Wenn du schreibst 1000 - 1500€ sind das sicher nicht die besten System, die eine Genauigkeit von 3mm angeben.
(bei 2,5 Meter Druchmesser sind das schnell über 20 liter)
Ich weis aber auch das auf der Oberfläche der Würze/Bieres beim Gären und Lagern oft eine 1 bis 2 cm dicke , wie soll ich sagen, Hefe , Malz Schlämme ist, die je nach Dicke, Beschaffenheit oder Intensität von Radar manchmal erfasst und manchmal nicht erfasst wird. Weiterhin wird der Radarmesskegel nach unten ja immer breiter nach ca. 6 Meter kann der Meßkegel gut und gerne 30cm sein. Jetzt ist der Tank natürlich unten konisch, was bedeutet, das die letzten minimum 10 bis 20 liter auch nicht erfasst werden.
Bitte berichtigt mich wenn ich hier falsch liege.

Klar wissen wir was rein kommt, aber eine Diskussion hier mit euch über die beste kostengünstigste Messmöglichkeit ist doch allein schon spannend genug, oder?
Markus
 
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