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Quarzsandbestände sicher im Griff

Füllstandsmesstechnik in der Kies- und Sandindustrie

von Dipl.-Ing. Stefan Zöbisch

Marktanforderungen und Normen der Rohstoffindustrie fordern in den letzten Jahren zunehmend nachvollziehbare und konstante Qualitäten der Produkte in kurzen Produktionszeiträumen. Die genaue Erfassung der produzierten Qualitäten wird so immer wichtiger.

Dies betrifft auch die Kies- und Sandindus­trie. Hier müssen zunehmend hochwertige Industrie-quarzsande mit besonders engen Qualitätstoleranzen für die Glas- und Metall­industrie produziert werden. Damit diese Qualitätsmaßstäbe erfüllt werden, wird neben der klassischen Siebklassierung eine Hydroklassierung zur genauen Einhaltung der Korngrößen in der Aufbereitung installiert. Die Endprodukte werden in hohen schlanken Silos gelagert. Durch den aufwendigen Prozess ist eine genau zugeordnete Lagerung und Überwachung der ­Bestände notwendig. Die Informationen über die aktuellen Bestände sichern einerseits die Lieferfähigkeit und sind andererseits wichtig zur Produktionssteuerung der Aufbereitungsanlage.

Ungleichmäßige Befüllung oder Entleerung führt zu diffusen Messergebnissen

Die Oberfläche dieser feinkörnigen und rieselfähigen Quarzsande kann sich während des Befüllens oder Entleerens so verändern, dass Füllstandmessergebnisse verfälscht werden. Bei der Befüllung bilden sich Kegel, während die Entleerung Abzugstrichter bilden kann. Zudem neigt der feine Quarzsand dazu, eine Oberfläche wie einen Spiegel zu schaffen, sodass die Messfähigkeit durch die diffuse Reflektion der ausgesendeten Impulse physikalisch außer Kraft gesetzt wird. Ultraschallmessgeräte und freiabstrahlende Radarmessgeräte unterscheiden sich unter diesen Bedingungen nicht.

Geführtes Radar liefert sichere Messungen

Das geführte Radar jedoch, z.B. der Levelflex FMP57 von Endress+Hauser, das in den Quarzsandsilos verschiedener Kunden im Einsatz ist, bietet den Vorteil einer nahezu punktförmigen Messung. Die Impulse werden durch die Sondenoberfläche geführt, sodass ein großer Anteil der Energie im Umkreis von 30cm über dem Sondenradius bleibt. Dadurch geht selbst über große Entfernungen fast keine Energie verloren. Die spiegelnden Oberflächen, der Befüllkegel oder Abzugstrichter beeinflussen nicht das eigentliche Reflexionssignal. Selbst die häufig bei hohen schlanken Silos vorhandenen Streben und Einbauten haben keinen störenden Einfluss auf das Messergebnis wie bei einem frei abstrahlenden System. Diese Technik gibt die größte Mess­sicherheit und damit Betriebssicherheit für Quarzsandhersteller und ist grundsätzlich die richtige Lösung für derartige Sandsilos.

Die Inbetriebnahme dieses universell einsetzbaren, geführten Radars, das unabhängig von Produkteigenschaften misst, erfolgt in sechs Schritten. Das intuitive, menü­geführte Bedienkonzept senkt Kosten für Schulung, Wartung und Betrieb. Die einheitlichen Vor-Ort-Bedienelemente mit einer Drei-Tasten-Bedienung, Software und Schnitt­stellen reduzieren den Aufwand bei der Inbetriebnahme. Während der Messung sorgt die Auswertesoftware Multi-Echo-Tracking für eine zuverlässige Messung. Durch selbstlernende Echosuchalgorithmen und unter Berücksichtigung der Kurz- und Langzeithistorie werden zunächst alle Echosignale markiert. Dazu zählen z.B. der Füllstand und Störechos, die durch Einbauten oder Doppelechos verursacht werden. Anschließend verfolgt das System alle Echos und unterzieht sie einer Plausibilitäts­prüfung. Dank der neuen Auswertung erfasst es das Füllstandsignal auch dann, wenn es unter der Ausblendung liegt. Eine sichere und präzise Messung ist somit auch bei starken Reflexionen im Silo jederzeit gewährleistet.

Das in der hier beschriebenen Applikation genutzte Feldgerät Levelflex FMP57 gehört zu einer vor Kurzem in den Markt eingeführten Gerätefamilie, die Teil des neuen Zweileiter-Konzepts von Endress+Hauser ist. Das neue Gerätekonzept vereinheitlicht die Geräteeigenschaften bei sieben Mess­verfahren der Durchfluss- und Füllstandmessung. Das Zweileiter-Konzept setzt damit neue Maßstäbe für Sicherheit und Einheitlichkeit in der Feldinstrumentierung:

// Bedienung

// Software

// Schnittstellen

// Datenmanagement

// Systemintegration

// Gehäusekomponenten

// Elektronikmodule

// Dokumentation

Fazit

Für den Kunden bringt die eingesetzte Messtechnik einen mehrfachen Nutzen in der Sandaufbereitungsanlage: Die Inbetrieb­nahme der Messgeräte geht schnell und einfach. So lassen sich die Kosten für diesen Arbeitsschritt reduzieren. Die Messung – basierend auf geführtem Radar – liefert präzise Ergebnisse und Betriebs­sicherheit bei der Steuerung des Auf­­bereitungs­pro­zesses. Schließlich liegen dank der zuverlässigen Gerätekommunikation immer genau und zeitnah sichere Informationen über die aktuellen Bestände und Qualitäten vor.