Eine Behälterwaage mit vier Wägezellen zeigt nach mehreren Jahren plötzlich einen langsam wandernden Nullpunkt. An trockenen Tagen arbeitet die Waage unauffällig. Nach starken Temperaturwechseln, Reinigung oder hoher Luftfeuchtigkeit schwankt der Gewichtswert dagegen deutlich. Die Wägezellen selbst zeigen äußerlich keine Beschädigung. Kann bereits etwas Feuchtigkeit im Summierkasten eine solche Abweichung verursachen?
Ja. Wägezellen arbeiten typischerweise mit sehr kleinen elektrischen Brückensignalen. Ein Sensor mit beispielsweise:
2 mV/V
liefert bei einer Speisespannung von:
10 V
bei Nennlast lediglich:
20 mV
Ausgangssignal.
Schon sehr kleine elektrische Veränderungen innerhalb von Anschlussklemmen, Leiterplatten oder Kabeln können deshalb im Verhältnis zum Nutzsignal relevant werden.
Dringt Feuchtigkeit in einen Summier- beziehungsweise Anschlusskasten ein, kann der Isolationswiderstand zwischen elektrischen Leitern sinken. Zusammen mit Staub, Öl, Salz oder anderen Ablagerungen können leitfähige Oberflächenpfade entstehen. Dadurch fließen kleine unerwünschte Ströme, die das empfindliche Brückensignal beeinflussen.
Feuchtigkeit im Summierkasten sollte deshalb nicht einfach durch einen erneuten Nullabgleich kompensiert werden. Zuerst müssen Ursache des Feuchteeintrags, Anschlussklemmen, Kabelverschraubungen, Isolation und die einzelnen Wägezellenkanäle geprüft werden.
Welche Aufgabe besitzt ein Wägezellen-Summierkasten?
Bei größeren Waagen werden häufig mehrere Wägezellen gemeinsam verwendet.
Ein typischer Behälter steht beispielsweise auf:
3 oder 4 Wägezellen
.
Jede Wägezelle liefert ein eigenes elektrisches Ausgangssignal.
Ein klassischer analoger Summierkasten führt diese Signale zu einem gemeinsamen Wägesignal zusammen.
Vereinfacht:
Wägezelle 1 ─┐
Wägezelle 2 ─┤
Wägezelle 3 ─┼→ Summierkasten → Wägeelektronik
Wägezelle 4 ─┘
Je nach Ausführung können innerhalb des Anschlusskastens zusätzlich einzelne Wägezellen abgeglichen beziehungsweise getrimmt werden.
Damit ist der Summierkasten ein wichtiger Bestandteil der elektrischen Messkette.
Warum sind Wägezellensignale besonders empfindlich?
Eine klassische DMS-Wägezelle besitzt eine Wheatstone-Brückenschaltung.
Die Wägeelektronik versorgt diese Brücke mit einer definierten Erregerspannung.
Die Last verändert die Widerstände der Dehnungsmessstreifen geringfügig und erzeugt dadurch eine kleine Differenzspannung.
Typische Nennkennwerte liegen beispielsweise im Bereich von:
1 ... 3 mV/V
.
Bei:
2 mV/V × 10 V = 20 mV
entsprechen bereits:
20 µV
einem Anteil von:
0,1 % des Nennsignals
.
Das zeigt, warum elektrische Störungen, Kontaktprobleme oder unerwünschte Leckströme bei Wägesystemen relevant werden können.
Wie gelangt Feuchtigkeit in einen Anschlusskasten?
Feuchtigkeit kann auf unterschiedlichen Wegen in einen Summierkasten gelangen.
Typische Ursachen sind:
- nicht ausreichend angezogene Kabelverschraubungen,
- falscher Kabeldurchmesser für die eingesetzte Verschraubung,
- beschädigte Deckeldichtung,
- nicht korrekt geschlossener Gehäusedeckel,
- unverschlossene Reserveeinführungen,
- beschädigte Kabel,
- Hochdruckreinigung,
- Temperaturwechsel und Kondensation.
Die Eintrittsstelle muss dabei nicht unmittelbar über der später sichtbaren Feuchtigkeit liegen.
Wasser kann entlang von Kabeln oder Gehäuseflächen wandern und sich am tiefsten Punkt sammeln.
Warum kann Kondensation trotz geschlossenem Gehäuse entstehen?
Ein vollständig geschlossen wirkendes Gehäuse ist nicht automatisch frei von Feuchtigkeit.
Im Gehäuse befindet sich Luft, die Wasserdampf enthält.
Kühlt der Anschlusskasten ab, kann die relative Luftfeuchtigkeit steigen.
Wird der Taupunkt unterschritten, kann sich Wasser an kalten Oberflächen niederschlagen.
Typische Situationen sind:
- starke Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht,
- Außenanlagen,
- kalte Behälterinhalte,
- Reinigungsprozesse,
- schnelle Abkühlung nach Produktionsende.
Besonders kritisch sind wiederholte Temperaturzyklen.
Eine zunächst sehr kleine Feuchtemenge kann sich über längere Zeit zu einem dauerhaften Problem entwickeln.
Was sind Kriechströme?
Elektrisch voneinander isolierte Leiter sollten idealerweise keinen Strom über ihre Isolationsoberflächen austauschen.
In der Praxis besitzt jede Isolation jedoch einen endlichen Widerstand.
Feuchtigkeit kann diesen Widerstand erheblich reduzieren.
Besonders kritisch wird eine Kombination aus:
Feuchtigkeit + leitfähige Verschmutzung
.
Auf der Oberfläche einer Leiterplatte oder eines Klemmenblocks kann dadurch ein unerwünschter leitfähiger Pfad entstehen.
Über diesen Pfad können sehr kleine Ströme zwischen beispielsweise:
- Speisung und Signalleitung,
- Signal+ und Signal−,
- Signal und Schirm,
- Leiter und Gehäuse
fließen.
Bei einem normalen Leistungskreis wären solche Ströme möglicherweise bedeutungslos.
Bei einem Wägezellensignal im Millivoltbereich können sie jedoch relevant sein.
Warum ist der Isolationswiderstand wichtig?
Eine Wägezellenmessung setzt voraus, dass Signalleitungen gegenüber:
- Gehäuse,
- Schirm,
- anderen Leitern
ausreichend isoliert sind.
Sinkt der Isolationswiderstand, entsteht eine zusätzliche elektrische Verbindung parallel zur eigentlichen Messschaltung.
Der Fehler muss dabei nicht so groß sein, dass eine Sicherung auslöst oder die Wägeelektronik einen eindeutigen Drahtbruch erkennt.
Typischer sind schleichende Effekte wie:
- Nullpunktverschiebung,
- langsame Drift,
- temperaturabhängige Abweichung,
- schwankende Messwerte.
Wie verursacht Feuchtigkeit Signaldrift?
Ein Feuchtefehler ist häufig nicht konstant.
Der elektrische Oberflächenwiderstand kann sich verändern durch:
- Temperatur,
- Luftfeuchtigkeit,
- Trocknung,
- erneute Kondensation,
- Verschmutzungsgrad.
Damit verändert sich auch der unerwünschte elektrische Nebenpfad.
Die Waage kann deshalb beispielsweise morgens:
+3 kg
Offset anzeigen und einige Stunden später wieder nahezu korrekt bei:
0 kg
liegen.
Ein solches Verhalten ist typisch für einen Fehler, dessen Ursache sich mit den Umgebungsbedingungen verändert.
Warum verändert sich häufig zuerst der Nullpunkt?
Bei einer unbelasteten beziehungsweise tarierten Waage erwartet die Auswertung ein sehr kleines Differenzsignal.
Ein zusätzlicher elektrischer Offset fällt in diesem Zustand besonders deutlich auf.
Die Anzeige beginnt beispielsweise langsam um:
0 kg
zu wandern.
Der Anwender kann zunächst versucht sein, die Waage erneut zu nullen.
Damit wird jedoch nur die aktuelle elektrische Abweichung kompensiert.
Ändert sich der Feuchtezustand anschließend wieder, verändert sich auch der Offset erneut.
Ein wiederholt wandernder Nullpunkt sollte deshalb nicht dauerhaft durch immer neue Nullabgleiche kompensiert werden.
Warum tritt der Fehler manchmal nur bei bestimmten Temperaturen auf?
Temperatur beeinflusst einen Feuchtefehler auf mehreren Wegen.
Sie verändert:
- relative Luftfeuchtigkeit,
- Kondensationsbedingungen,
- elektrische Widerstände,
- Trocknungsgeschwindigkeit.
Eine Waage kann deshalb beispielsweise während eines warmen trockenen Nachmittags vollkommen stabil sein.
Nach einer kalten Nacht kann sich dagegen Kondensation im Anschlusskasten bilden.
Genau dieses zeitabhängige Verhalten erschwert die Fehlersuche.
Wird die Messstelle erst Stunden später vom Servicetechniker geprüft, kann die ursprüngliche Feuchtigkeit bereits teilweise verdunstet sein.
Warum verstärkt Verschmutzung den Feuchteeinfluss?
Reines Wasser besitzt andere elektrische Eigenschaften als verschmutztes Prozess- oder Reinigungswasser.
Auf industriellen Oberflächen befinden sich häufig:
- Staub,
- Salze,
- Reinigungsmittelreste,
- Ölfilme,
- Prozessablagerungen.
Löst Feuchtigkeit Bestandteile dieser Ablagerungen, kann auf der Oberfläche ein deutlich leitfähigerer Film entstehen.
Eine scheinbar geringe Menge Kondensat kann dadurch einen wesentlich größeren elektrischen Einfluss besitzen.
Aus diesem Grund reicht es bei einer verschmutzten Leiterplatte häufig nicht aus, lediglich sichtbare Wassertropfen zu entfernen.
Welche Rolle spielen Anschlussklemmen?
Im Summierkasten befinden sich zahlreiche Übergangsstellen zwischen Wägezellenleitungen und Summierschaltung.
Probleme können entstehen durch:
- Korrosion,
- lose Schraubklemmen,
- verschmutzte Kontakte,
- gebrochene Litzen,
- Feuchtigkeit zwischen benachbarten Klemmen.
Kontaktprobleme können sowohl einen zusätzlichen Widerstand als auch instabile Signalverhältnisse erzeugen.
Bei der Prüfung sollten deshalb nicht nur sichtbare Wasserstellen, sondern jede einzelne Anschlussstelle betrachtet werden.
Wie entstehen Fehler an Kabelverschraubungen?
Eine Kabelverschraubung kann ihre vorgesehene Schutzwirkung nur erreichen, wenn:
- der Kabeldurchmesser zur Dichtung passt,
- die Verschraubung korrekt angezogen ist,
- das Kabel rund und unbeschädigt ist,
- die Verschraubung für die verwendete Umgebung geeignet ist.
Problematisch können beispielsweise mehrere dünne Kabel in einer Verschraubung sein, die eigentlich für ein einzelnes rundes Kabel vorgesehen ist.
Auch ein zu dünnes Kabel kann trotz fest angezogener Überwurfmutter nicht ausreichend abgedichtet sein.
Kann Wasser über das Kabel in den Summierkasten gelangen?
Ja.
Wasser muss nicht zwingend direkt durch die Verschraubung eintreten.
Bei beschädigten Kabeln beziehungsweise ungeeigneten Installationen kann Feuchtigkeit entlang des Kabelaufbaus wandern.
Auch eine ungünstige Kabelführung kann Wasser direkt zur Kabelverschraubung leiten.
Bei Außenanlagen beziehungsweise nasser Umgebung sollte deshalb die komplette Kabelführung betrachtet werden.
Eine geeignete Tropfschleife vor dem Eintritt in den Anschlusskasten kann verhindern, dass Wasser entlang des Kabelmantels unmittelbar zur Verschraubung läuft.
Was ist bei Schirmung und Erdung zu beachten?
Wägezellensignale sind empfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen.
Deshalb werden häufig geschirmte Leitungen verwendet.
Die Ausführung von:
- Schirmanschluss,
- Potentialausgleich,
- Erdung
muss dem vorgesehenen Anlagenkonzept entsprechen.
Feuchtigkeit kann auch hier unbeabsichtigte Verbindungen zwischen Schirm, Gehäuse und Signalleitern erzeugen.
Dadurch kann ein ursprünglich korrektes Erdungs- und Schirmungskonzept elektrisch verändert werden.
Bei der Fehlersuche sollten deshalb auch unerwünschte Verbindungen zum Gehäuse geprüft werden.
Wie beeinflusst ein einzelner feuchter Kanal die gesamte Waage?
In einem klassischen analogen Summierkasten werden mehrere Wägezellen parallel zusammengeschaltet.
Dadurch ergibt sich am Ausgang nur ein gemeinsames Wägesignal.
Ein fehlerhafter Kanal kann deshalb das Gesamtergebnis beeinflussen.
Beispielsweise:
Wägezelle 1 korrekt
Wägezelle 2 korrekt
Wägezelle 3 feuchtebedingter Offset
Wägezelle 4 korrekt
ergibt trotzdem:
Summensignal fehlerhaft
Am Ausgang des Summierkastens ist dann zunächst nicht unmittelbar erkennbar, welche Wägezelle beziehungsweise welcher Anschlusskanal die Ursache ist.
Wie lässt sich die betroffene Wägezelle finden?
Bei einem Mehrzellen-Wägesystem sollten die einzelnen Kanäle möglichst systematisch verglichen werden.
Je nach Aufbau kann dazu unter anderem:
- jede Wägezelle einzeln elektrisch geprüft,
- das Ausgangssignal der einzelnen Zellen gemessen,
- der Widerstand der Brückenschaltung verglichen,
- die Isolation gegen Gehäuse beziehungsweise Schirm geprüft
werden.
Bei einem gleichmäßig belasteten Behälter sollten sich die einzelnen Wägezellenwerte innerhalb der aufgrund der tatsächlichen Lastverteilung zu erwartenden Größenordnung bewegen.
Eine deutlich abweichende Zelle ist deshalb ein wichtiger Diagnosehinweis.
Moderne digitale Anschlusskästen können eine solche Einzelkanaldiagnose zusätzlich erleichtern.
Welche Widerstandsmessungen sind sinnvoll?
Eine klassische Wägezelle besitzt definierte Widerstände ihrer Brückenschaltung.
Je nach Sensor können geprüft werden:
- Eingangswiderstand,
- Ausgangswiderstand,
- Verbindung einzelner Leiter,
- Isolation gegen Gehäuse beziehungsweise Schirm.
Die gemessenen Werte müssen mit dem Datenblatt der konkreten Wägezelle verglichen werden.
Ein universeller Widerstandswert für alle Wägezellen existiert nicht.
Besonders hilfreich kann der Vergleich mehrerer baugleicher Wägezellen innerhalb derselben Waage sein.
Wie sollte eine Isolationsmessung durchgeführt werden?
Der Isolationswiderstand kann wichtige Hinweise auf Feuchtigkeit oder beschädigte Leitungen geben.
Dabei ist jedoch besondere Vorsicht erforderlich.
Vor einer Isolationsprüfung müssen empfindliche elektronische Komponenten entsprechend den Herstellerangaben getrennt werden.
Ein Isolationsmessgerät kann mit wesentlich höheren Prüfspannungen arbeiten als ein normales Multimeter.
Eine ungeeignete Prüfspannung kann:
- Wägeelektronik beschädigen,
- digitale Komponenten zerstören,
- Sensoren außerhalb ihrer zulässigen elektrischen Belastung betreiben.
Deshalb niemals einen beliebigen Hochspannungs-Isolationstest über den komplett angeschlossenen Summierkasten durchführen. Prüfspannung und Messverfahren müssen ausdrücklich für Wägezelle, Leitung und Elektronik zulässig sein.
Reicht das Trocknen des Summierkastens aus?
Das Entfernen der Feuchtigkeit ist ein wichtiger erster Schritt.
Es beseitigt jedoch nicht automatisch die Ursache.
Zusätzlich muss geprüft werden:
- wo die Feuchtigkeit eingedrungen ist,
- ob Klemmen korrodiert sind,
- ob Leiterplatten Rückstände aufweisen,
- ob Kabel beschädigt wurden,
- ob Dichtungen gealtert sind.
Eine bereits korrodierte Anschlussstelle kann auch nach vollständiger Trocknung weiterhin einen elektrischen Fehler verursachen.
Ebenso kehrt das Problem zurück, wenn die eigentliche Eintrittsstelle nicht beseitigt wird.
Wie wird der Anschlusskasten dauerhaft abgedichtet?
Die Abdichtung sollte entsprechend der vorgesehenen Gehäusekonstruktion erfolgen.
Zu kontrollieren sind insbesondere:
- Deckeldichtung,
- Dichtflächen,
- Kabelverschraubungen,
- Blindstopfen,
- Kabeldurchmesser,
- Anzug der Verschraubungen.
Beschädigte Dichtungen sollten durch die dafür vorgesehenen Ersatzteile ersetzt werden.
Improvisierte zusätzliche Bohrungen oder nicht freigegebene Abdichtmassen können die definierte Schutzart des Gehäuses beeinträchtigen.
Ist bei stark wechselnden Temperaturen ein Druckausgleich erforderlich, sollten nur dafür vorgesehene und für das Schutzkonzept geeignete Entlüftungs- beziehungsweise Druckausgleichselemente eingesetzt werden.
Was bedeutet die IP-Schutzart in der Praxis?
Eine hohe Gehäuseschutzart ist eine wichtige Voraussetzung für Wägetechnik in rauen Umgebungen.
Sie gilt jedoch nur für das korrekt montierte Gesamtsystem.
Dazu gehören:
- passende Kabelverschraubungen,
- korrekt verschlossener Deckel,
- unbeschädigte Dichtungen,
- verschlossene unbenutzte Einführungen.
Eine Kabelverschraubung mit ungeeignetem Kabeldurchmesser kann beispielsweise dazu führen, dass die praktisch erreichte Abdichtung wesentlich schlechter ist als aufgrund der Gehäusebezeichnung erwartet.
Die Schutzart sollte deshalb nicht als Eigenschaft des leeren Metallkastens betrachtet werden, sondern als Eigenschaft der korrekt installierten Einheit.
Wann muss die Waage neu abgeglichen werden?
Nach Reparaturen am Summierkasten sollte die Waage messtechnisch überprüft werden.
Besonders relevant ist dies, wenn:
- Klemmen erneuert wurden,
- Trimmeinstellungen verändert wurden,
- eine Wägezelle ausgetauscht wurde,
- ein Kabel ersetzt wurde,
- der Summierkasten ersetzt wurde.
Ein sinnvoller Prüfablauf umfasst beispielsweise:
- Nullpunktprüfung,
- Belastungsprüfung mit Referenzlast,
- gegebenenfalls Eck- beziehungsweise Lastverteilungsprüfung,
- Wiederholbarkeitsprüfung.
Eine feuchtebedingte Drift sollte dagegen nicht durch Trimmen oder Neukalibrieren kompensiert werden, solange die elektrische Ursache noch vorhanden ist.
Wann liegt der Fehler doch an der Mechanik?
Nicht jede Signaldrift wird durch Feuchtigkeit verursacht.
Bei Behälter- und Plattformwaagen können auch mechanische Ursachen auftreten.
Beispiele sind:
- Kraftnebenschlüsse durch Rohrleitungen,
- verspannte Behälteranschlüsse,
- seitliche Belastung einer Wägezelle,
- verschmutzte beziehungsweise blockierte Wiegeelemente,
- Fundamentbewegungen,
- Temperaturausdehnung.
Deshalb sollte nach der elektrischen Prüfung auch die mechanische Krafteinleitung betrachtet werden.
Besonders hilfreich ist die Frage, ob der Fehler:
mit Last, Temperatur, Feuchtigkeit oder mechanischer Bewegung korreliert
.
Praxisbeispiel: Nullpunkt driftet nach Reinigung
Ein Produktionsbehälter steht auf vier Wägezellen.
Nach der regelmäßigen Anlagenreinigung beginnt die Anzeige um mehrere Kilogramm zu driften.
Einige Stunden später stabilisiert sich das Signal wieder.
Bei trockener Anlage arbeitet die Waage mehrere Tage ohne auffällige Abweichung.
Zunächst wird vermutet, dass eine Wägezelle temperaturabhängig driftet.
Bei der Inspektion des Summierkastens werden jedoch Feuchtigkeitsspuren im unteren Gehäusebereich festgestellt.
Eine Kabelverschraubung wurde bei einer früheren Wartung durch eine Ausführung ersetzt, deren Dichtbereich nicht optimal zum vorhandenen Kabeldurchmesser passt.
Während der Reinigung gelangt geringe Feuchtigkeit in das Gehäuse.
Auf den bereits leicht verschmutzten Anschlussklemmen reduziert sie den Isolationswiderstand.
Nach dem Trocknen nimmt der Effekt wieder ab.
Die Verschraubung wird gegen eine passende Ausführung ersetzt, der Anschlusskasten fachgerecht gereinigt und getrocknet und anschließend elektrisch geprüft.
Danach erfolgt eine Nullpunkt- und Belastungsprüfung der kompletten Waage.
Der Fehler tritt bei den folgenden Reinigungszyklen nicht mehr auf.
Der vermeintliche Wägezellenfehler war damit ein umgebungsabhängiger Isolationsfehler im gemeinsamen Anschlusskasten.
Signaldrift systematisch diagnostizieren
- Zeitpunkt und Umgebungsbedingungen des Fehlers dokumentieren.
- Prüfen, ob die Drift mit Reinigung, Regen oder Luftfeuchtigkeit zusammenhängt.
- Summierkasten außen auf Wasserspuren kontrollieren.
- Gehäuse entsprechend den Sicherheitsvorgaben öffnen.
- Auf Kondensat, Korrosion und Ablagerungen prüfen.
- Deckeldichtung kontrollieren.
- Kabelverschraubungen und Blindstopfen prüfen.
- Kabeldurchmesser mit dem Dichtbereich der Verschraubung vergleichen.
- Anschlussklemmen auf Korrosion und lockere Verbindungen prüfen.
- Einzelne Wägezellenkanäle vergleichen.
- Brückenwiderstände nach Herstellervorgabe kontrollieren.
- Isolation gegen Schirm beziehungsweise Gehäuse prüfen.
- Vor einer Hochspannungs-Isolationsmessung Elektronik sicher trennen.
- Nach elektrischer Fehlerbehebung mechanische Krafteinleitung prüfen.
- Abschließend Nullpunkt und Referenzlast kontrollieren.
Summierkasten richtig planen und montieren
- Umgebungsbedingungen der Waage bestimmen.
- Reinigung, Regen, Staub und Temperaturwechsel berücksichtigen.
- Geeigneten Gehäusewerkstoff auswählen.
- Erforderliche Schutzart definieren.
- Summierkasten möglichst vor direktem Wasserstrahl schützen.
- Kabelverschraubungen passend zum tatsächlichen Kabeldurchmesser auswählen.
- Unbenutzte Öffnungen fachgerecht verschließen.
- Kabelführung so planen, dass Wasser nicht direkt zur Verschraubung läuft.
- Geeignete Tropfschleifen vorsehen.
- Schirmungs- und Erdungskonzept festlegen.
- Wägezellenleitungen getrennt von störenden Leistungskabeln führen.
- Ausreichende Zugentlastung sicherstellen.
- Deckeldichtflächen sauber halten.
- Nach Montage Dichtheit und elektrische Signale prüfen.
- Nullpunkt und Lastverteilung dokumentieren.
Häufige Fehler
- Feuchtedrift einfach wegnullen: Die elektrische Ursache bleibt bestehen und verändert sich erneut mit der Feuchtigkeit.
- Nur die Wägezellen verdächtigen: Der gemeinsame Summierkasten kann alle Sensoren gleichzeitig beeinflussen.
- Nur nach sichtbarem Wasser suchen: Bereits dünne Feuchtefilme auf verschmutzten Oberflächen können den Isolationswiderstand verändern.
- IP-Schutzart mit absoluter Wasserdichtheit gleichsetzen: Die Schutzwirkung setzt eine korrekte Installation aller Dichtungen und Kabelverschraubungen voraus.
- Beliebige Kabelverschraubung verwenden: Der Dichtbereich muss zum tatsächlichen Kabeldurchmesser passen.
- Reserveöffnung unverschlossen lassen: Eine einzige fehlerhafte Öffnung kann das gesamte Schutzkonzept beeinträchtigen.
- Nasse Klemmen nur oberflächlich trocknen: Korrosion beziehungsweise leitfähige Rückstände können bestehen bleiben.
- Trimmpotentiometer nachstellen, bevor die Ursache bekannt ist: Ein temporärer Feuchtefehler wird dadurch lediglich in den Abgleich übernommen.
- Hochspannungs-Isolationsprüfung über angeschlossene Elektronik durchführen: Eine ungeeignete Prüfspannung kann Sensoren und Wägeelektronik beschädigen.
- Schirm und Gehäuse nicht mitprüfen: Feuchtigkeit kann unerwünschte elektrische Verbindungen zu Erde beziehungsweise Schirm erzeugen.
- Nur bei trockenem Wetter messen: Ein intermittierender Feuchtefehler kann dann vollständig verschwunden sein.
- Mechanik nach der elektrischen Prüfung vergessen: Kraftnebenschlüsse und verspannte Rohrleitungen können ähnliche Symptome verursachen.
Passende Anschlusskästen für Wägezellen
WIKA B6578 Anschlusskasten
Ein konkreter Anschlusskasten für klassische analoge Wägesysteme ist der WIKA B6578.
Er ist für die Parallelschaltung von bis zu:
4 Wägezellen beziehungsweise Kraftaufnehmern
vorgesehen.
Die passiven Eingangssignale liegen im:
mV/V-Bereich
.
Damit eignet sich der Anschlusskasten für Behälterwaagen, Plattformen, Kraftmesssysteme und andere Mehrzellen-Anwendungen.
Eine Einstellung beziehungsweise ein Trimmen einzelner Sensoren ist ebenfalls möglich.
Gerade bei analogen mV/V-Signalen sind saubere Anschlussklemmen, fachgerecht montierte Kabelverschraubungen und eine trockene Umgebung innerhalb des Gehäuses wesentlich.
Weitere Informationen finden Sie beim WIKA B6578 Anschlusskasten für Wägezellen.
Siemens SIWAREX DB mit Einzelkanaldiagnose
Eine alternative Architektur bietet der Siemens SIWAREX DB.
Der digitale Anschlusskasten ermöglicht den Anschluss von bis zu vier analogen Wägezellen.
Im Unterschied zu einer rein analogen Summierbox stehen zusätzliche Informationen zu den einzelnen Wägezellen zur Verfügung.
Je nach Systemkonfiguration können damit unter anderem:
- Drahtbruch,
- Impedanzänderungen,
- Über- beziehungsweise Unterlast,
- aktuelle Belastung jeder einzelnen Wägezelle
diagnostiziert werden.
Dies erleichtert insbesondere bei Mehrzellen-Systemen die Suche nach einem auffälligen Sensor beziehungsweise Anschlusskanal.
Weitere Informationen finden Sie beim Siemens SIWAREX DB Anschlusskasten.
Weitere Wägezellen, Montageeinheiten, Anschlusskästen und Wägeelektroniken finden Sie unter Kraft-, Wäge- und Wegmesstechnik bei ICS Schneider.
Fazit
Feuchtigkeit im Wägezellen-Summierkasten kann eine industrielle Waage erheblich beeinflussen, obwohl mechanisch sämtliche Wägezellen einwandfrei erscheinen.
Der Grund liegt in den sehr kleinen elektrischen Signalen einer DMS-Wägezelle. Bereits geringe unerwünschte elektrische Nebenpfade können im Verhältnis zu einem Millivolt-Signal relevant werden.
Besonders kritisch ist Feuchtigkeit in Verbindung mit Staub, Salzen oder Prozessablagerungen. Auf Klemmen und Leiterplatten können dadurch leitfähige Oberflächen entstehen, deren Widerstand sich zudem mit Temperatur und Feuchtigkeit verändert.
Das typische Ergebnis ist kein eindeutiger Totalausfall, sondern ein schwer reproduzierbarer Fehler:
- wandernder Nullpunkt,
- langsame Signaldrift,
- instabile Anzeige,
- temperatur- oder feuchteabhängige Abweichungen.
Ein erneuter Null- beziehungsweise Ecklastabgleich beseitigt diese Ursache nicht.
Bei der Diagnose sollten deshalb Anschlusskasten, Kabelverschraubungen, Klemmen, einzelne Wägezellenkanäle, Brückenwiderstände und Isolationsverhältnisse systematisch geprüft werden.
Nach der Reparatur muss anschließend die komplette Waage mit Nullpunkt und einer geeigneten Referenzlast kontrolliert werden.
Für eine dauerhaft stabile Wägemessung gilt deshalb: Summierkasten trocken und sauber halten, Kabelverschraubungen passend zum Kabel auswählen, Dichtungen und Blindstopfen kontrollieren, Feuchtigkeit nicht durch Nachkalibrieren kompensieren und bei einer Drift immer die einzelnen Wägezellenkanäle sowie die komplette mechanische und elektrische Messkette prüfen.
FAQ: Feuchtigkeit im Wägezellen-Summierkasten
Kann Feuchtigkeit im Summierkasten den Gewichtswert verändern?
Ja. Feuchtigkeit kann den Isolationswiderstand zwischen Leitern verändern und dadurch unerwünschte elektrische Nebenpfade erzeugen. Bei den sehr kleinen mV/V-Signalen von Wägezellen können daraus relevante Messabweichungen entstehen.
Was sind typische Symptome eines Feuchtefehlers?
Typisch sind ein wandernder Nullpunkt, langsame Drift, schwankende Messwerte und Fehler, die abhängig von Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Regen oder Reinigungszyklen auftreten.
Warum ist das Problem bei Wägezellen besonders kritisch?
Wägezellen liefern normalerweise nur sehr kleine Differenzspannungen im Millivoltbereich. Kleine zusätzliche Spannungen oder Leckströme können deshalb im Verhältnis zum eigentlichen Nutzsignal bereits relevant sein.
Was sind Kriechströme?
Kriechströme sind unerwünschte elektrische Ströme über Oberflächen beziehungsweise Isolationspfade. Feuchtigkeit und leitfähige Verschmutzung können den Widerstand solcher Pfade erheblich reduzieren.
Kann ein einzelner feuchter Wägezellenanschluss die gesamte Waage beeinflussen?
Ja. Bei einer klassischen analogen Summierung beeinflusst jede angeschlossene Wägezelle das gemeinsame Ausgangssignal. Ein fehlerhafter Kanal kann deshalb die gesamte Gewichtsanzeige verändern.
Kann ich den Fehler einfach durch Nullstellen beseitigen?
Nein. Damit wird lediglich die aktuelle Abweichung kompensiert. Verändert sich die Feuchtigkeit erneut, kann auch der Nullpunkt wieder wandern.
Wie finde ich heraus, welche Wägezelle betroffen ist?
Die einzelnen Sensoren sollten systematisch verglichen werden. Dazu können unter anderem Ausgangssignal, Brückenwiderstände und Isolationsverhalten der einzelnen Kanäle geprüft werden.
Darf ich einen Isolationstester direkt an die Wägeelektronik anschließen?
Nicht ohne ausdrückliche Freigabe. Isolationstester können hohe Prüfspannungen erzeugen und angeschlossene Sensoren oder elektronische Komponenten beschädigen. Die Messmethode muss den jeweiligen Herstellerangaben entsprechen.
Warum entsteht Kondensat in einem geschlossenen Anschlusskasten?
Im Gehäuse befindet sich Luft mit einer bestimmten Feuchtigkeit. Bei starker Abkühlung kann der Taupunkt unterschritten werden und Wasserdampf an kalten Oberflächen kondensieren.
Warum reicht eine hohe IP-Schutzart allein nicht aus?
Die vorgesehene Schutzwirkung wird nur erreicht, wenn Deckel, Dichtungen, Kabelverschraubungen und Blindstopfen korrekt montiert und unbeschädigt sind.
Warum muss die Kabelverschraubung zum Kabeldurchmesser passen?
Die Dichtung einer Kabelverschraubung arbeitet nur innerhalb ihres vorgesehenen Klemmbereichs. Ein zu dünnes beziehungsweise ungeeignetes Kabel kann deshalb trotz angezogener Verschraubung nicht ausreichend abgedichtet werden.
Sollte die Waage nach einer Reparatur neu geprüft werden?
Ja. Nach Arbeiten am Summierkasten beziehungsweise an Wägezellenleitungen sollten mindestens Nullpunkt und eine geeignete Referenzbelastung geprüft werden. Nach Änderungen am Trimmabgleich oder Austausch von Komponenten kann ein vollständigerer Abgleich erforderlich sein.
Welcher Anschlusskasten eignet sich für bis zu vier analoge Wägezellen?
Ein konkretes Beispiel ist der WIKA B6578. Er dient zur parallelen Verbindung von bis zu vier Wägezellen beziehungsweise Kraftaufnehmern mit mV/V-Ausgang und ermöglicht auch das Trimmen einzelner Sensoren.
Welche Alternative bietet eine Einzelkanaldiagnose?
Der Siemens SIWAREX DB kann bis zu vier analoge Wägezellen erfassen und zusätzliche Diagnoseinformationen zu den einzelnen Sensoren bereitstellen. Dadurch lässt sich bei Mehrzellen-Systemen ein auffälliger Kanal leichter lokalisieren.