Füllstandsensoren & Tauchsonden – kontinuierliche Niveau- und Volumenmessung in Tanks & Schächten
Füllstandsensoren und Tauchsonden erfassen den Füllstand von Flüssigkeiten kontinuierlich – von Rein-/Abwasser über Chemikalien und Öle bis zu Lebensmitteln. Je nach Anwendung stehen hydrostatische Tauchsonden, Radar/FMCW, Geführte Mikrowelle (TDR), Ultraschall, magnetostriktive Stabsensoren und kapazitive Lösungen zur Verfügung.
Merkmale (modellabhängig): Messbereiche von cm bis >100 m WS, Genauigkeiten bis ±0,1 % FS, Hygienic Design, ATEX/IECEx, SIL, integrierte Temperatur, Dichte-/Temperaturkompensation, Linearisierung (Volumenberechnung) und Schnittstellen wie 4–20 mA/HART, Modbus/RS-485, Profibus/Profinet, EtherNet/IP, IO-Link.
ICS Schneider Messtechnik unterstützt bei Prinzipauswahl, Auslegung (Geometrie, Tot-/Blindzonen), Werkstoffwahl, Kalibrierung und Integration in SPS/SCADA/IIoT.
FAQ zu Füllstandsensoren & Tauchsonden
Antworten zu Messprinzipien, Auswahl, Einbau, Kabeln/Belüftung, Genauigkeit, Hygiene/ATEX, Kalibrierung und Praxis.
Welches Messprinzip passt zu meiner Anwendung?
| Prinzip | Typische Medien | Stärken | Hinweise |
|---|---|---|---|
| Hydrostatische Tauchsonde | Wasser, Abwasser, Chemie, Öl | Einfach, robust, große Tiefen | Dichte/Temperatur kompensieren |
| Radar/FMCW (freistrahlend) | Flüssigkeiten, auch Schaum/Dampf | Sehr präzise, berührungslos | Freie Sicht, Antenne passend wählen |
| Geführte Mikrowelle (TDR) | Flüssigkeiten, Grenzflächen | Unempfindlich gg. Einbauten | Sondenlänge = Messbereich |
| Ultraschall | Wasser, Abwasser | Kosteneffizient, berührungslos | Dampf/Verwirbelung beachten |
| Magnetostriktiv (Stab) | Öle, Chemie, Hydraulik | Hochgenau, Mehrpunkt/Interface | Schwimmer erforderlich |
Wie funktioniert eine hydrostatische Tauchsonde?
Sie misst den hydrostatischen Druck der Flüssigkeit über dem Sensorelement. Aus Druck und Dichte wird die Füllhöhe berechnet; der Atmosphärendruck wird über eine Belüftungsleitung (Referenzschlauch im Kabel) kompensiert.
Belüftet oder absolut (barometrische Korrektur)?
| Variante | Vorteile | Wann einsetzen |
|---|---|---|
| Belüftet (gage) | Direkt niveauproportional, einfache Auswertung | Standard in Behältern/Schächten |
| Absolut | Hermetisch, ohne Belüftung | Bei Kondensat/Salznebel; Baro-Sonde oder Korrektur notwendig |
Welche Genauigkeit ist realistisch?
Tauchsonden typ. ±0,1…0,25 % FS, Radar/TDR ±2…10 mm, Ultraschall ±0,25…0,5 % FS. Praxisgenauigkeit hängt von Dichte/T-Kompensation, Montage und Beruhigung ab.
Welche Kabel- und Gehäusematerialien sind sinnvoll?
| Material | Temperatur (typ.) | Beständigkeit | Typischer Einsatz |
|---|---|---|---|
| PU/PUR-Kabel | −20…+80 °C | Abriebfest, wasserbeständig | Wasser/Abwasser, Industrie |
| PE/PVC-Kabel | −10…+70 °C | Kosteneffizient | HLK, Versorgung |
| FEP/PTFE-Kabel | −50…+100/200 °C | Chemisch/thermisch top | Chemie, CIP/SIP-Umgebung |
| Gehäuse 316L | bis +80…+125 °C | Korrosionsbeständig | Lebensmittel, Wasser |
| Hastelloy®/Titan | modellabhängig | Hochkorrosive Medien | Chemie/Meerwasser |
Wie montiere ich Tauchsonden richtig?
- Ruhige Zone oder Beruhigungsrohr (Stillrohr) vorsehen, Abstand zu Einläufen/Rührern.
- Kabel zugfrei mit Absenkgewicht oder Schelle führen; Biegeradien einhalten.
- Belüftungsfilter trocken und oberhalb des höchsten Niveaus platzieren.
Wie beeinflussen Dichte- und Temperaturänderungen das Messergebnis?
Hydrostatisch: Niveau ∝ Dichte. Bei stark schwankender Dichte Kompensation (z. B. Dichtekurve/Temperatur) nutzen oder auf Radar/TDR ausweichen.
Kann der Sensor direkt Volumen ausgeben?
Ja. Viele Transmitter bieten Tanktische/Linearisierung (z. B. horizontaler Zylinder) und berechnen Volumen/Masse mit Temperaturkompensation.
Was ist bei hygienischen Anwendungen wichtig?
316L, hygienische Prozessanschlüsse (Clamp/Varivent/Frontbündig), FDA/EU 1935/2004-konforme Dichtungen, polierte Oberflächen, CIP/SIP-Beständigkeit; EHEDG-Designs verfügbar.
ATEX/IECEx und SIL – verfügbar?
Viele Modelle mit Ex-Zulassung (Zone 0/1/2 bzw. 20/21/22) und SIL2/3. In Ex-Bereichen Trennbarrieren und Gerätekategorie beachten.
Wie lang soll eine TDR- oder Stabsonde sein?
Sondenlänge = Messbereich + Sicherheitsabstand (oberes/unteres Blockiermaß). Bei Grenzflächen Messung für beide Medien parametrieren.
Wie verhindere ich Fehlmessungen durch Schaum/Beläge?
Bei Schaum/Dampf lieber Radar/TDR einsetzen; bei Belägen Spülung oder membranbündige Geber wählen. Ultraschall benötigt trockene, freie Schallwege.
Welche Ausgänge/Kommunikation sind verfügbar?
4–20 mA/HART, 0/10 V, Relais/PNP/NPN, Modbus/RS-485, Profibus/Profinet, EtherNet/IP, IO-Link. Diagnosefunktionen: Echoprofile, Signalqualität, Sensorstatus.
Wie erfolgt Parametrierung & Kalibrierung?
Per Taster/Display, DTM/EDD oder IO-Link. Null-/Span-Punkte setzen, Tanktisch laden, Dämpfung/Alarmgrenzen konfigurieren. Hydrostatisch: Zero bei leerem/definiertem Niveau.
Wie oft soll ich kalibrieren?
QS-abhängig typ. jährlich. Nach Medium-/Dichtewechsel Überprüfung durchführen; Belüftungsfilter der Tauchsonde turnusmäßig tauschen.
Welche Schutzarten & Kabelabdichtungen sind üblich?
IP68 für Tauchsonden; bei Schacht-/Außenmontage IP67/IP69K an Übergängen. Kabelverschraubungen mit Zugentlastung und Tropfschleife einsetzen.
Wie gehe ich mit Kondensat und Gasblasen um?
Belüftungsfilter trocken halten; Stillrohr mit Entlüftung ausstatten. Gasblasen vermeiden (Einspeisung unterhalb, keine Fallrohre direkt daneben).
Welche typischen Fehlerquellen gibt es – und schnelle Abhilfe?
- Drift durch Dichte/T → Kompensation aktivieren oder Prinzip wechseln
- Unruhige Messung → Stillrohr/Dämpfung, Einlaufabstand erhöhen
- Feuchte im Referenzschlauch → Trockenmittel/Filter erneuern, höher montieren
- Falsche Sondenlänge → auf Messbereich anpassen
- EMV/Störeinkopplung → geschirmte, getrennte Verlegung; Potentialausgleich
Unterstützen Sie Auswahl, Auslegung & Inbetriebnahme?
Ja. Wir wählen das Messprinzip, dimensionieren Messbereich/Sonde, definieren Einbau und Linearisierung, liefern Kalibrierscheine und binden die Stelle in SPS/SCADA/IIoT ein.