SITRANS LR Radar parametrieren: Störechos, Nahbereich und Behältergeometrie richtig einlernen

→ Produktkategorie: Siemens Füllstandmessung

 

Ein SITRANS LR Radarsensor ist mechanisch korrekt auf dem Tank montiert, zeigt aber bei halbvollem Behälter nahezu 100 Prozent an. Oder der Messwert bleibt beim Befüllen plötzlich stehen und springt anschließend um mehrere Meter. Muss der Radarsensor neu ausgerichtet werden oder liegt lediglich ein Parametrierfehler vor?

Bei modernen 80-GHz-Radarsensoren sind viele vermeintliche Gerätefehler auf eine nicht zur tatsächlichen Behältergeometrie passende Inbetriebnahme zurückzuführen. Besonders häufig betroffen sind Null- und Vollpunkt, Messbereich, Nahbereich, Montage im Stutzen und eine falsch eingelernte Störechoausblendung.

Auch ein technisch einwandfreier Sensor kann keinen plausiblen Füllstand berechnen, wenn beispielsweise die Entfernung zum Behälterboden falsch hinterlegt wurde oder ein festes Einbauteil als Produktecho interpretiert wird.

Geeignete Geräte finden Sie unter Siemens Füllstandmessung. Weitere Feldgeräte und Lösungen sind unter Siemens Prozessinstrumentierung zusammengefasst.

Wie misst ein SITRANS LR Radarsensor?

Die SITRANS-LR100-Baureihe arbeitet mit 80-GHz-Radar. Der Sensor sendet elektromagnetische Signale in Richtung Medium und wertet das vom Füllgut reflektierte Echo aus.

Aus der Laufzeit beziehungsweise Frequenzverschiebung des Radarsignals wird zunächst die Entfernung zwischen Sensorreferenzpunkt und Produktoberfläche bestimmt.

Aus dieser Distanz berechnet das Gerät anschließend den Füllstand.

Vereinfacht:

Füllstand = Abstand zum Leerpunkt − gemessene Distanz zur Produktoberfläche

Damit wird deutlich, warum eine falsche Behälterhöhe beziehungsweise ein falscher Leerabgleich unmittelbar einen falschen Füllstand erzeugt.

Der Sensor muss außerdem entscheiden, welches der empfangenen Echos tatsächlich von der Produktoberfläche stammt.

Weitere Echos können beispielsweise entstehen durch:

• Montagestutzen,
• Behälterwand,
• Leitern,
• Rohre,
• Heizschlangen,
• Rührwerke,
• Querstreben,
• Einlaufrohre,
• Behälterboden.

Eine zuverlässige Messung besteht deshalb immer aus zwei Aufgaben:

1. richtige geometrische Skalierung des Behälters,
2. richtige Identifikation des tatsächlichen Produktechos.

LR100, LR110 und LR120 richtig unterscheiden

Die SITRANS-LR100-Familie umfasst mehrere kompakte 80-GHz-Radarsensoren.

Gerät	Typische Ausführung	Aktueller maximaler Messbereich laut Siemens
SITRANS LR100	Grundgerät mit 4 bis 20 mA und festem Anschlusskabel	bis 10 m
SITRANS LR110	HART oder Modbus, verschiedene Zulassungsoptionen	bis 20 m
SITRANS LR120	HART oder Modbus, größere Reichweite, optionaler Überflutungsschutz	bis 30 m

Die gesamte Baureihe nutzt einen schmalen 80-GHz-Messstrahl. Dadurch lassen sich störende Einbauten besser vermeiden als bei deutlich breiteren Radarstrahlen.

Der schmale Strahl ersetzt jedoch keine korrekte Montage.

Steht beispielsweise ein Rohr direkt im Messpfad, kann auch ein 80-GHz-Sensor ein starkes Störecho empfangen.

Vom richtigen Sensorbezugspunkt ausgehen

Alle Distanzwerte müssen sich auf den vom Hersteller definierten Referenzpunkt des Sensors beziehen.

Bei der LR100-Serie liegt der Referenzpunkt im Bereich der Antenne beziehungsweise Antennenlinse.

Für die Parametrierung darf deshalb nicht einfach die Entfernung:

Tankdeckel bis Boden

verwendet werden, wenn die tatsächliche Sensorreferenz einige Zentimeter darüber oder darunter liegt.

Besonders bei:

• hohen Montagestutzen,
• Flanschadaptern,
• Montagebrücken,
• gewölbten Behälterdächern

kann dieser Unterschied relevant werden.

Vor der Inbetriebnahme sollte deshalb die tatsächliche Distanz vom Radar-Referenzpunkt bis zum definierten Leerpunkt ermittelt werden.

Null- und Vollpunkt richtig festlegen

Für die Skalierung werden normalerweise mindestens zwei Bezugspunkte benötigt.

Leerpunkt beziehungsweise Minimum

Der Leerpunkt entspricht der Distanz vom Sensorreferenzpunkt bis zum definierten 0-Prozent-Niveau.

Das muss nicht zwingend der geometrisch tiefste Punkt des Behälters sein.

Bei einem Tank mit:

• konischem Boden,
• Sumpf,
• Totvolumen,
• unterhalb des nutzbaren Bereichs liegendem Auslauf

kann der betriebliche Nullpunkt oberhalb des tatsächlichen Tankbodens liegen.

Vollpunkt beziehungsweise Maximum

Der Vollpunkt beschreibt das vorgesehene maximale Prozessniveau.

Auch dieser Punkt liegt normalerweise nicht direkt an der Antenne.

Zwischen maximalem Füllstand und Sensor sollte ein konstruktiv zulässiger Abstand bestehen.

Beispiel:

• Distanz Sensor bis betrieblicher Leerpunkt: 5.000 mm,
• Distanz Sensor bis maximaler Füllstand: 500 mm.

Damit beträgt der nutzbare Füllstandbereich:

5.000 − 500 = 4.500 mm

Bei einer klassischen 4-bis-20-mA-Skalierung kann beispielsweise gelten:

• 0 Prozent beziehungsweise Leerpunkt = 4 mA,
• 100 Prozent beziehungsweise Vollpunkt = 20 mA.

Wichtig ist, Distanz und Füllstand nicht miteinander zu verwechseln.

Mit steigendem Füllstand wird die gemessene Distanz zum Radar kleiner.

Behältergeometrie berücksichtigen

Der Radarstrahl sollte möglichst frei auf die Produktoberfläche treffen.

Problematisch können insbesondere sein:

• gewölbte Behälterdächer,
• zentrale Montage über runden Tankdecken,
• konische Böden,
• Rührwerke,
• Einlaufleitungen,
• Leitern und Verstrebungen.

Bei gewölbten beziehungsweise runden Tankdecken können Mehrfachreflexionen entstehen.

Bei der LR100-Montage empfiehlt Siemens, soweit die Behältergeometrie dies ermöglicht, einen Abstand von mindestens etwa 200 mm zur Behälterwand einzuhalten.

Gleichzeitig sollte der Sensor nicht unnötig über Einbauten montiert werden.

Bei Schüttgütern ist außerdem die Lage des Schüttkegels zu berücksichtigen. Direkt unter einem Befüllstrom kann die Oberfläche stark bewegt und unregelmäßig sein.

Stutzen und Montageposition richtig wählen

Ein häufiger Grund für starke Nahbereichsechos ist ein ungeeigneter Montagestutzen.

Problematisch sind insbesondere:

• lange und schmale Metallstutzen,
• unsaubere Schweißnähte im Stutzen,
• stark hervorstehende Flanschkanten,
• schräg montierte Sensoren,
• Ablagerungen im Antennenbereich.

Der Messstrahl kann an der Stutzenwand reflektiert werden und dadurch ein starkes Echo unmittelbar vor dem Sensor erzeugen.

Je nach Montageausführung sollte die Antenne beziehungsweise Antennenlinse entsprechend der Siemens Einbauvorgaben positioniert sein.

Zeigt der Sensor insbesondere bei hohem Füllstand falsche Werte, sollte deshalb zuerst geprüft werden:

• Wie lang ist der Stutzen?
• Wie groß ist sein Innendurchmesser?
• Ragt die Antenne ausreichend aus einem problematischen Stutzen heraus?
• Befindet sich direkt neben dem Radar ein Einbauteil?
• Ist die Antennenfläche sauber?

Eine mechanisch ungünstige Montage sollte nach Möglichkeit korrigiert werden, bevor sie ausschließlich durch Parametrierung kompensiert wird.

Nahbereich und Blockdistanz nicht unnötig vergrößern

Bei Radarsensoren wird häufig von Nahbereich, Blockdistanz oder Blanking gesprochen.

Damit wird ein Bereich direkt vor dem Sensor bezeichnet, in dem bestimmte Echos nicht zur eigentlichen Füllstandauswertung herangezogen werden.

Die LR100-Serie wird grundsätzlich mit Messung bis zum Sensor beziehungsweise ohne klassische Totzone beworben.

Das bedeutet jedoch nicht, dass ein bewusst konfigurierter Nahbereich niemals sinnvoll ist.

Ein Nahbereich kann beispielsweise eingesetzt werden, wenn direkt vor dem Radar ein nicht vermeidbares starkes Störecho vorhanden ist.

Die Einstellung sollte aber so klein wie möglich bleiben.

Wird beispielsweise eine Blockdistanz von 600 mm eingestellt und der Füllstand kann betrieblich bis 400 mm an die Antenne herankommen, liegt das reale Produktecho zeitweise innerhalb des ausgeblendeten Bereichs.

Dann kann der Sensor:

• den Füllstand nicht mehr verfolgen,
• auf ein anderes Echo springen,
• einen alten Wert halten,
• eine Echoverlustmeldung erzeugen.

Eine große Blockdistanz sollte deshalb nicht als universelle Lösung gegen Störechos verwendet werden.

Bei festen Störstellen ist die gezielte Störechoausblendung normalerweise die bessere Methode.

Störechoausblendung richtig einlernen

Die automatische Störechoausblendung lernt das vorhandene Echoverhalten des Behälters und kann bekannte feste Reflexionen zukünftig unterdrücken.

Typische Störquellen sind:

• Stutzen,
• Rohrleitungen,
• Verstrebungen,
• Leitern,
• Rührwerksbauteile,
• Schweißkanten.

Entscheidend ist der Zeitpunkt des Einlernens.

Der tatsächliche Füllstand sollte während des Einlernens möglichst deutlich unterhalb des Bereichs liegen, in dem Störechos ausgeblendet werden sollen.

Wird die automatische Störechoausblendung bei fast vollem Tank durchgeführt, besteht das Risiko, dass das echte Produktecho als Teil des Störprofils eingelernt wird.

Ein sinnvoller Ablauf ist:

1. Behälter möglichst leer beziehungsweise auf bekannten niedrigen Füllstand bringen.
2. Signalprofil prüfen.
3. Feste Störechos lokalisieren.
4. Störechoausblendung starten.
5. Wirksamen Entfernungsbereich nur so weit wie erforderlich festlegen.
6. Nach dem Einlernen erneut das Signalprofil kontrollieren.
7. Messung beim anschließenden Befüllen beobachten.

Die Störechoausblendung sollte nicht unnötig über den gesamten Messbereich ausgedehnt werden.

Ändert sich später die mechanische Situation, kann ein erneutes Einlernen erforderlich sein.

Typische Ursachen sind:

• neues Einlaufrohr,
• Umbau des Tanks,
• Ablagerungen,
• Kondensat,
• neuer Rührer,
• geänderte Sensorposition.

Signalprofil für die Fehlersuche nutzen

Bei unplausiblen Radarwerten sollte nicht ausschließlich die berechnete Prozentanzeige betrachtet werden.

Wesentlich aussagekräftiger ist das Echo- beziehungsweise Signalprofil.

Dort lässt sich erkennen:

• wo das ausgewählte Produktecho liegt,
• welche weiteren Echos vorhanden sind,
• wie stark das Produktecho ist,
• ob ein Störecho stärker als das Produktecho wird,
• ob sich die Echoqualität während des Prozesses verändert.

Ein typisches Fehlerbild:

Bei niedrigem Tankstand ist das Produktecho eindeutig. Während des Befüllens steigt ein Störecho eines Einlaufrohres relativ stärker an. Der Radaralgorithmus wechselt anschließend auf dieses Echo.

In der reinen Füllstandkurve sieht dies wie ein plötzlicher Sprung aus.

Im Signalprofil ist dagegen erkennbar, dass der Sensor lediglich das falsche Echo ausgewählt hat.

Das Signalprofil sollte deshalb bei der Inbetriebnahme mindestens einmal unter bekannten Prozessbedingungen geprüft werden.

Schaum, Kondensat und Ablagerungen berücksichtigen

Radar ist gegenüber vielen Prozessbedingungen robuster als optische oder ultraschallbasierte Verfahren. Trotzdem können Prozessbedingungen das Echo beeinflussen.

Schaum

Starker oder dichter Schaum kann Radarsignale abhängig von Zusammensetzung und Feuchte absorbieren oder zusätzlich reflektieren.

Dadurch kann:

• das Produktecho schwächer werden,
• die Schaumoberfläche statt der Flüssigkeit erfasst werden,
• die Messwertstabilität abnehmen.

Kondensat

Die LR100-Serie besitzt eine hohe Signalempfindlichkeit und ist für schwierige Bedingungen mit Kondensat ausgelegt.

Trotzdem kann starkes oder verändertes Kondensat das Echoverhalten gegenüber dem bei der Inbetriebnahme eingelernten Zustand verändern.

Springt ein zuvor stabiler Messwert nach längerer Betriebszeit, sollte deshalb auch die Antenne auf Kondensat oder Ablagerungen kontrolliert werden.

Ablagerungen

Produktablagerungen auf Antenne, Stutzen oder Behälterwand können neue Reflexionen erzeugen.

Eine vor Monaten eingelernte Störechoausblendung muss dann nicht mehr zum aktuellen Signalprofil passen.

Dielektrizitätszahl und schwache Produktechos

Wie stark ein Medium Radarenergie reflektiert, hängt unter anderem von seinen dielektrischen Eigenschaften ab.

Medien mit hoher Dielektrizitätszahl erzeugen normalerweise stärkere Reflexionen als Medien mit sehr niedriger Dielektrizitätszahl.

Typische anspruchsvollere Anwendungen sind beispielsweise:

• bestimmte Kohlenwasserstoffe,
• Lösungsmittel,
• leichte Schüttgüter,
• Pulver mit geringer Schüttdichte.

Bei schwachem Produktecho können Reflexionen vom Behälterboden oder von Einbauten stärker ins Gewicht fallen.

Besonders bei fast leerem Tank kann dann ein Bodenecho mit dem eigentlichen Produktecho konkurrieren.

Deshalb sollte bei solchen Medien besonderes Augenmerk auf:

• Montageposition,
• freie Sicht auf das Medium,
• Signalqualität,
• Echoverlauf über den gesamten Füllbereich

gelegt werden.

Besonderheiten bei Schüttgütern

Bei Schüttgütern liegt selten eine vollständig horizontale Oberfläche vor.

Typisch sind:

• Schüttkegel,
• Abzugstrichter,
• wechselnde Oberflächenwinkel,
• Staub,
• Materialbewegung während Befüllung und Entnahme.

Der Radar sollte deshalb nicht direkt auf die Einfallzone des Materials ausgerichtet werden.

Ein schmaler 80-GHz-Strahl ist hier besonders hilfreich, weil sich gezielt eine geeignete Messzone auswählen lässt.

Bei der Skalierung muss außerdem festgelegt werden, welche Füllhöhe betrieblich relevant ist.

Ein einzelner Radarwert kann bei ausgeprägtem Schüttkegel nicht automatisch das exakte Gesamtvolumen des Silos beschreiben.

Für eine Volumen- oder Massenanzeige kann deshalb zusätzlich eine geeignete Linearisierung der Behältergeometrie erforderlich sein.

Parametrierung über Bluetooth, HART oder Modbus

Die LR100-Serie unterstützt die drahtlose Inbetriebnahme über Bluetooth mit der Siemens SITRANS mobile IQ App.

Damit können vor Ort unter anderem:

• Messbereich eingestellt,
• Null- und Vollpunkt parametriert,
• Diagnosewerte ausgelesen,
• Signalverhalten überprüft,
• Geräteparameter dokumentiert

werden.

Bluetooth ist dabei eine lokale Bedien- und Inbetriebnahmeschnittstelle.

Sie ist nicht mit dem eigentlichen Prozesssignal zu verwechseln.

Abhängig von der Geräteausführung stehen zusätzlich beispielsweise:

• 4 bis 20 mA,
• HART,
• Modbus RTU

für die Prozesskommunikation zur Verfügung.

Bei LR110 und LR120 sollte deshalb vor der Bestellung festgelegt werden, welche Kommunikationsvariante die Anlage benötigt.

Systematischer Inbetriebnahmeablauf

1. Geräteausführung prüfen: LR100, LR110 oder LR120 sowie Ausgangssignal und Messbereich kontrollieren.
2. Montage prüfen: Sensorposition, Stutzen, freie Sicht und Behältereinbauten kontrollieren.
3. Referenzpunkt bestimmen: Alle Distanzmaße vom richtigen Sensorbezugspunkt aufnehmen.
4. Leerpunkt eintragen: Distanz bis zum betrieblichen 0-Prozent-Niveau parametrieren.
5. Vollpunkt festlegen: Maximales vorgesehenes Prozessniveau definieren.
6. 4-bis-20-mA-Skalierung prüfen: Kontrollieren, welche Füllstände 4 und 20 mA entsprechen.
7. Nahbereich kontrollieren: Keine unnötig große Blockdistanz einstellen.
8. Signalprofil prüfen: Produktecho und feste Störechos identifizieren.
9. Störechos einlernen: Möglichst bei niedrigem Füllstand und nur im erforderlichen Bereich.
10. Echoqualität prüfen: Sicherstellen, dass das Produktecho ausreichend eindeutig ist.
11. Prozessbedingungen kontrollieren: Schaum, Kondensat, Staub und Ablagerungen berücksichtigen.
12. Füllstand verändern: Messwert beim Befüllen beziehungsweise Entleeren beobachten.
13. Referenzmessung durchführen: Radarwert mit einem bekannten Füllstand vergleichen.
14. Diagnose speichern: Parameter und Signalprofil der funktionierenden Inbetriebnahme dokumentieren.

Praxisbeispiel an einem Lagertank

Ein zylindrischer Lagertank besitzt einen SITRANS LR110.

Der Sensor ist 5.200 mm über dem betrieblichen Leerpunkt montiert.

Der maximale zulässige Füllstand liegt 400 mm unterhalb des Sensorreferenzpunktes.

Die korrekten Eckwerte lauten damit:

• Leerpunkt: 5.200 mm Distanz,
• Vollpunkt: 400 mm Distanz,
• nutzbarer Füllbereich: 4.800 mm.

Bei der ersten Inbetriebnahme zeigt der Radar im fast leeren Tank jedoch ungefähr 65 Prozent Füllstand an.

Das Signalprofil zeigt ein starkes Echo bei 1.850 mm.

Eine Kontrolle des Tanks ergibt:

In dieser Entfernung kreuzt eine metallische Verstrebung den Randbereich des Radarstrahls.

Der tatsächliche Flüssigkeitsspiegel befindet sich bei ungefähr 4.900 mm.

Die Montage kann konstruktiv nicht verändert werden.

Der Tank wird auf einem bekannten niedrigen Füllstand gehalten und die automatische Störechoausblendung für den erforderlichen Bereich eingelernt.

Anschließend wird das Signalprofil erneut geprüft.

Das Echo der Verstrebung wird nicht mehr als Füllstand ausgewählt und der Sensor verfolgt das Flüssigkeitsecho.

Beim kontrollierten Befüllen werden unter anderem folgende Referenzpunkte verglichen:

Referenzfüllstand	Radarwert	Bewertung
ca. 10 Prozent	plausibel	Produktecho stabil
ca. 50 Prozent	plausibel	kein Echowechsel
ca. 90 Prozent	plausibel	Nahbereich ausreichend frei

Zum Abschluss werden das funktionierende Signalprofil und die Parametrierung gespeichert.

Bei einer späteren Störung kann damit sofort verglichen werden, ob sich die Echoverhältnisse im Tank verändert haben.

Typische Parametrierfehler

Fehler	Mögliche Folge	Geeignete Maßnahme
Tankhöhe vom Behälterdach statt vom Sensorreferenzpunkt gemessen	Konstanter Skalierungsfehler	Referenzpunkt des Sensors verwenden
Leerpunkt mit geometrischem Tankboden verwechselt	0-Prozent-Wert stimmt nicht mit nutzbarem Tankvolumen überein	Betrieblichen Leerpunkt definieren
Distanz und Füllstand verwechselt	Skalierung arbeitet in falscher Richtung	Beziehung zwischen Sensorabstand und Füllhöhe prüfen
Blockdistanz unnötig groß eingestellt	Produktecho bei hohem Füllstand wird ignoriert	Nahbereich möglichst klein halten
Störechoausblendung bei vollem Tank eingelernt	Echtes Produktecho kann unterdrückt werden	Möglichst bei niedrigem Füllstand einlernen
Ausblendebereich zu groß gewählt	Spätere reale Produktechos werden beeinträchtigt	Nur notwendigen Störbereich einlernen
Langer enger Montagestutzen ignoriert	Starkes Nahbereichsecho	Montage nach Herstellervorgaben optimieren
Sensor direkt auf Einlaufrohr ausgerichtet	Störechos und instabile Messung	Freien Messpfad schaffen
Alte Störechoausblendung nach Tankumbau beibehalten	Echoverarbeitung passt nicht mehr zur Anlage	Signalprofil neu prüfen und gegebenenfalls neu einlernen
Kondensat oder Ablagerungen nicht berücksichtigt	Messung wird nach längerer Betriebszeit instabil	Antenne kontrollieren und Echoverhalten vergleichen
Nur Prozentwert betrachtet	Ursache eines Echowechsels bleibt unbekannt	Signalprofil und Diagnosewerte auswerten

Was gehört in die Dokumentation?

Für eine reproduzierbare Inbetriebnahme sollten mindestens dokumentiert werden:

• Gerätetyp und Artikelnummer,
• Messstellenkennzeichen,
• Medium,
• Behältertyp,
• Montageposition,
• Sensorreferenzpunkt,
• Distanz zum Leerpunkt,
• Distanz zum Vollpunkt,
• 4-bis-20-mA-Skalierung,
• eingestellter Nahbereich,
• durchgeführte Störechoausblendung,
• Reichweite der Störechoausblendung,
• relevante Behältereinbauten,
• Signalprofil bei niedriger Befüllung,
• Signalprofil bei normalem Betriebsfüllstand,
• Kommunikationsart,
• Firmwarestand soweit relevant,
• Datum der Inbetriebnahme.

Ein Foto der Montageposition und eine einfache Tankzeichnung mit den wichtigsten Abständen sind zusätzlich sehr hilfreich.

Damit lässt sich bei einer späteren Störung schnell feststellen, ob sich die mechanische oder parametrierte Situation verändert hat.

Welche Geräte und Lösungen eignen sich?

SITRANS LR100 Baureihe

Die SITRANS-LR100-Serie umfasst kompakte 80-GHz-Radar-Füllstandmessumformer für Flüssigkeiten und Schüttgüter.

Typische Merkmale sind:

• 80-GHz-Radartechnologie,
• schmaler Messstrahl,
• Bluetooth-Inbetriebnahme,
• SITRANS mobile IQ App,
• berührungslose Messung,
• hohe Signalempfindlichkeit,
• Messung bis in den unmittelbaren Sensorbereich.

SITRANS LR100

Der SITRANS LR100 ist für grundlegende 4-bis-20-mA-Anwendungen mit festem Anschlusskabel vorgesehen.

Er eignet sich insbesondere für kompakte Anwendungen, bei denen keine zusätzliche digitale Prozesskommunikation benötigt wird.

SITRANS LR110

Der SITRANS LR110 erweitert die Baureihe um digitale Kommunikationsmöglichkeiten und verschiedene Zulassungsoptionen.

Je nach Ausführung stehen HART beziehungsweise Modbus zur Verfügung.

Typische Anwendungen sind:

• Lagertanks,
• Prozessbehälter,
• Wasser- und Abwassertechnik,
• Chemieanlagen,
• Industriebehälter.

SITRANS LR120

Der SITRANS LR120 bietet innerhalb dieser drei Geräte den größten Messbereich und kann entsprechend der aktuellen Siemens Produktübersicht bis 30 m eingesetzt werden.

Optional steht eine Ausführung mit Überflutungsschutz zur Verfügung.

Dadurch eignet er sich unter anderem für:

• größere Tanks,
• tiefe Schächte,
• größere Silos,
• Wasseranwendungen,
• Schüttgutanwendungen.

Siemens Füllstandmessung

Weitere Produkte für kontinuierliche Füllstandmessung und Grenzstanderfassung finden Sie unter Siemens Füllstandmessung.

Neben Radar stehen abhängig von der Anwendung unter anderem Ultraschall, hydrostatische, kapazitive und weitere Messprinzipien zur Verfügung.

ICS Schneider Messtechnik unterstützt bei der Auswahl des geeigneten SITRANS-Radars, der Auslegung der Montageposition, der Parametrierung von Null- und Vollpunkt sowie bei der Inbetriebnahme und Diagnose von Radar-Füllstandmessstellen.

Fazit

Ein SITRANS-LR-Radarsensor benötigt trotz moderner 80-GHz-Technik eine korrekt definierte Behältergeometrie.

Besonders wichtig sind der richtige Sensorreferenzpunkt sowie die tatsächlichen Distanzen zum betrieblichen Leer- und Vollpunkt.

Ein falsch eingestellter Nahbereich kann das Produktecho bei hohem Füllstand vollständig aus der Auswertung entfernen. Die Blockdistanz sollte deshalb nicht unnötig vergrößert werden.

Feste Störechos sollten besser gezielt über die automatische Störechoausblendung berücksichtigt werden. Das Einlernen erfolgt möglichst bei niedrigem Füllstand, damit das reale Produktecho nicht versehentlich als Störecho gespeichert wird.

Bei unplausiblen Messwerten ist das Signalprofil wesentlich aussagekräftiger als die reine Prozentanzeige. Es zeigt, ob der Sensor tatsächlich das Produktecho verfolgt oder auf eine Reflexion von Stutzen, Rohrleitung oder Behältereinbau gewechselt hat.

Schaum, Kondensat, Ablagerungen und Medien mit schwacher Radarreflexion können das Echo zusätzlich verändern und müssen bei der Diagnose berücksichtigt werden.

Eine gute Inbetriebnahme endet deshalb nicht mit einem plausiblen Einzelwert. Der Radar sollte über mehrere bekannte Füllstände geprüft und die funktionierende Parametrierung einschließlich Signalprofil dokumentiert werden.

Häufige Fragen zur SITRANS LR Parametrierung

Was muss ich beim SITRANS LR zuerst einstellen?

Zuerst sollten Montage und Sensorreferenzpunkt geprüft werden. Anschließend werden Leer- und Vollpunkt beziehungsweise die entsprechenden Distanzen festgelegt.

Was ist die Tankhöhe beim Radar?

Für die Parametrierung ist die relevante Entfernung vom definierten Sensorreferenzpunkt bis zum betrieblichen Leerpunkt entscheidend. Diese muss nicht exakt der äußeren geometrischen Tankhöhe entsprechen.

Warum zeigt der Radar trotz leerem Tank einen hohen Füllstand?

Möglicherweise wird ein Störecho von einem Stutzen, einer Verstrebung oder einem anderen Behältereinbau als Produktecho ausgewählt. Auch eine falsche Min-Max-Skalierung kann die Ursache sein.

Was ist eine Störechoausblendung?

Dabei wird das Echoverhalten fester Einbauten im Behälter eingelernt, sodass diese Reflexionen bei der späteren Füllstandauswertung unterdrückt werden können.

Wann sollte die Störechoausblendung durchgeführt werden?

Möglichst bei niedrigem beziehungsweise bekanntem Füllstand. Der tatsächliche Produktecho-Bereich sollte nicht versehentlich als Störbereich eingelernt werden.

Kann ich einen falschen Wert einfach mit einer größeren Blockdistanz beseitigen?

Das ist nicht empfehlenswert. Eine zu große Blockdistanz kann später das echte Produktecho bei hohem Füllstand ausblenden. Feste Störechos sollten gezielt untersucht und nach Möglichkeit über Montage oder Störechoausblendung behandelt werden.

Hat die SITRANS LR100 Serie eine Totzone?

Die LR100-Serie wird von Siemens mit Messung bis zum Sensor beziehungsweise Zero Blanking beschrieben. Trotzdem können anwendungsabhängige Nahbereichseinstellungen zur gezielten Echoauswertung relevant sein.

Warum springt der Messwert plötzlich?

Häufig wechselt die Echoauswertung von der Produktoberfläche auf ein anderes stärkeres Echo. Das Signalprofil zeigt normalerweise deutlich, ob ein solcher Echowechsel stattgefunden hat.

Kann Kondensat die Radarmessung beeinflussen?

Ja. Die LR100-Serie ist für schwierige Kondensatbedingungen ausgelegt, stark verändertes Kondensat oder Ablagerungen können das Signalprofil jedoch trotzdem verändern.

Kann Radar durch Schaum messen?

Das hängt stark von der Art und Beschaffenheit des Schaums ab. Schaum kann Radarenergie absorbieren oder selbst reflektieren. Die Anwendung sollte deshalb unter realen Prozessbedingungen geprüft werden.

Warum ist die Dielektrizitätszahl wichtig?

Sie beeinflusst, wie stark das Medium Radarenergie reflektiert. Medien mit schwacher Reflexion erzeugen ein kleineres Produktecho, wodurch andere Reflexionen relativ stärker ins Gewicht fallen können.

Ist Bluetooth dasselbe wie HART?

Nein. Bluetooth dient bei der LR100-Serie insbesondere zur lokalen Parametrierung mit SITRANS mobile IQ. HART beziehungsweise Modbus sind Kommunikationsschnittstellen zur Einbindung des Messgeräts in Automatisierungs- und Leitsysteme.