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Ultraschallmesstechnik Damit der Bierfluss nicht unterbrochen wird

| Redakteur: Sariana Kunze

Wenn aus der Zapfanlage nur noch kalte Luft kommt, sind das angeschlossene Fass bzw. der Biertank leer, und der Bierfluss unterbrochen. Um das zu verhindern, müssen Gastronom und Brauerei jederzeit nachprüfen können, wie viel Gerstensaft noch vorhanden ist. Ultraschallsensoren sorgen durch kontinuierliche Füllstandsmessung dafür, dass der Bierfluss nicht unterbrochen wird.

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Ultraschallmesstechnik sorgt für ununterbrochenen Bierfluss in Gastronomiebetrieben und Brauereien.
Ultraschallmesstechnik sorgt für ununterbrochenen Bierfluss in Gastronomiebetrieben und Brauereien.
( © volff - Fotolia )

Ebenso groß wie die Vielfalt der Messtechnologien ist das nahezu unüberschaubare Angebot an Sensoren und Grenzschaltern. Bein einem Großteil der gängigen Methoden kommt der Sensor oder wenigstens einige seiner Teile mit dem zu messenden Medium in Berührung kommen und der Behälter für den Einbau des Messsystems verändert werden muss. Abgesehen von dem Verschleiß des Sensors durch den Kontakt mit dem Medium sind eben dieser Kontakt sowie die Modifikation der Tanks in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie in der Regel unerwünscht.

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Bier-Fasskontrolle per Echolot

Zu den Verfahren, die vollständig berührungsfrei arbeiten und keine Bearbeitung des Behälters erfordern, zählt die Füllstandmessung per Ultraschall. Ultraschallsensoren sind wartungsfrei und unbeeinflusst von den Flüssigkeitseigenschaften wie beispielsweise Farbe, Leitfähigkeit oder Dichte. Sie arbeiten nach der Methode der Laufzeitmessung. Dabei wird unterschieden zwischen Messungen durch den Gasraum und solchen durch die Behälterwand. Bei Gasraummessungen breiten sich die durch einen Sensor ausgesandten Ultraschallimpulse durch den flüssigkeitsfreien Raum bis zur Oberfläche des Mediums aus, werden dort reflektiert und wieder vom Sensor erfasst. Der Füllstand errechnet sich aus der ermittelten Laufzeit und der Behälterhöhe. Im Fall der Füllstandmessung durch die Behälterwand von unten oder der Voll-Leer-Messung von der Seite wird die Laufzeit im Medium selbst ermittelt. Eingebracht über die Behälterwand breitet sich der Ultraschallimpuls in der zu messenden Flüssigkeit aus, wird an deren Oberfläche oder der gegenüberliegenden Tankwand reflektiert und gelangt zurück zum Sensor. Dieser digitalisiert das empfangene Ultraschallsignal und wertet die Laufzeit des Signals vom Sendeimpuls bis zum Empfang aus. Bei bekannter Schallgeschwindigkeit ist die Laufzeit direkt proportional zur Höhe des Flüssigkeitsfüllstands. Voraussetzung für diese Methode ist eine Durchschallbarkeit von Wand und Medium. Sie eignet sich besonders für Messungen an einwandigen flüssigkeitsgefüllten Behältern wie beispielsweise stehenden oder liegenden zylindrischen Edelstahltanks in Brauereien und gastronomischen Betrieben.

Mit spezieller mechanischer Montagehilfe

Die Anforderungen für einen solchen Einsatz bestehen üblicherweise in Umgebungsbedingungen mit hoher Feuchtigkeit und niedrigen Temperaturen sowie in der Form des Behälterbodens. Der ist in der Regel ein Klöpperboden (benannt nach seinem Erfinder Georg Kloppsch 1874 bis 1951) und damit gewölbt. Der große Vorteil dieser Bodenvariante: Die abgeflachte Halbkugelform nimmt bei nur geringfügig dickerer Wandstärke weniger Platz ein als ideale Halbschalen und ist dennoch gleichzeitig relativ druckstabil. Bei liegenden Behältern mit Klöpperboden können die Ultraschallsensoren zur Füllstandmessung beziehungsweise Voll-Leer-Meldung einfach per Spannband außen am Behälter montiert werden. Bei stehenden Behältern ist dies jedoch keine Option. Hier muss der Sensor unter dem Behälter befestigt werden. Abhängig davon, an welcher Stelle des gewölbten Klöpperbodens sich der Sensor befindet, wandert der Ultraschallimpuls jedoch in einem anderen Winkel durch die Flüssigkeit und das Messergebnis ist jeweils ein anderes. Um solche Fehler zu eliminieren, entwickelte die Sonotec GmbH aus Halle (Saale) den Level Measurement Sensor LM. Er kann sowohl an liegenden als auch an stehenden Behältern angebracht werden. Das Besondere: Eine spezielle mechanische Montagehilfe schließt Anbaufehler bei stehenden Tanks mit Klöpperboden aus. Sie sorgt stets für die Anbringung des LM-Sensors in der idealen Position und Ausrichtung und damit für ein korrektes Messergebnis. Der Sensor selbst ist mit einem Durchmesser von 50 mm und einer Länge von 100 mm ausgesprochen kompakt. Schallwandler und Elektronik sind im Sensorgehäuse integriert. Dieses besteht aus eloxiertem Aluminium und macht den Ultraschallsensor beständig gegen Feuchtigkeit und Temperaturen von -40° C bis 80° C.

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