Füllstandsensoren erobern die Tiefsee

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Lichtleiter mit Füllstandskontrolle

Bei der Wahl der Sensoren entschied sich Aker Wirth für Füllstandssensoren des Schweizer Sensorikspezialisten Contrinex. Bei diesen Füllstandschaltern aus 1.4301-Edelstahl befindet sich am Ende eines zwei Meter langen Kunststofflichtleiters ein nur Millimeter großer Lichtleiterkopf mit einem Prisma aus kratzfestem, leicht zu reinigendem Glas. Die Optik ist vollständig vergossen, der Lichtleiter damit nach Schutzart IP68 dicht und hervorragend geeignet für den Einsatz in korrosiver Meerwasseratmosphäre.

„Das Funktionsprinzip optischer Füllstandssensoren beruht auf der Lichtbrechung an der Grenze zweier Medien mit unterschiedlichem Lichtbrechungsindex“, erklärt Norbert Matthes, Produktmanager in der deutschen Niederlassung von Contrinex. Eine externe Lichtquelle sendet einen permanenten Lichtstrahl Richtung Prisma. Befindet sich dieses in der Luft, wird der Lichtstrahl am Ende des Prismas reflektiert und zurück zum Empfänger geschickt. Kommt das Prisma mit Flüssigkeiten in Kontakt, ändert sich der Brechungsindex des Lichts. Der Strahl wird nicht reflektiert sondern in die Flüssigkeit abgelenkt. Das Steuergerät an der Quelle erkennt diese Unterbrechung. Damit folgt der Füllstandslichtleiter dem Funktionsprinzip einer Einweglichtschranke. Er reagiert bereits bei einer Wassersäule von drei Millimetern einwandfrei.

Für eine Füllstandskontrolle mit Lichtleiter, wie dies bei dem ISUP-Projekt der Fall ist, wird zusätzlich zum Lichtleiter ein Verstärker benötigt. Er sendet, verstärkt und empfängt das Lichtsignal und löst bei unterbrochenem Strahl einen Alarm aus oder schaltet eine angeschlossene Pumpe an. Aker Wirth hat sich für ein Gerät mit 12-Gang-Potentiometer und beleuchteter Skala entschieden. Da sich das Wasser unten in den horizontal liegenden zylindrischen Gehäusen und den Dichtungszwischenräumen sammelt, wurden die Sensoren im Unterwasser-Schaltschrank senkrecht verbaut. Zu dessen Schutz setzt Aker Wirth insgesamt drei Lichtleitersensoren vom Typ LFP-1010-020 ein, die um 120° versetzt auf dem Boden des Schaltschranks installiert sind, und entsprechend drei Steuergeräte der Serie 3060 mit Potentiometer.

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