Eine häufiger anzutreffende, spezielle Form der Abstandsmessung betrifft die Messung des Füllstands von Flüssigkeiten oder Schüttgütern, meist innerhalb entsprechender Behälter bzw. Tanks. Entsprechend Bild 102 möchte man hier i.d.R. die Füllhöhe h ermitteln, um über weitere geometrische Parameter (im Bild ist das die Querschnittsfläche des Behälters) auf das Volumen des Inhalts zu schließen.

Bild 102: Füllstandsmessung

Wir wollen im Rahmen unseres Überblicks hierzu nur die wichtigsten Messverfahren aufzählen, ohne auf nähere Einsatzbedingungen einzugehen. Bis auf die letzte der unten genannten drei Verfahrensgruppen wird hierbei auf Sensorprinzipien zurückgegriffen, die wir bereits besprochen haben oder die im weiteren Verlauf dieses Kompendiums noch dargestellt werden.

Messverfahren von oben:

  • Ultraschallsensor
  • Lasersensor
  • Radarsensor

Dies sind die bereits in diesem Kapitel besprochenen Abstandsmessverfahren. Für die Ermittlung des Füllstands werden sie oben am Behälter befestigt und messen den Abstand bis zur reflektierenden Oberfläche, woraus auf h rückgerechnet werden kann.

Messverfahren von unten:

  • Wägesensor
  • Drucksensor

Beim ersten Verfahren wird der Behälter inkl. Inhalt durch den Sensor gewogen. Nach Abzug des Behälterleergewichts kennt man das Gewicht des Inhalts, woraus weitere Größen wie Volumen oder h (insofern dieses dann überhaupt noch relevant ist) berechnet werden können. Beim Drucksensorverfahren wird über den Druck p am Behälterboden auf die entsprechende Zielgröße geschlossen. Es ist deshalb nur für Flüssigkeiten geeignet. p ist mit h über die Dichte ρ und die Erdbeschleunigung g verknüpft:

(Formel 183)

Innseitige Messverfahren:

  • Schwimmer
  • konduktive Sonde
  • kapazitive Sonde

Diese drei Verfahren eignen sich ebenfalls nur für Flüssigkeiten. Beim Schwimmer wird über unterschiedlichste Sensorelementprinzipien meist dessen Position in Bezug auf eine über ihm angeordnete Messelektronik ermittelt, was z.B. durch eine beide koppelnde Stange erfolgen kann. Konduktive bzw. kapazitive Sonden sind senkrecht über die gesamte Behälterhöhe angebrachte Messstäbe mit zugehöriger Auswerteelektronik, bei denen zwischen zwei Elektroden der ohmsche Widerstand bzw. die Kapazität ausgewertet wird. Diese ändern sich mit der Füllhöhe h. Konduktive Verfahren funktionieren nur bei zumindest in gewissem Maße leitfähigen Flüssigkeiten, Öl wäre also z.B. damit nicht messbar. Kapazitive Sonden arbeiten mit allen Flüssigkeiten. Falls diese leitfähig sind, müssen die Elektroden mit einer Isolationsschicht versehen werden.

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