Automatisierungsanbieter sind mehr denn je gefordert, Anwender bei der Lösung ihrer Probleme zu unterstützen: Für Automatisierer in der Prozessindustrie wird es immer schwieriger, die Komplexität der vielen Messaufgaben und der dafür verfügbaren Geräte von unterschiedlichen Herstellern zu beherrschen.

Beim Multi-Echo-Tracking kann der Sensor zwischen Füllstand- und Störsignalen unterscheiden.

© Endress+Hauser

Maßgeblichen Anteil an der sicheren Signalerfassung unter diesen Bedingungen hat das Multi-Echotracking-Verfahren der Sensoren. Bei der Radarmessung werden Messimpulse ausgesendet, von der Mediumsoberfläche reflektiert und wieder empfangen. Anhand dieser Echo-Signalkurve erfolgt die Auswertung beziehungsweise die Berechnung des Füllstand-Signals. Das Problem: Bereits kleine Silo-Einbauten (Grenzschalter oder Schweißnähte) können bei dem traditionellen Laufzeitmessverfahren störende Echo-Signale erzeugen. Stand der Technik ist, diese Störfaktoren bei der Berechnung des Füllstands komplett auszublenden. Daher akzeptieren solche Sensoren nur Radar-Echos als Füllstand-Signal, die über die Ausblendungskurve hinausragen. Liegt das Füllstand-Signal beim Befüllen oder Entleeren des Silos unterhalb der Ausblendungskurve, können Fehlauswertungen auftreten. Erst wenn der Füllstand den „Störer“ passiert, entspricht das Echo-Signal wieder dem korrekten, tatsächlichen Füllstand.

Stör-Echos punktuell ausgeblendet

Bei der aktuellen Geräte-Generation hat Endress+Hauser mit dem so genannten Multi-Echo-Tracking eine zuverlässige Signalauswertung des Radar-Echos in die Geräte integriert. Auch bei diesen Geräten generieren starke Bewegungen der Messgut-Oberfläche und Einbauten, die in den Signalpfad des Radarsensors hineinreichen, ein Störsignal. Wie bei den traditionellen Verfahren wird auch beim Multi-Echo-Tracking dem Signal eine Ausblend-Kurve überlagert. Allerdings erfasst die Auswerte-Einheit des Sensors alle Echo-Signale – von den Störern wie auch dem zu messenden Füllstand – und beobachtet deren Verlauf. Mittels selbst lernender Algorithmen kann die Software daher eindeutig zwischen Füllstand-Signal, Störsignal und selbst Doppel-Echos unterscheiden. Somit kann das Füllstand-Echo auch unterhalb der Signal-Ausblendung als sinnvolles Gut-Signal identifiziert werden. Gleichzeitig verhindert dies das für Stör-Echos typische „Springen“ des Messwerts. Damit ist eine sichere und präzise Messung sogar bei starken Störquellen im Tank gewährleistet.

Die Levelflex FMP5x-Familie ist Teil des Anfang 2010 initiierten Zweileiter-Konzepts, das sieben Messverfahren für die Messgrößen Durchfluss und Füllstand vereinheitlicht hinsichtlich:

• Bedienung
• Software
• Schnittstellen
• Datenmanagement
• Systemintegration
• Gehäusekomponenten
• Elektronikmodule
• Bestellstrukturen
• Dokumentation

Derzeit lediglich für die Durchfluss- und Füllstand-Messung verfügbar, steht zur Hannover Messe die Ausweitung des Konzepts auf ein Ultraschall-Gerät an.

Autor: Thomas Fritz ist Produktmanager Füllstand bei der Firma Endress+Hauser in Weil am Rhein.