Bei Tankfahrzeugen erfolgte die Mengenmessung bisher bei der Annahme oder Abgabe von Flüssigkeiten ausschließlich mit Hilfe von Messanlagen mit Flüssigkeitszählern, die zahlreiche Nachteile aufweisen. Es wurden alternative Füllstandsmessverfahren entwickelt, die u.a. einen direkten und ständigen Zugriff auf den aktuellen Befüllungszustand der einzelnen Kammern der Tankfahrzeuge ermöglichen. Zwei Verfahren werden im Beitrag vorgestellt. Das erste Messverfahren verwendet einen geführten Schwimmer, dessen Position über eine Laufzeitmessung einer durch Magnetostriktion (umgekehrter Piezoeffekt) erzeugten Ultraschallwelle ermittelt wird. Die Auflösung der Positionsmessung liegt bei etwa 10 Mikrometer, die Reprodzuzierbarkeit bei etwa 100 bis 200 Mikrometer. Der typische Einsatzbereich reicht bis zu Füllhöhen von 3,5 m. Das zweite Messverfahren beruht ebenfalls auf einer Ultraschall-Laufzeitmessung, in diesem Fall jedoch direkt. Kurze Ultraschall-Impulse werden vom Tankboden aus durch das Messgut nach oben gesendet. Zur Vermeidung des Einflusses von ungewollten Reflexionen werden die Impulse durch ein Peilrohr zur Flüssigkeitsoberfläche geführt, an der sie reflektiert werden. Am Ort der Abstrahlung wird die zum Senden der Schallimpulse verwendete Piezokeramikscheibe nun als Mikrofon benutzt und die Zeit ermittelt, die der Schall für den Weg zur Oberfläche und zurück benötigt hat. Wegen der Abhängigkeit der Schallgeschwindigkeit von den Eigenschaften des Messgutes und dessen Temperatur werden auch bei diesem Verfahren gleichzeitig Referenzmessungen durchgeführt. Die Auflösung der Höhenmessung liegt bei etwa 100 Mikrometer, die Reproduzierbarkeit bei etwa 100 bis 200 Mikrometer. Wichtig ist die Einbindung der Füllstandssensoren in ein komplettes Volumenmesssystem. Die Eichordnung schreibt eine maximal zulässige Fehlergrenze von +/- 0,5 % vor. Für jede einzelne Tankkammer muß eine individuelle Peiltabelle durch Ausliterung bestimmt werden. Damit wird der Tank zu einem Messbehälter, d.h. er muß entsprechende Anforderungen z.B. hinsichtlich Formstabilität, Störeinflüsse, Oberflächenwellen und Neigung erfüllen. Die aktuellen normungstechnischen Aktivitäten werden skizziert.
Neuartige Anwendung von Füllstandssensoren für die Flüssigkeitsmessung auf Tankwagen
2004
8 Seiten, 3 Bilder, 4 Quellen
Conference paper
German
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