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Radarsensor VEGAPULS 69 misst den Füllstand in kleinen Dosierbehältern zuverlässig

Wichtig ist, dass der Füllstand im Dosierbehälter zuverlässig ermittelt wird. Nur bei konstantem Durchfluss arbeitet die Bandwaage stabil und reibungslos.

Der Hund ist einer der liebsten Begleiter des Menschen. Dabei scheuen viele Besitzer keine Mühen und wollen nur das Beste. Dementsprechend breit ist das Angebot an Hundefutter, angefangen vom Welpenfutter bis zur Seniormischung, Produkte für magenempfindliche und allergisch reagierende Tiere. Seit Jahren wächst die Produktpalette und damit auch die vielfältigen Rezepturen.
Das südafrikanische Unternehmen RCL Foods kennt sich mit den Vorlieben der Vierbeiner aus. Der führende afrikanische Lebensmittelproduzent produziert nicht nur diverse Futtersorten, sondern hat für deren Herstellung auch eine eigene Anlage entwickelt und konzipiert. Dabei hat sich vor allem die Zugabe von essenziellen Ölen und Fetten als sehr komplex erwiesen.
Die grundlegenden Schritte des Haustierfutterprozesses umfassen die Beschaffung von Rohstoffen, das Mischen über ein Dosiersystem, indem wichtige Vitamine und Nährstoffe zugesetzt werden, das Mahlen auf eine bestimmte Spezifikation und Größe und anschließend die Vermischung. Im nächsten Schritt wird das aufbereitete Produkt pneumatisch über eine Förderleitung der Extrusionsanlage zugeführt. Dort werden Dampf, Wasser und andere Zutaten hinzugefügt, um viele verschiedene Formgrößen und Mischungen von Tierfutter herzustellen.

Trotz der deutlich kürzeren Wellenlänge des VEGAPULS 69 ist der Radarsensor sehr unempfindlich gegenüber Ablagerungen.

Nach der Extrusion muss das Produkt je nach Feuchtigkeitsspezifikation getrocknet werden. Verlässt das Produkt den Trockner, wird es noch mit essenziellen Fetten und Ölen beschichtet. An diesem Punkt des Verfahrens gab es in der Vergangenheit jedoch immer wieder Schwierigkeiten. Zwar handelte es sich um eine brandneue, hochmoderne Anlage, die von dem eigenen internen Team entworfen und gebaut wurde, aber eine Messstelle lieferte keine zuverlässigen Messwerte, um einen kontinuierlichen und reibungslosen Prozess sicher zu stellen.
Die Problematik: Wenn das Produkt den Chargentrockner verlässt, wird das Futter mit Fetten und Ölen versorgt. Hierfür wurde ein Behälter installiert, der die getrockneten Futterpellets enthält. Aus diesem wiederum wird eine Bandwaage gespeist, die verwendet wird, um eine genaue Flussrate für die Zugabe von Fetten und Ölen zu erhalten. Absolut notwendig dabei ist, dass der Füllstand in diesem Vorratsbehälter zuverlässig ermittelt wird, um einen konstanten Durchfluss zu erreichen. Nur so kann die Bandwaage reibungslos und stabil arbeiten. Hintergrund ist, dass die vier PID-Schleifen, die die Zugabe der Fette und Öle regeln, mit stark schwankenden Prozessvariablen nicht gut zurechtkommen.
Auf den ersten Blick wirkt die Messstelle nicht besonders problematisch. Es herrschen normale Umgebungstemperaturen und die Futterpellets sind eigentlich einfach zu handhaben. Hin und wieder kommt es zu leichten Vibrationen, die aber einer Messung nicht entgegen stehen sollten. Die Herausforderung erschließt sich erst beim genaueren Blick. Die Größe, die Zusammensetzung und die Dichte der einzelnen Pellets schwankt ständig. Außerdem wechselt der Füllstand sehr schnell, da das Produkt schnell fließt. Eine zuverlässige Füllstandmessung in dem Vorratsbehälter war daher sehr schwierig.
RCL Foods arbeitet schon seit mehr als einem Jahrzehnt mit VEGA zusammen und schätzt die südafrikanische Tochterfirma des Unternehmens aus dem Schwarzwald vor allem wegen seines guten Service.

Zuverlässige Füllstandmessung auch in kleinen Behältern

Da das Produkt schnell fließt, wechselt auch der Füllstand ständig. Eine zuverlässige Füllstanderfassung in dem Vorratsbehälter ist daher kein leichtes Unterfangen.

VEGA schlug eine Testinstallation mit dem Radarsensor VEGAPULS 69 vor. Mit der höheren Frequenz von 80 GHz wird das Spektrum für Anwendungen in der Radarfüllstandmesstechnik erheblich erweitert. Ein wesentlicher Aspekt des Erfolgs ist, dass der Sensor nur noch einen Öffnungswinkel von 3° (vorher 10°) benötigt, wodurch der Messstrahl an Einbauten oder Anhaftungen an der Behälterwand sicher vorbei messen kann. In der Praxis bietet die deutlich höhere Fokussierung des Sendesignals eine ganze Reihe an Vorteilen, der wichtigste ist, dass sich das eigentliche Messsignal von Störsignalen besser trennen lässt und selbst kleinste Reflexionssignale noch erfasst werden.
Dennoch: Kritisch sah man bei RCL Foods vor allem die geringe Höhe des Durchflussbehälters mit einem effektiven Messbereich von lediglich etwa 1,5 Metern. Ein Problem, das viele Anwender bei kleineren Apparaten und Behältern, etwa im Technikum oder bei Pilotanlagen, kennen. Normalerweise bereiten die Blockdistanz des Radarsensors, die Größe und das Design der Antennen oder auch der Messunsicherheit am Behälterboden einige Schwierigkeiten, wenn es darum geht, ein zuverlässiges Messsignal zu erhalten.
Der VEGAPULS 69 verfügt zwar über einen Messbereich von bis zu 120 Metern, doch er kommt auch mit kleinen Höhen, wie sie im Vorratsbehälter des südafrikanischen Unternehmens vorliegen, gut zurecht.

Gute Fokussierung ermöglicht Messung durch Stutzen

Der Füllstand im Pelletbehälter wird nun zuverlässig gemessen und kann konstant gehalten werden.

Bei dem Aufbau war es notwendig vorhandene Stutzen möglichst ohne einen Umbau zu verwenden. Dieser war zwar nicht optimal, aber durch die sehr gute Fokussierung des Sensors entstanden kaum Störreflexionen. Nach der Installation wurde der Radarsensor via Bluetooth und Smartphone schnell eingerichtet. Von den Messsignalen war das Messtechnik-Team positiv überrascht. Der Füllstand im Pelletbehälter wird nun zuverlässig gemessen und kann konstant gehalten werden. Der kontinuierliche Prozess beim Coating der Futterpellets läuft nun reibungslos. Auch Ablagerungen seitens des Hundefutters stellen für den VEGAPULS 69 kein Problem dar. Laut Angaben des Unternehmens wurde der Radarsensor seit seinem Einbau vor zwei Jahren nie wieder angefasst, weder zur Reinigung noch zur Wartung. Das gelieferte Füllstandsignal ist zuverlässig und genau, so dass einer ausgewogenen Hundefuttermischung nichts mehr im Wege steht.

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