Vibrationsgrenzschalter sind erprobte Komponenten und werden wegen ihrer Einfachheit und Zuverlässigkeit geschätzt. Die Inbetriebnahme und die Auswertung sind leicht, zudem überwacht sich der Sensor selbst. Doch die bisher am Markt verfügbaren Vibrationsgrenzschalter stießen an ihre Grenzen, sobald die Temperaturen über 280 °C stiegen oder in den Bereich der kryogenen Gase sanken. Mit der Entwicklung des neuen Vegaswing 66 wurde nun der Anwendungsbereich erheblich erweitert. Der induktive Antrieb schafft es, die Schwinggabel auch unter extremen Temperaturbedingungen anzuregen. Für den Anwender bedeutet dies, dass er die Vorteile der einfachen Handhabung des Vibrationsgrenzschalters in einem erweiterten Anwendungsbereich von -196 bis +450 °C und einem Druckbereich von -1 bis +160 bar nutzen kann.
In der Praxis heißt das: Der neue Vegaswing 66 lässt sich ebenso einfach wie die bewährten Baureihen Vegaswing 61 und 63 anschließen. Dabei verfügt er über die gleiche Selbstüberwachung von Schwingelement und Elektronik. Zudem ist eine einfache Funktionsprüfung per Tastendruck möglich und der Sensor ist nach IEC 61508 bis SIL2-qualifiziert. Wie gewohnt detektiert das Gerät unabhängig von der Flüssigkeit den Grenzstand. Dichte, Dielektrizitätszahl oder Schaum beeinflussen die Qualität der Messung nicht
Zuverlässig auch unter Dampf
Dank der neuen Technologie eröffnen sich dem Vegaswing 66 vollkommen neue Einsatzgebiete, wie zum Beispiel bei der Überwachung von Dampfkesseln. Sattdampf wird in vielen Prozessen benötigt, etwa zum Antrieb von Turbinen in Kohle-, Gas- oder Ölkraftwerken. Der Vegaswing 66 kann in solchen Anlagen als Niedrig- und Hochwasserbegrenzer eingesetzt werden. Der maximale Kesseldruck von 160 bar bedeutet gemäß Dampfdrucktabelle eine Kesseltemperatur bis circa 345 °C. Der Vegaswing 66 deckt damit über 95 Prozent aller Dampferzeuger ab. Ein spezielles Sicherheitspaket bildet der Vegaswing 66 gemeinsam mit dem TDR-Sensor Vegaflex 86. Für maximale Sicherheit können die beiden Geräte diversitär redundant miteinander verschaltet werden.
Der Vegaflex 86 funktioniert nach dem Messprinzip des Geführten Radars. Ein Hochfrequenzimpuls wird auf einen elektrischen Leiter gekoppelt und läuft mit annähernd Lichtgeschwindigkeit an dessen Oberfläche entlang, bis er auf das Füllgut trifft. Da dieses die Energie teilweise reflektiert, läuft das Signal wieder zurück in die Empfangseinheit. Diese stoppt die Zeit, die von der Signalaussendung bis zum Empfang vergeht. Darüber kann man dann die Wegstrecke berechnen. Dieses Prinzip funktioniert auch im Dampfkessel, dort besteht aber die Herausforderung, dass durch die Dampfatmosphäre die Ausbreitungsgeschwindigkeit nicht mehr mit Lichtgeschwindigkeit erfolgt, sondern sich verlangsamt.
Referenzstrecke als Lösung
Wie wurde dieses Problem gelöst? Stefan Kaspar aus dem Produktmanagement von Vega berichtet: „Wir haben einen kleinen Kniff angewandt. Wir haben Referenzsignale auf der Messtrecke angebracht.“ Fest definierte Punkte erzeugen hier kleine Echosignale. „Diese Signale wandern wegen der geänderten Ausbreitgeschwindigkeit ein Stück von der Referenzstrecke weg. Wir wissen aber, wo sie sich eigentlich befinden sollten und können dadurch entsprechend rückrechnen und kompensieren. Über diesen Kniff können wir das Geführte Radar auch im Dampfkessel einsetzen“, erklärt Kaspar. Die Stärken des Vegaflex 86 liegen in der Anpassungsfähigkeit an die Dampfatmosphäre und die Unabhängigkeit von den Messbedingungen. Im Gegensatz zu anderen kontinuierlichen Messprinzipien, die man hier einsetzen könnte, wie kapazitive Messprinzipien, ist die Messgenauigkeit des Geführten Radars auch unter diesen extremen Bedingungen gleichbleibend hoch. Das Messgerät für die Dampfkesselanwendung unterscheidet sich nur in der mechanischen Ausführung von den anderen Messgeräten. Die Elektronik ist dieselbe. Das erleichtert die Inbetriebnahme für den Anwender erheblich.
