Fachartikel vom 12/15/2015

MTS Sensors

Den Pegel halten

Fernüberwachung von Kraftstofftanks: Mit den magnetostriktiven Sensoren von MTS Sensors lässt sich der Füllstand von Kraftstofflagern jeder Zeit präzise feststellen. Dies erhöht die Produktivität und senkt Betriebskosten.

Das Model MG des magnetostriktiven Füllstandsmessers von MTS Sensors (Bild: MTS Sensors)

Von Lee Aiken

Da die weltweiten Energiereserven schwinden, kommt es immer mehr darauf an, die vorhandenen Ressourcen zu schonen und eine Verschwendung so gering wie möglich zu halten. Schätzungen gehen davon aus, dass allein in Großbritannien durch das falsche Befüllen von Fahrzeug-Kraftstofftanks (wie Dieselbetankung bei einem Benzin-Auto oder umgekehrt) jedes Jahr an die 7,5 Millionen Liter verunreinigter Kraftstoff entstehen. Dieser Kraftstoff kann zusammen mit verunreinigten Kraftstoffen aus anderen Bereichen aufbereitet und wieder verkauft werden. Damit wird ein nicht unerheblicher Teil des stetig wachsenden Bedarfs gedeckt.

Refuels verarbeitet mehrere Millionen Liter Kraftstoff jedes Jahr und ist mit 20 Niederlassungen der größte britische Aufbereiter von Mischbrennstoffen. Das Unternehmen übernimmt die Abholung und Wiederaufbereitung von Kraftstoffen, die aus unterschiedlichen Quellen wie Kfz-Werkstätten, Autohäusern, Schrottplätzen, Pannendiensten und mobilen Kraftstofftank-Reinigungsbetrieben kommen.

Besserer Einblick in das Kraftstofflager

Um die Betriebseffizienz und die Rentabilität zu steigern, hat Refuels seine Betriebsabläufe verbessert. Die Zusammenarbeit mit dem Software-Anbieter InfoSoft NI führte zu einem voll automatischen Asset Management System. Damit erhalten die Mitarbeiter bei Refuels einen besseren Einblick in das Kraftstofflager. Jederzeit stehen detaillierte Informationen über die eingelagerte Kraftstoffmenge in allen Niederlassungen zur Verfügung, über die ausgelieferte Menge, den Zeitpunkt der Auslieferung und wer die Lieferung durchgeführt hat. Alle Nutzer müssen sich über ein Transponder-Tag authentifizieren, bevor Kraftstoff in einen der Tanks gefüllt werden kann. Das System zeigt auch an, wenn ein Tank seine volle Kapazität erreicht.

Da sich die Lagertanks an Refuels’ Umfüllstationen meist an entfernten Standorten befinden, ist ein Anschluss an das Stromnetz in vielen Fällen nicht möglich. Die Energie muss daher über Batterien bereitgestellt werden, die über Solarpanels aufgeladen werden. Dies garantiert einen ununterbrochenen Betrieb ohne Ausfallrisiko.

Durch die Aufbereitung der Daten jeder solarbetriebenen Messeinheit deckt das System das gesamte Unternehmensnetzwerk im Land ab. Damit ist eine kontinuierliche Überwachung des Kraftstoffvorrats in Echtzeit möglich. Das Füllstandmesssystem im Inneren jedes Tanks ist über eine sichere Internet-Verbindung mit einem Cloud-basierten Web-Portal verbunden. Die spezielle Sensorik muss dabei hochzuverlässig und reproduzierbar sein. Hinzu kommt, dass der Einsatz in explosionsgefährdeten Umgebungen erfolgt, was die Einhaltung des Atex-Standards erfordert.

MTS Sensors stellt dazu den Sender zur Pegelmessung bereit. Dafür wurde das Level Plus Modell MG spezifiziert, da es sich für diese Art von Anwendung am besten eignet. Dieser präzise Füllstandmesser ist für die Einlagerung großer Flüssigkeitsmengen ausgelegt und lässt sich einfach in Tanks aller Formen und Größen einbauen.

Temposonics magnetostriktiver Erfassungsmechanismus (Bild: MTS Sensors)

Genaue Positionsbestimmung durch Temposonics-Technologie

Die Temposonics-Technologie von MTS Sensors ist eine fortschrittliche Form der magnetostriktiven Technik, die hohe Messgenauigkeit bietet und für den Einsatz in anspruchsvollen Umgebungen geeignet ist. Sensoren auf Basis dieser Technik arbeiten verschleißfrei und widerstehen Vibrationen, Stößen, hohen Drücken und Temperaturen, ohne dass sich ihre Zuverlässigkeit oder Leistungsfähigkeit verschlechtert.

Temposonics-basierte Sensoren ermöglichen eine genaue Positionsbestimmung durch die momentane Wechselwirkung zwischen zwei Magnetfeldern. Eines dieser Felder wird durch einen beweglichen Permanentmagneten erzeugt, der sich außerhalb des Sensors entlang bewegt. Das andere Feld wird durch einen Stromimpuls erzeugt, der an einen ferromagnetischen Wellenleiter angelegt wird, der parallel zur Richtung der Permanentmagnet-Bewegung verläuft. Treten diese beiden Magnetfelder in Wechselwirkung zueinander, wird ein Schall-Torsionsimpuls erzeugt. Dieser wandert durch den Wellenleiter und wird durch das Sensorelement erkannt. Durch die Messung der Zeitdauer zwischen dem Anlegen des Stromimpulses und dem Empfang des Drehmomentimpulses lässt sich der genaue Abstand zum beweglichen Magneten bestimmen. Da der Sensorausgang einer Absolutposition entspricht anstatt eines Relativwertes erübrigt sich somit eine Rekalibrierung.

Der MG-Sender bietet eine Modbus-RTU-Schnittstelle über RS485, die für die meisten Steuerungs- und Regelungssysteme ausgelegt ist. Der Sender bietet ±1 mm Genauigkeit bei der Füllstandmessung sowie ±0,1 °C Temperaturgenauigkeit. Seine Linearität bleibt unabhängig von Umgebungstemperaturschwankungen konstant. Der Sender ist für verschiedene Gefahrenbereiche erhältlich, beispielsweise nach Atex, FM, CSA, KC, Inmetro, CCoE und IECEx. Er ermöglicht zudem eine 3-in-1-Messung des Füllstands, der Schnittstelle und der Temperatur – und das über eine einzige Prozessöffnung.

Aufgrund dieses optimierten Ansatzes werden keine zusätzlichen Instrumente mehr benötigt, was die Kosten und den Zeitaufwand bei der Integration des Sensorsystems senkt. Durch die integrierte Volumenberechnung lässt sich die Menge an vorhandener Flüssigkeit schnell und ohne komplexe Algorithmen bestimmen. In dieser Anwendung war es möglich, den Inhalt eines 15.000-Liter-Tanks mit einer Genauigkeit von 2 Litern zu bestimmen.

Nach der Umsetzung des Asset Management Systems und dem Einbau der zahlreichen magnetostriktiven Sensoren war Refuels in der Lage, den genauen Stand seiner Kraftstofflager laufend abzufragen. Damit erhöht sich die Produktivität, die Betriebskosten sinken, weniger Verluste fallen an und eine genauere Abrechnung ist möglich. (as)

www.mtssensor.de