Eine genaue Grenzstandmessung sowie kontinuierliche Füllstands-, Trennschicht- und Dichtemessungen sind für einen sicheren und effizienten Betrieb in Industrien, in denen eine Vielzahl von Medien zum Einsatz kommt, unerlässlich. Das radiometrische Messprinzip bietet eine robuste Lösung für diese anspruchsvollen Anwendungen, insbesondere dort, wo konventionelle Messprinzipien an ihre Grenzen stoßen.
Diese Technologie nutzt von einem radioaktiven Isotop abgegebene Gammastrahlung, um Tanks und Rohrleitungen von außen zu durchstrahlen. Die Strahlung wird abhängig von der Dichte und dem Füllstand des Mediums abgeschwächt. Diese Änderung wird präzise von einem Kompakttransmitter erkannt.
Die radiometrische Messung arbeitet unabhängig von den physikalischen und chemischen Eigenschaften des Mediums, wie z. B. Korrosivität, Toxizität oder Abrasivität, und wird nicht durch extreme Bedingungen wie hohe Drücke oder hohe Temperaturen beeinträchtigt.
Im Video erfahren Sie, wie das radiometrische Messprinzip funktioniert.
Vorteile: Radiometrische Füllstands- und Dichtemessung
- Universeller Einsatz für Flüssigkeiten, Schüttgüter, Suspensionen und Schlämme
- Unabhängig von Mediumseigenschaften wie Dichte, Viskosität oder Leitfähigkeit
- Ideal geeignet für extreme Prozessbedingungen, in denen oftmals keine anderen Messprinzipien genutzt werden können
- Berührungslose Messung über die Außenseite von Behältern wie Reaktoren, Autoklaven, Abscheidern, Säuretanks und Zyklonen
- Robustes Design für maximale Betriebssicherheit
So funktioniert das radiometrische Messprinzip (Gamma)
Tagtäglich werden Tanks über Rohrleitungen mit den unterschiedlichsten Medien befüllt und entleert. Beispiele dafür sind Trinkwasser, Fruchtsäfte, Öle und Benzine, Säuren oder Laugen. Da diese Medien zum Teil völlig unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, existieren zu deren Erfassung auch unterschiedliche Messprinzipien. Beispielsweise die radiometrische Füllstandsmessung mittels Gammastrahlung. Bereits 1896 experimentierte Henri Becquerel mit Uransalzen und stellte fest, dass diese eine fotografische Platte schwärzten, was auf abgegebene Strahlung deutete. Er gilt als Entdecker der Radioaktivität und zu seinen Ehren lautet die SI-Einheit "Becquerel". Ein Becquerel entspricht einem radioaktiven Zerfall pro Sekunde. 1897 untersuchte Marie Curie die Strahlung von Uranverbindungen weiter und prägte das Wort "radioaktiv". Zu ihren Ehren wurde die Maßeinheit der Aktivität "Curie" genannt.
Radiometrische Messtechnik kann zur Detektion von Füllstand, Grenzstand oder Dichte in Tanks oder Rohrleitungen eingesetzt werden. Dies geschieht in der Regel mittels Gammastrahlung. Lassen Sie uns die Funktionsweise dieses Messverfahrens etwas näher betrachten. Beim Zerfall eines radioaktiven Isotops wird Strahlung in Form von Teilchen oder elektromagnetischen Wellen ausgesandt. Alpha- und Betastrahlung sind Teilchenstrahlungen. Gammastrahlung ist eine elektromagnetische Welle. In der industriellen Messtechnik wird als radioaktives Isotop meist Cäsium 137 oder Kobalt 60 eingesetzt, welche Beta- und Gammastrahlung aussenden. Das Isotop wird in eine doppelt ummantelte Edelstahlkapsel eingebaut, welche die Betastrahlung komplett abschirmt. In industriellen Messtechnik wird somit nur die Gammastrahlung verwendet. Die radioaktive Strahlungsquelle wird vom Strahlenschutzbehälter so abgeschirmt, dass die Gammastrahlung nur in eine bestimmte Richtung austreten kann. Der Strahlenschutzbehälter wird auf der einen Seite des Tanks angebracht. Auf der gegenüberliegenden Seite befindet sich der Kompakttransmitter zur Detektion der Strahlung. Diese Gammastrahlung wird genutzt, um Behälter oder Rohrleitungen von außen zu durchstrahlen.
Bei der Durchdringung von Materialien wird die Strahlung abhängig von der Dichte des Mediums und der Materialdicke abgeschwächt. Die ausgesendete Gammastrahlung wird vom Kompakttransmitter detektiert. Hierbei wird ein Gamma-Photon vom Szintillator in einen Lichtblitz umgewandelt. Dieser Lichtblitz wird im Szintillator wie in einer Glasfaserleitung zum Photomultiplier weitergeleitet. In der Fotokathode wird der Lichtblitz in eine sehr geringe Ladung umgewandelt, welche dann im Photomultiplier zu einem auswertbaren Stromimpuls verstärkt wird. Dieser wird dann zu einem Messsignal verarbeitet. Je höher der Füllstand bzw. je höher die Dichte, desto mehr Strahlung wird durch das Medium absorbiert, wodurch die Strahlung am Detektor verringert und in einen entsprechenden Messwert umgesetzt wird.
Messgeräte nach dem radiometrischen Messprinzip von Endress+Hauser ermöglichen die kontinuierliche Messung des Füllstands, Grenzstands und der Dichte. Auch bei schwierigsten Prozessbedingungen wie hoher Druck oder hohe Temperatur sowie in korrosiven und abrasiven Medien. Wir haben für jede Anwendung die geeignete Lösung. Endress+Hauser.
