Hochtemperatursensoren für die Füllstandserfassung in heissen Medien

Zuverlässige Füllstandsmessung bei Temperaturen bis 200 °C

Ob Mindestfüllstand im Ölbehälter oder laufende Niveauüberwachung im Prozess: Wir entwickeln und fertigen kundenspezifische Hochtemperatursensoren für heisse Flüssigkeiten. Unser Standardbereich reicht je nach Bauform und Ausführung bis maximal 200 °C. Werkstoffe, Schwimmer und elektrischer Aufbau werden auf Ihre Anwendung abgestimmt. 

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Unsere Hochtemperatursensoren: die passende Lösung für Ihre Anwendung 

Benötigen Sie eine Meldung beim Erreichen eines bestimmten Flüssigkeitsstands oder eine laufende Füllstandsanzeige? Diese Unterscheidung entscheidet über die passende Sensorbauform. Ergänzend bieten wir Magnetschalter zur Positionserkennung in heissen Umgebungen. Die folgenden Temperaturgrenzen gelten für die jeweils entsprechend ausgelegte Hochtemperatur-Ausführung. 

Schwimmerschalter RCS: Grenzstände überwachen bis 200 °C 

Unsere kundenspezifischen Schwimmerschalter RCS erkennen, wenn eine Flüssigkeit einen festgelegten Füllstand erreicht. Sie liefern Schaltsignale an die Anlagensteuerung, beispielsweise für Min-/Max-Meldungen, Trockenlaufschutz oder Überfüllüberwachung. Schaltpunkte, Einbaulänge und Anschlüsse passen wir an Ihre Anforderungen an. 

Für Anwendungen bis 200 °C setzen wir auf geeignete Edelstahlkomponenten und Reed-Schalter, die für diesen Temperaturbereich bewährt und getestet sind. Der RCS eignet sich damit insbesondere für Aufgaben, bei denen einzelne Grenzstände zuverlässig überwacht werden sollen. 

Messwertgeber RCK MWG: kontinuierliche Füllstandsmessung bis 150 °C 

Der Messwertgeber RCK MWG erfasst den Flüssigkeitsstand entlang einer definierten Messstrecke. Damit erhalten Sie Informationen für eine laufende Niveauanzeige, die Prozessüberwachung oder eine automatische Niveauregelung. 

Zur Weiterverarbeitung stehen 4–20 mA oder 0–10 V zur Verfügung. Das Messraster wählen wir passend zur Anwendung mit 5, 10 oder 15 mm. Es beschreibt die Abstufung der Füllstandserfassung und ist nicht mit einer garantierten Messgenauigkeit gleichzusetzen. 

In der Hochtemperatur-Ausführung erreicht der RCK MWG bis zu 150 °C. Bei dieser kompakten Bauweise mit miniaturisierten Komponenten liegt hier die Temperaturgrenze. 

Mini-Messwertgeber RCK MMWG: kompakte Füllstandsmessung bis 150 °C 

Für kleine Behälter und enge Platzverhältnisse ist unser Mini-Messwertgeber RCK MMWG vorgesehen. Mit 8 mm Rohrdurchmesser ist er unsere kleinste Bauform zur kontinuierlichen Füllstandsmessung. Das Messraster beträgt 5 mm; auch hier sind Ausgangssignale von 4–20 mA oder 0–10 V möglich. 

Die entsprechend ausgelegte Hochtemperatur-Variante ist bis 150 °C einsetzbar. Bei der Einbauplanung berücksichtigen wir neben dem schlanken Rohr auch den Platzbedarf des passenden Edelstahlschwimmers. 

Magnetschalter RCM: Positionserkennung bei hohen Temperaturen bis 200 °C 

Für berührungslose Näherungs- und Positionsabfragen fertigen wir kundenspezifische Magnetschalter RCM in temperaturbeständigen Ausführungen bis 200 °C. Ein abgestimmter Magnet betätigt den Reed-Kontakt und ermöglicht beispielsweise die Rückmeldung einer Bauteil- oder Klappenposition. 

Gehäuse, Schaltfunktion und Anschluss werden passend zur Einbausituation ausgeführt. Den geeigneten Betätigungsmagneten stimmen wir auf den Schalter und die Einsatzbedingungen ab.

So funktioniert die Füllstandserfassung mit dem Reed-Prinzip 

Ein Schwimmer mit integriertem Magneten folgt dem Flüssigkeitsniveau. Sein Magnetfeld betätigt die geschützten Reed-Kontakte im Gleitrohr. Beim Schwimmerschalter entsteht dadurch an einer festgelegten Höhe ein Schaltsignal. Ein klassischer Reed-Messwertgeber erfasst die Schwimmerposition dagegen über eine Kette aus Reed-Kontakten und Widerständen und ermöglicht daraus die Ausgabe eines Füllstandswerts. 

Der Schwimmer ist das einzige bewegliche Bauteil im Medium. Die magnetische Übertragung benötigt keine mechanische Verbindung durch die Rohrwand zum elektrischen Innenaufbau. Dieses einfache Funktionsprinzip bildet die Grundlage für eine robuste und langlebige Sensorlösung. 

Für kompakte Hochtemperatur-Messwertgeber berücksichtigen wir auch Hall-Technologie. Dabei erfassen Halbleitersensoren das Magnetfeld des Schwimmers. Temperaturgeeignete, robuste Komponenten aus dem Automobilbereich können hierfür eine passende Alternative sein. Ob Reed-Kette oder Hall-Sensorik: Wir wählen die Technik anhand von Temperatur, Bauform und Messaufgabe aus. 

Für hohe Temperaturen ausgelegt: Edelstahl, Kabel und Innenaufbau 

Ein hitzebeständiger Füllstandssensor besteht nicht nur aus einem temperaturfesten Messrohr. Entscheidend ist, dass alle Komponenten für die Belastung an ihrem jeweiligen Einsatzort geeignet sind: vom Schwimmer über die Anschlussleitung bis zum Verguss und zur Elektronik. 

Für die medienberührten Teile setzen wir im oberen Temperaturbereich auf Edelstahl V4A, insbesondere 1.4435 und 1.4571. Dazu passen die Edelstahlschwimmer E27Z, E44Z und E52. So lassen sich sowohl kompakte als auch grössere Bauformen realisieren. Kunststoffschwimmer aus PVC, PP oder PVDF bleiben Anwendungen mit entsprechend niedrigeren Temperaturen vorbehalten. 

Für die Materialwahl dienen folgende Bereiche unserer vorgesehenen Ausführungen als Orientierung: 

Diese Werte ersetzen keine Temperaturfreigabe für den vollständigen Sensor. Zusätzlich muss der Werkstoff gegenüber dem jeweiligen Medium chemisch beständig sein. 

Für temperaturbelastete Anschlüsse stehen je nach Ausführung unterschiedliche Leitungen zur Verfügung. FEP-Kabel und Silikonkabel sind für Temperaturbereiche von −60 bis +180 °C verfügbar; für besonders hohe Anforderungen können FEP-TE-Litzen mit einem spezifizierten Bereich von −100 bis +205 °C eingesetzt werden. Welche Anschlussleitung verwendet wird, stimmen wir auf die tatsächliche Temperaturbelastung und die weiteren Anforderungen der Anwendung ab. Die Temperaturbeständigkeit einzelner Komponenten stellt dabei keine Freigabe des vollständigen Sensors für diesen Temperaturbereich dar. Für unsere Hochtemperatursensorik gilt je nach Bauform eine maximale Einsatztemperatur von 200 °C. 

Für Einsätze ab 100 °C wird auch der Innenaufbau temperaturgerecht ausgeführt. Je nach Bauform kommen geeignete Hochtemperatur-Vergussmassen oder alternativ eine Sandfüllung im Inneren zum Einsatz. Ebenso werden Leiterplattenmaterialien und elektronische Komponenten auf die thermische Belastung abgestimmt. Eine Standard-FR4-Lösung wird nicht unverändert für den Hochtemperaturbereich übernommen. 

EX-Ausführungen und IP-Schutzarten 

Für explosionsgefährdete Bereiche sind unsere Schwimmerschalter RCS und Messwertgeber RCK in EX-Ausführung erhältlich. Die Auslegung und Bewertung der eigensicheren Ausführungen RCS-EX und RCK-EX erfolgt in Anlehnung an die Anforderungen der EN IEC 60079-0:2018, EN 60079-11:2012 und mit Ex ia IIC T6…T4 Ga sowie Ex ib IIIC Ta Db gekennzeichnet. Die Kennzeichnung Ex ia … Ga ermöglicht den Einsatz im Gasbereich bis einschließlich Zone 0. Die Kennzeichnung Ex ib … Db gilt für den Staubbereich ausserhalb des Behälters bis einschließlich Zone 21.

Für die EX-Ausführungen gelten eigene Temperaturgrenzen, die unterhalb der maximalen Temperaturbereiche unserer allgemeinen Hochtemperatursensorik liegen: Der dokumentierte Temperaturbereich der Flüssigkeit und der Umgebung Ta reicht von −20 bis +80 °C und optional bis +125 °C.

Technische Unterlagen

Die zulässige Eigensicherheit hängt von der Temperaturklasse sowie von der Flüssigkeits- und Umgebungstemperatur Ta ab: 

Daten zur Eigensicherheit Ex ia IIC T6 Ga 

Daten zur Eigensicherheit Ex ia IIC T4 Ga 

Die konkrete Auslegung muss stets mit den Betriebsbedingungen und der Kennzeichnung des jeweiligen Sensors abgestimmt werden.  

Je nach Bauform, Anschluss und Ausführung sind zudem Schutzarten bis IP68 realisierbar. Dies gilt unter anderem für die individuellen Schwimmerschalter RCS, Messwertgeber RCK und Magnetschalter RCM.

Füllstand und Temperatur in einem Gerät überwachen 

Bei Bedarf kombinieren wir die Füllstandserfassung mit einem PT100, PT1000 oder Temperaturschalter. PT100 und PT1000 ermöglichen die Temperaturmessung; ein Temperaturschalter liefert dagegen beim Erreichen eines festgelegten Temperaturgrenzwerts ein Schaltsignal. So stehen Ihrer Steuerung neben den Füllstandsinformationen auch Temperaturinformationen zur Verfügung. 

Die Kombination kann separate Sensoren und zusätzliche Behälteranschlüsse einsparen. Messposition, Anschluss und zulässiger Temperaturbereich der Zusatzfunktion werden dabei mit der gesamten Sensorausführung abgestimmt. 

Typische Einsatzbereiche: heisse Prozessmedien, Ölanlagen und Reinigungsprozesse 

Je nach Medium, Temperatur und Messaufgabe kommen unsere Hochtemperatursensoren für unterschiedliche Anwendungen infrage: 

• Prozess-, Chemie- und Galvanikanlagen: Grenzstände oder laufende Füllstände in beheizten Prozessbehältern erfassen. Die Beständigkeit gegenüber der Flüssigkeit und ihrer Konzentration ist dabei ebenso wichtig wie die Temperaturfestigkeit. 
• Öl- und Hydraulikanlagen: Den Flüssigkeitsvorrat in heissen Ölbehältern überwachen, einen Mindestfüllstand melden oder Messwerte für eine bedarfsgerechte Nachfüllung bereitstellen. 
• Heisswasser- und Reinigungsprozesse: Füllstände von heissem Wasser, Reinigungsflüssigkeiten oder Kondensat erfassen. Bei CIP-Prozessen berücksichtigen wir auch wechselnde Medien und Temperaturspitzen während der Reinigung. 
• Öfen und Trocknungsanlagen: Mit RCM-Magnetschaltern Positionen in thermisch belasteten Anlagenbereichen abfragen, beispielsweise die Stellung beweglicher Bauteile. 

Bei druckbeaufschlagten Heisswasser- oder Dampfanlagen gelten zusätzlich die Druckgrenzen der konkreten Ausführung. RCS- und RCK-Geräte dürfen im Druckbereich keine sicherheitsrelevanten Begrenzungs- oder Schaltaufgaben übernehmen.

Ihr Hochtemperatursensor nach Mass: abgestimmt auf Medium und Einbausituation 

Für die passende Ausführung betrachten wir Ihre Anwendung als Ganzes. Dazu gehören das Medium mit Zusammensetzung und Dichte, die Betriebs- und Reinigungstemperaturen einschliesslich möglicher Spitzen sowie der Betriebsdruck. Ebenso wichtig sind Behältergeometrie, Einbaulage, verfügbare Öffnung und gewünschte Sensorlänge. Schaltpunkte oder Messstrecke, Ausgangssignal und Anschlussausführung ergänzen die Anforderungen. 

Der Schwimmer muss sich im Betrieb frei bewegen können. Stark verschmutzte Flüssigkeiten, Grobteile und zur Auskristallisation neigende Medien sind für diese Bauarten nicht vorgesehen. Massgebend für den Einsatz bleiben die Temperatur- und Druckangaben der konkreten Ausführung im Datenblatt beziehungsweise auf dem Typenschild. 

Senden Sie uns Ihre Anforderungen an die Füllstandserfassung in heissen Medien. Wir beraten Sie zur passenden Bauform und stimmen Werkstoffe, Schwimmer und elektrischen Aufbau auf Ihren Prozess ab.