Ultraschall-Füllstandsmesser

Was diesen Typ anders macht

Ein Ultraschall-Füllstandsmesser sendet einen Schallimpuls durch den Dampfraum des Tanks hinab und misst die Zeit seines Echos von der Flüssigkeitsoberfläche, um den Stand zu rechnen. Anders als Radar, das elektromagnetische Wellen nutzt, die das Gas über der Flüssigkeit weitgehend unbeeindruckt lässt, läuft ein Ultraschallimpuls durch diesen Dampf und wird von dessen Temperatur, Dichte und Zusammensetzung beeinflusst — Änderungen der Dampfzusammensetzung verschieben die Schallgeschwindigkeit und mit ihr den gerechneten Stand, sofern der Messer nicht kompensiert. Das macht Ultraschallmesser gut geeignet für offene Tanks, Ballasttanks, Frischwasser- und Schlammtanks mit einfacher, bekannter Atmosphäre und weniger geeignet für Ladetanks mit dichtem Kohlenwasserstoffdampf, hohem Druck oder weitem Temperaturhub.

Hauptkomponenten

Schwinger

Ein piezoelektrisches Element, das den Impuls sendet und auf das Rückecho horcht, oben im Tank montiert und frei von jedem Hindernis im Strahlweg.

Elektronikgehäuse

Verarbeitet die Echolaufzeit zu einem Standwert und wendet die Temperaturkompensation für die Schallgeschwindigkeit im Dampfraum an.

Montage- und Beruhigungsanordnung

Manche Installationen nutzen ein Beruhigungsrohr, um den Strahlweg frei von Turbulenz, Schaum oder Strukturhindernissen wie Leitern und Heizschlangen zu halten.

Ausgang und Anzeige

4-20 mA oder ein digitaler Ausgang zum Tanküberwachungssystem, dazu auf den meisten Installationen eine Vor-Ort-Anzeige am Messkopf.

Auswahl und Auslegung

• Strahlwinkel und Reichweite: abgestimmt auf Tankhöhe und -durchmesser, sodass der Strahl über den vollen Messbereich innere Hindernisse freiräumt.
• Dampfraumbedingungen: Temperatur und erwartete Dampfzusammensetzung, denn beide wirken auf die Schallgeschwindigkeit, die der Messer annimmt.
• Oberflächenzustand: Schaum, starke Turbulenz oder eine geneigte Oberfläche verschlechtern alle das Echo und drängen stattdessen zu Radar oder Servo.
• Prozessanschluss: eine Flanschstufe passend zum Auslegungsdruck des Tanks, besonders relevant an bedruckten oder beheizten Tanks.

Vorschriften und Klasse

Ultraschallmesser an Ballast-, Frischwasser- und ähnlichen Nicht-Ladetanks gelten typisch als allgemeine Tanküberwachungsinstrumente ohne eine an den Messertyp selbst geknüpfte IMO-Vorschrift; wo sie an Ladetanks verbaut sind, gelten die Klasse- und Flaggenanforderungen an genaues Peilen und, wo einschlägig, an unabhängige Überfüllalarme nach MARPOL Anlage I/II weiter der gesamten Peilanordnung, nicht dem Ultraschallprinzip allein. Besichtigungen prüfen typisch die Funktion gegen eine Handpeilung statt einer eigenen Zertifizierung des Messertyps.

Typische Fehler

• Schaum oder schwerer Dampf auf der Flüssigkeitsoberfläche — das Echo wird gestreut oder geschluckt, der Messer liest sprunghaft oder friert auf dem letzten gültigen Wert ein.
• Wandlerfläche von Kondensat oder Rückstand verschmutzt — schwaches Rückecho, zeitweise Anzeigen.
• Strahl von einer inneren Leiter, einem Rohr oder einem Füllarm verstellt — ein falsches Echo, am Hindernis statt an der Flüssigkeit reflektiert.
• Temperaturkompensation nach einem Ladungs- oder Dampfwechsel nicht aktualisiert — ein systematischer Versatz im gemeldeten Stand.

Worauf es beim Lieferanten ankommt

• Ein Strahlwinkel und eine genannte Reichweite, die wirklich zur Tankgeometrie passen, keine generische Bestfallzahl vom Datenblatt.
• Ein Temperaturkompensationsbereich, der die tatsächlichen Betriebsbedingungen des Tanks deckt.
• Ein Gehäuse, bemessen für die Umgebung von Deck oder Tanktopp, einschließlich Abwaschen und Wetterexposition, wo es außen sitzt.

Eine Ultraschallanzeige gegen eine Handpeilung gegenprüfen, wann immer sich die Tankatmosphäre erheblich ändert, etwa nach dem Entgasen oder einem Ladungswechsel — der Messer weiß nicht, dass sich die Dampfzusammensetzung geändert hat, wenn man es ihm nicht sagt.