In der Schienenverkehrstechnik müssen Füllstände von Flüssigkeiten und Schüttgütern präzise überwacht werden, um einen reibungslosen und sicheren Betrieb sicherzustellen. Kapazitive Grenzstandmelder haben sich hierfür als Lösung etabliert.

Die Überwachung des Füllstandes in Schienen­fahrzeugen ist essenziell für verschiedene Anwendungen wie Kraftstoff- und Kühlflüssigkeitstanks, Brems- und Hydrauliksysteme sowie den Abwasser- und Schmutzwassertank. Eine genaue Füllstandsmessung gewährleistet zum einen den optimalen Anlagenbetrieb und zum anderen die Sicherheit und Effizienz des Schienenverkehrs.

Kapazitive Grenzstandmelder nutzen das Prinzip der Kapazitätsänderung zwischen einer Sonde und dem umgebenden Medium, um den Füllstand zu messen. Eine elektrische Kapazität entsteht, wenn sich ein elektrisches Feld zwischen der Sonde und dem Medium bildet. Diese Kapazität ändert sich in Abhängigkeit vom Füllstand, da sich die Dielektrizitätskonstante des Mediums ändert. Diese Änderung wird vom Grenzstandmelder erfasst und in ein elektrisches Signal umgewandelt.

Vorteile der Verwendung von kapazitiven Grenzstandmeldern in Schienenfahrzeugen:

• sowohl für Flüssigkeiten als auch für Feststoffe nutzbar,
• hohe Genauigkeit und Zuverlässigkeit bei der Füllstandsmessung, unabhängig von den physikalischen Eigenschaften des Mediums,
• kompakte Bauformen, die sich leicht in den begrenzten Bauraum von ­Schienenfahrzeugen integrieren lassen,
• widerstandsfähig gegenüber ­Vibrationen, Erschütterungen und Temperatur­schwankungen,
• Auto-Kalibrierfunktion für eine ­langzeitstabile Grenzstandmessung.

Der kapazitive Grenzstandmelder Jumo Zelos C01 LS detektiert den Füllstand von Flüssigkeiten und Feststoffen. Dabei kann das Gerät auch in drucküberlagerten Tanks oder Rohrleitungen eingesetzt werden. Im Einsatz spielt er seine Vorteile in Anwendungen mit Anforderungen zum Über- und Trockenlaufschutz oder zur Medienerkennung aus. Er kann in Flüssigkeiten oder Schüttgütern mit Temperaturen zwischen -40 und +200 °C verwendet werden. Durch die Auto-Kalibrierfunktionalität wird die Grenzstandmessung zuverlässig und langzeitstabil erkannt. Zusätzlich können nach der Konfiguration die beiden Schaltausgänge automatisch zwischen zwei Messmedien sicher unterscheiden. Anhaftungen beeinflussen die Messung nicht. Das Produktdesign trägt zur Miniaturisierung in der Sensorik bei, um kompakte Anlagen realisieren zu können. Die Montage erfolgt mit einem Standard-Drehmomentschlüssel. Da die Abdichtung zum Medium über die Sensorspitze erfolgt, ist keine separate Dichtung erforderlich und somit eine Verwechselung ausgeschlossen.

Automatische Erkennung der zu messenden Medien

Ein Kurzschluss- und Verpolschutz sorgt beim Jumo Zelos C01 LS für zusätzliche Sicherheit. Eine antivalente Schaltung ermöglicht die Erkennung von Leitungsfehlern wie zum Beispiel einem Kabelbruch. Durch ein Firmware-Update-Profil kann der Sensor im eingebauten Zustand aktualisiert werden, wodurch Stillstandzeiten der Anlage minimiert werden. Als Ausgangssignale stehen PNP, NPN, Push-Pull und IO-Link zur Verfügung. Eine 360°-leuchtende Statusanzeige ermöglicht ein leichtes Erkennen des Sensorzustandes nach Namur und VDI/VDE.

Der Grenzstandmelder verfügt über die Schutzarten IP67/IP69, alle medienberührenden Teile bestehen aus PEEK. Der Zelos überwacht Behälter, schützt Pumpen vor dem Trockenlaufen oder steuert Ventile, SPS-Eingänge oder Warnsignale an. Typische Anwendungsbeispiele sind Vorratstanks für Öle, Wasser und Abwasser sowie Sand oder Granulate. Die Medienerkennung erfolgt automatisch und kann im Bedarfsfall speziell mit und ohne Software eingelernt („geteacht“) werden.

Autor
Lars Ronge, Branchenmanager Transportation