Alles was man über Schwimmschalter und Füllstandsensoren wissen muss

 

Ein Schwimmerschalter ist eine Art Füllstandsensor (Gerät), mit dem der Füllstand einer Flüssigkeit in einem Tank erfasst werden kann. Ein Schwimmschalter hat verschiedene Einsatzmöglichkeiten wie zum Beispiel:

  • Steuerung von Pumpe
  • Anzeige von Füllständnen 
  • Alarmfunktion 
  • Steuerung anderer Geräte 

Es gibt unterschiedliche Arten von Schwimmschalter, die unterschiedlich funktionieren. Die eine Art verwendet einen Quecksilberschalter in einem schwenkbaren Schwimmer. Ein anderer üblicher Typ ist ein Schwimmer, der eine Stange anhebt, um einen Mikroschalter zu betätigen. 

Eine sehr häufige Anwendung dieser Schwimmerschalter  finden sich in Sumpfpumpen und Kondensatpumpen, bei denen der Schalter den ansteigenden Flüssigkeitsstand im Sumpf oder Tank erkennt und eine elektrische Pumpe mit Strom versorgt, die dann Flüssigkeit abpumpt, bis der Flüssigkeitsstand wieder zu einem gewissen Pegel gesunken ist. Schwimmerschalter können dementsprechend eingestellt werden, das heißt, der Einschaltpunkt des Schalters kann viel höher sein als der Ausschaltpunkt. Dies minimiert das Ein- und Ausschalten der zugehörigen Pumpe.

Einige Schwimmerschalter enthalten einen zweistufigen Schalter. Wenn die Flüssigkeit den Auslösepunkt der ersten Stufe erreicht, wird die zugehörige Pumpe aktiviert. Steigt die Flüssigkeit weiter an (möglicherweise weil die Pumpe ausgefallen ist oder ihr Ausstoß blockiert ist), wird die zweite Stufe ausgelöst. Diese Stufe kann die Quelle der gepumpten Flüssigkeit ausschalten, einen Alarm auslösen oder sogar beides simultan. 

Eine Sumpfpumpe mit Schwimmerschalter

Wenn der Füllstand in einem Druckbehälter gemessen werden muss, wird häufig ein Magnet verwendet, um die Bewegung des Schwimmers mit einem Schalter außerhalb des Druckvolumens zu koppeln. In einigen Fällen wird eine Stange durch eine Stopfbuchse zum Betätigen eines Schalters verwendet. Dies führt jedoch zu einem hohen Luftwiderstand und kann zu undichten Stellen führen. Erfolgreiche Schwimmerschalterinstallationen minimieren die Möglichkeit der Ansammlung von Schmutz auf dem Schwimmer, was die Bewegung des Schalters behindern würde. Das Material des Schwimmerschalters wird so ausgewählt, dass es den schädlichen Auswirkungen korrosiver Prozessflüssigkeiten widersteht. In einigen Systemen kann ein richtig ausgewählter und bemessener Schwimmer verwendet werden, um den Grenzflächenpegel zwischen zwei Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte zu erfassen.

Was ist ein Füllstandsensor

Füllstandsensoren erfassen, wie der Name dies vermuten lässt, den Füllstand bestimmter Behälter mit Flüssigkeiten und anderen flüssigen Feststoffen. Substanzen, die fließen, werden in ihren Behältern (oder anderen physischen Begrenzungen) aufgrund der Schwerkraft im Wesentlichen horizontal zu einem Peak angehäuft. Die zu messende Substanz kann sich in einem Behälter befinden oder in ihrer natürlichen Form vorliegen (z. B. einem Fluss oder einem See). Die Füllstandsmessung kann entweder kontinuierlich oder punktuell erfolgen. Kontinuierliche Füllstandssensoren messen den Füllstand innerhalb eines festgelegten Bereichs und bestimmen die genaue Menge der Substanz an einem bestimmten Ort. Der Füllstandssensor zeigt hier jedoch nur an, ob sich die Substanz über oder unter dem Erfassungspunkt befindet. 

Es gibt viele physikalische Anwendungsvariablen, welche die Auswahl der optimalen Füllstandsüberwachungsmethode für industrielle und kommerzielle Prozesse beeinflussen. Dies sind einiger dieser Variablen, die angewendet werden:

  • Aggregatszustand (flüssig, fest oder aufgeschlämmt)
  • Temperatur
  • Druck 
  • Vakuum
  • Chemier zustand
  • Dielektrizitätskonstante des Mediums
  • Dichte (spezifisches Gewicht) des Mediums
  • Bewegung (Einwirkung)
  • akustisches oder elektrisches Geräusch
  • Vibration, 
  • mechanischer Schock, 
  • Tank oder Behältergröße und Form

Wichtig sind auch die Anwendungseinschränkungen:

  • Preis
  • Genauigkeit
  • Aussehen
  • Ansprechrate 
  • einfache Kalibrierung 
  • Programmierung 
  • physikalische Größe
  • Montage des Instruments 
  • Überwachung oder Steuerung von Pegeln

Wie man erkennen kann sind Füllstandsensoren sehr wichtige Messinstrumente, die bei Verbraucher- / Industrieanwendungen eine sehr wichtige Rolle spielen. Wie bei anderen Sensortypen sind Füllstandsensoren sehr variabel einsetzbar und könne in Form unterschiedlicher Messprinzipien konstruiert werden. Die Auswahl eines geeigneten Sensortyps, der zu den Anwendungsanforderungen passt, ist sehr wichtig und sollte nicht unterschätzt werden.  Sich mit der Materie von Schwimmerschalter und Füllstandsensor auseinanderzusetze ist bei derer Verwendung unerlässlich. 

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