Hallo! Als Lieferant von hydrostatischen Füllstandsmessgeräten habe ich aus erster Hand gesehen, wie elektrische Störungen diese raffinierten Geräte beeinträchtigen können. In diesem Blog werde ich einige Tipps zum Schutz eines hydrostatischen Füllstandsmessgeräts vor elektrischen Störungen geben.
Das Problem verstehen
Lassen Sie uns zunächst darüber sprechen, was elektrische Störungen sind und warum sie für hydrostatische Füllstandsmessgeräte eine große Rolle spielen. Elektrische Störungen, auch elektromagnetische Störungen (EMI) oder Hochfrequenzstörungen (RFI) genannt, sind im Grunde unerwünschte elektrische Signale, die den normalen Betrieb elektronischer Geräte stören können.
Hydrostatische Füllstandsmessgeräte messen den von einer Flüssigkeitssäule ausgeübten Druck und wandeln ihn dann in einen Füllstandswert um. Diese Messgeräte werden häufig in industriellen Umgebungen eingesetzt, in denen viele elektrische Geräte, Motoren und Stromleitungen vorhanden sind. All diese Dinge können elektromagnetische Felder erzeugen, die die empfindliche Elektronik im hydrostatischen Füllstandsmessgerät beeinträchtigen können.
Wenn ein hydrostatisches Füllstandsmessgerät elektrischen Störungen ausgesetzt ist, kann dies zu ungenauen Messwerten, unregelmäßigem Verhalten oder sogar einem Totalausfall führen. Dies kann ein großes Problem bei Anwendungen darstellen, bei denen eine präzise Füllstandmessung von entscheidender Bedeutung ist, beispielsweise in Wasseraufbereitungsanlagen, Öl- und Gasspeicheranlagen sowie chemischen Verarbeitungsanlagen.
Abschirmung des Messgeräts
Eine der wirksamsten Möglichkeiten, ein hydrostatisches Füllstandsmessgerät vor elektrischen Störungen zu schützen, ist die Abschirmung. Bei der Abschirmung werden das Messgerät oder seine Kabel mit einem leitfähigen Material umschlossen, das die elektromagnetischen Felder blockieren oder umleiten kann.
Messgerätegehäuse
Das Messgerät selbst sollte in einem Metallgehäuse untergebracht sein. Metalle wie Aluminium oder Stahl sind eine gute Wahl, da sie als Faradayscher Käfig fungieren können. Ein Faradayscher Käfig ist ein leitfähiges Gehäuse, das externe elektromagnetische Felder blockiert. Wenn sich das Messgerät in einem ordnungsgemäß geerdeten Metallgehäuse befindet, werden die elektromagnetischen Wellen vom Gehäuse absorbiert und zum Boden abgeleitet, wodurch verhindert wird, dass sie die empfindliche Elektronik im Inneren des Messgeräts erreichen.
Kabelabschirmung
Auch die Kabel, die das hydrostatische Füllstandsmessgerät mit dem Steuersystem verbinden, müssen abgeschirmt sein. Bei abgeschirmten Kabeln ist die Signalleitung mit einer leitenden Schicht, meist aus Kupfer- oder Aluminiumfolie, umwickelt. Diese Abschirmschicht fungiert als Barriere und verhindert, dass externe elektromagnetische Felder unerwünschte Ströme in den Signalleitern induzieren.
Stellen Sie sicher, dass die Kabelschirmung an beiden Enden ordnungsgemäß geerdet ist. Durch die Erdung der Abschirmung wird sichergestellt, dass induzierte Ströme sicher zur Erde geleitet werden, anstatt durch die Signalleiter zu fließen und Störungen zu verursachen.
Richtige Erdung
Die Erdung ist ein weiterer wichtiger Aspekt zum Schutz eines hydrostatischen Füllstandmessgeräts vor elektrischen Störungen. Ein gutes Erdungssystem sorgt für einen niederohmigen Pfad für den Stromfluss zur Erde, was dazu beiträgt, das elektrische Potenzial zu stabilisieren und die Auswirkungen von Störungen zu reduzieren.
Messgeräterdung
Das hydrostatische Füllstandsmessgerät selbst sollte geerdet sein. Dies kann normalerweise dadurch erreicht werden, dass der Erdungsanschluss des Messgeräts an einen zuverlässigen Erdungspunkt angeschlossen wird, beispielsweise an einen Erdungsstab oder das Erdungssystem eines Gebäudes. Eine ordnungsgemäße Erdungsverbindung trägt dazu bei, das elektrische Potenzial zwischen dem Messgerät und seiner Umgebung auszugleichen, wodurch die Wahrscheinlichkeit elektrostatischer Entladungen und elektromagnetischer Störungen verringert wird.
Systemerdung
Das gesamte Messsystem, einschließlich Messgerät, Kabel und Steuerausrüstung, sollte über einen gemeinsamen Erdungspunkt geerdet werden. Dies trägt dazu bei, Erdschleifen zu verhindern, die eine Hauptquelle elektrischer Störungen darstellen. Eine Erdschleife entsteht, wenn zwischen verschiedenen Teilen des Systems mehrere Wege für den Stromfluss vorhanden sind, wodurch ein geschlossener Kreislauf entsteht. Wenn elektromagnetische Felder diese Schleife durchdringen, können sie Ströme induzieren, die Störungen verursachen.
Isolierung
Die Isolierung kann auch verwendet werden, um ein hydrostatisches Füllstandsmessgerät vor elektrischen Störungen zu schützen. Bei der Isolierung werden die Stromkreise des Messgeräts vom Rest des Systems getrennt, um die Übertragung elektrischer Störungen zu verhindern.
Signalisolierung
Die Signalisolierung kann mithilfe von Trennverstärkern oder Optokopplern erreicht werden. Ein Isolationsverstärker verwendet Transformatoren oder andere Isolationstechniken, um das Signal vom Messgerät zum Steuersystem ohne direkte elektrische Verbindung zu übertragen. Dadurch wird der elektrische Weg für Störungen unterbrochen, sodass nur das gewünschte Signal durchgelassen werden kann.
Optokoppler nutzen Licht, um das Signal zwischen den Eingangs- und Ausgangskreisen zu übertragen. Sie sorgen für eine elektrische Isolierung, indem sie das elektrische Signal in Licht umwandeln, es über eine optische Barriere übertragen und es dann wieder in ein elektrisches Signal umwandeln. Dadurch wird die Übertragung elektrischer Störungen zwischen den beiden Stromkreisen wirksam verhindert.
Stromisolierung
Auch die Spannungstrennung ist wichtig. Durch die Verwendung isolierter Stromversorgungen für das hydrostatische Füllstandsmessgerät kann verhindert werden, dass elektrische Störungen von der Stromquelle das Messgerät erreichen. Isolierte Netzteile verwenden Transformatoren, um einen separaten elektrischen Ausgang bereitzustellen, der vom Eingang elektrisch isoliert ist. Dies trägt dazu bei, die Auswirkungen von Stromleitungsstörungen auf das Messgerät zu reduzieren.
Störquellen vermeiden
Zusätzlich zu den oben genannten Maßnahmen ist es auch ratsam, das hydrostatische Füllstandsmessgerät nicht in der Nähe elektrischer Störquellen aufzustellen.
Elektrische Ausrüstung
Halten Sie das Messgerät von großen Elektromotoren, Generatoren und Transformatoren fern. Diese Geräte können starke elektromagnetische Felder erzeugen, die das Messgerät stören können. Installieren Sie das Messgerät nach Möglichkeit in einem separaten Gehäuse oder an einem Ort, der von diesen Quellen abgeschirmt ist.
Stromleitungen
Vermeiden Sie es, die Kabel des Messgeräts parallel zu Hochspannungsleitungen zu verlegen. Stromleitungen können elektromagnetische Felder ausstrahlen und die parallele Verlegung der Kabel kann die Wahrscheinlichkeit von Störungen erhöhen. Wenn die Kabel Stromleitungen kreuzen müssen, stellen Sie sicher, dass sie sich im rechten Winkel kreuzen, um die Belastung durch elektromagnetische Felder zu minimieren.
Abschluss
Der Schutz eines hydrostatischen Füllstandmessgeräts vor elektrischen Störungen ist für die Gewährleistung einer genauen und zuverlässigen Füllstandmessung von entscheidender Bedeutung. Durch den Einsatz von Abschirmung, ordnungsgemäßer Erdung, Isolierung und Vermeidung von Störquellen können Sie das Risiko elektrischer Störungen, die Ihr Messgerät beeinträchtigen, erheblich reduzieren.
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Referenzen
- Elektromagnetische Verträglichkeitstechnik von Henry W. Ott
- Handbuch zur Industrieelektronik von Timothy J. Maloney