KMU-innovativ Entwicklung eines kontinuierlichen Ultraschallsensors zur Überwachung des Füllstandes bei vorhandenen Trennschichten (KonUsT)

Motivation
Die Füllstandsmessung von Flüssigkeiten spielt eine wichtige Rolle bei der automatisierten Steuerung industrieller Prozesse. Bei der Lagerung oder Trennung von Medien mit unterschiedlicher Zusammensetzung können sich Grenzschichten bilden, die den Prozess stören und Maßnahmen zur Rückführung oder zum Recycling erfordern. Bestehende Verfahren zur Füllstandsmessung mit Grenzschichterkennung sind oft auf bestimmte Anwendungen beschränkt und erfordern die Kombination verschiedener Sensoren. Daher soll ein neuartiges Ultraschallverfahren entwickelt werden, das eine präzise sowie kontinuierliche Füllstands- und Trennschichtmessung für verschiedene Anwendungen im industriellen Maßstab mit nur einem Sensor ermöglicht.

Ziele und Vorgehen
Ziel des KMU-innovativ Projekts KonUsT ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Füllstands- und Trennschichtmessung mit einem einzigen Sensor. Das Messprinzip basiert auf einer Sonderform des Ultraschalls, sogenannter Geführter Akustischer Wellen (GAW) mit unterschiedlichen Ausbreitungsformen. Hier dient ein Kunststoffstab als Wellenleiter, in dem sich diese GAW ausbreiten. Es wird zuerst ein Funktionsmuster entwickelt, welches dann an Prüfständen getestet wird. Unterschiedliche Ausbreitungsformen der GAW werden erfasst und ausgewertet. Nach der Konzeption prozesstauglicher Elektronik werden Feldtests durchgeführt.

Innovationen und Perspektiven
Eine exakte Füllstand- und Trennschichtmessung führt zu optimierten Produktionsprozessen und ist Grundlage für eine digitale Prozesssteuerung. Die exakte Trennschichtmessung hilft, Verunreinigungen bei der Entnahme zu vermeiden und verhindert die Über- oder Unterfüllung von Behältern in Industrieanlagen. Sie gewährleistet damit eine hohe Produktqualität, reduziert Umweltbelastungen durch den optimierten Material- und Ressourceneinsatz und senkt die Betriebskosten. Das Risiko von Anlagenschäden durch Verunreinigungen wird minimiert. Umwelt- und Gesundheitsschäden durch die Freisetzung toxischer Medien werden verhindert.

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