Ultraschall-Füllstandssensoren: Berührungslose Präzision

Wirtschaftliche und wartungsfreie Füllstandsmessung für Wasser, Abwasser und Chemikalien. Zuverlässige Daten für Industrie, Kommunen und Landwirtschaft.

Die Ultraschall-Technologie ist der bewährte Standard für die berührungslose Überwachung von Flüssigkeiten. Durch die Verwendung hochfrequenter Schallwellen messen die Sensoren von Longvista den Füllstand, ohne das Medium zu berühren. Das Ergebnis: Keine Korrosion, keine Ablagerungen am Sensor und minimale Betriebskosten (OPEX).

Ob Sie eine kabellose IoT-Lösung (WUS10) für abgelegene Reservoirs, einen explosionsgeschützten Sensor (UL30) für Kraftstoffe oder einen Hochleistungssensor (UL20) mit bis zu 60 Metern Reichweite benötigen – unser Portfolio bietet die passende Antwort für jede technische Herausforderung.

  • Wartungsfreier Betrieb: Keine beweglichen Teile, ideal für aggressive Säuren oder hygienische Anwendungen.

  • Intelligente Signalverarbeitung: Automatische Temperaturkompensation und Störecho-Ausblendung sind Standard.

  • Nahtlose Integration: Einfache Anbindung über 4-20mA, RS485 Modbus oder LoRaWAN.

Welches Modell benötigen Sie?

Identifizieren Sie den passenden Sensor anhand Ihrer spezifischen Anforderungen:

Modell Hauptanwendung Stärke / Vorteil Reichweite
UL105 Industrie Standard Hohe Präzision (±0,2%) 15 m
UL20 Tiefe Silos / Schächte Maximale Reichweite Bis zu 60 m
UL40 Offene Gerinne / Wehre Durchflussberechnung (Level-to-Flow) 15 m
UL30 Gefahrenzonen Explosionsschutz (ATEX/Ex) 10 m
WUS10 Remote Monitoring Wireless (NB-IoT/LoRa) 10 m
UL106 Abwasserschächte Robustheit in rauer Umgebung 10 m
UL101 Kompakte Tanks Kleine Totzone / Kosteneffizient 5 m

Engineering-Grundlagen – Präzision unter Realbedingungen

Um eine stabile Messung zu gewährleisten, muss ein Ultraschallsensor die Veränderungen der Luft, durch die der Schall wandert, berücksichtigen. Im Gegensatz zu Radar sind Ultraschallwellen mechanisch und direkt von den atmosphärischen Bedingungen abhängig.

1. Automatische Temperaturkompensation

Die Schallgeschwindigkeit ändert sich um ca. 0,17 % pro Grad Celsius. In einem Außentank, in dem die Temperaturen von -10 °C nachts auf +30 °C in der Sonne schwanken, kann dies zu einem Messfehler von über 7 % führen.

  • Die Longvista-Lösung: Modelle wie der UL105 und UL20 verfügen über integrierte Temperatursensoren. Diese passen die Distanzberechnung in Echtzeit an und garantieren so eine konstante Präzision bei jedem Wetter.

2. Die Totzone (Blindzone) meistern

Die Totzone ist der Bereich direkt unter der Sensorfläche, in dem keine Messung möglich ist, da der Wandler nach dem Senden noch vibriert („Nachschwingen“).

  • Kompakte Behälter: Für kleine Tanks wählen Sie den UL101 oder UL103, die mit optimierten Wandlern und sehr kurzen Totzonen (ab 0,2 m) arbeiten.

  • Tiefe Reservoirs: Weitbereichssensoren wie der UL20 haben größere Totzonen (bis zu 1,0 m), bieten aber die nötige akustische Leistung, um 60 Meter zu erreichen.

  • Pro-Tipp: Montieren Sie den Sensor immer so, dass der maximale Füllstand unterhalb der Totzone bleibt, um Signalausfälle zu vermeiden.

Anwendungsspezifische Auswahl

Die Wahl des richtigen Sensors entscheidet darüber, ob Ihr System dauerhaft wartungsfrei läuft oder ständig Fehlalarme ausgibt.

Offene Gerinne & Durchflussmessung

Für Wehre, Kanäle und Bewässerungssysteme ist der UL40 vorkonfiguriert. Er beherrscht die Level-to-Flow-Konvertierung und rechnet den Wasserstand direkt in Durchflussmengen ($m^3/h$) um. Er filtert dabei Oberflächenwellen und Windeinflüsse zuverlässig aus.

Raue & korrosive Umgebungen

In der Abwasseraufbereitung oder chemischen Industrie können saure Dämpfe Standard-Sensoren angreifen.

  • UL106: Verfügt über ein verstärktes Gehäuse und eine spezielle Wandlerfläche, die gegen Feuchtigkeit und korrosive Gase in Industrieschächten resistent ist.

  • UL30: Speziell für Ex-Zonen (Explosionsschutz) entwickelt, in denen Kraftstoff-, Öl- oder Lösungsmitteldämpfe auftreten.

Wireless & Remote IoT (IIoT)

Für abgelegene Standorte ohne Stromversorgung nutzt der WUS10 die Funkstandards LoRaWAN, NB-IoT oder 4G. Dies ist die ideale Lösung für das kommunale Wassermanagement und Hochwasser-Frühwarnsysteme.

Oberflächenbeschaffenheit – Wann Ultraschall wählen?

Oberfläche Ultraschall-Performance Empfehlung
Sauberes Wasser Exzellent UL105 / UL101
Leichte Wellen Gut UL20 / UL106
Starker Schaum Schlecht (absorbiert Schall) Wechsel zu Radar (MQ-Serie)
Starke Dämpfe Eingeschränkt Schwallrohr oder Radar nutzen

Best Practices für die Installation

Selbst ein Hochpräzisionssensor wie der UL105 liefert nur dann stabile Werte, wenn die Montage physikalisch korrekt erfolgt. Beachten Sie diese Richtlinien für eine wartungsfreie Installation:

  • Vertikale Ausrichtung: Der Wandler muss exakt rechtwinklig zur Flüssigkeitsoberfläche stehen. Eine Neigung von nur 3° kann dazu führen, dass das Echo nicht zum Empfänger zurückkehrt, was zu „Signalverlust“-Fehlern führt.

  • Hindernisse vermeiden: Ultraschallwellen breiten sich kegelförmig aus (typischerweise 8–12°). Installieren Sie den Sensor nicht zu nah an der Tankwand oder an Einbauten wie Leitern, Rohren oder Rührwerken.

  • Die 10 %-Regel: Um Probleme mit der Totzone zu vermeiden, sollte der maximale Füllstand immer mindestens 10 % weiter entfernt sein als der angegebene Mindestabstand (Blindbereich) des Sensors.

  • Beruhigungsrohre bei Turbulenzen: Wenn die Oberfläche durch Pumpen oder Rührwerke stark bewegt wird, montieren Sie den Sensor in einem Schwallrohr (ein vertikales Rohr). Dies schafft eine ruhige Oberfläche für die Schallwellen.

FAQ

F: Kann ich Ultraschall für Schüttgüter oder Pulver verwenden?

A: Bedingt. Feststoffe (wie Getreide oder Sand) absorbieren Schallwellen und liegen oft schräg im Silo, was das Echo ablenkt. Für Schüttgüter empfehlen wir dringend unsere Radar-Serie MQ8.

F: Wie gehe ich mit starkem Schaum in einem Abwassertank um?

A: Dicker Schaum wirkt wie ein akustischer Schwamm. Wenn die Schaumschicht dicker als 2 cm ist, sollten Sie entweder einen hydrostatischen Druckaufnehmer oder einen Radarsensor verwenden.

F: Beeinflusst Wind die Messung im Außenbereich (z. B. an Kanälen)?

A: Starker Wind kann die Schallwelle „verwehen“. Für die Hydrologie ist der UL40 mit speziellen Filtern ausgestattet, dennoch ist eine Schutzhaube bei extremen Bedingungen ratsam.

F: Funktioniert der WUS10 Funksensor in einem Metalltank?

A: Ein komplett geschlossener Metalltank wirkt wie ein Faradayscher Käfig. Das Funksignal (LoRa/NB-IoT) kommt nicht nach außen. In diesem Fall muss eine externe Antenne verwendet werden.

Technologievergleich auf einen Blick

Merkmal Ultraschall (UL-Serie) Radar (MQ-Serie) Hydrostatisch (WUS/Druck)
Hauptvorteil Preis-Leistung / Kontaktlos Allwetter / Höchste Präzision Tiefe Brunnen / Starker Schaum
Schaumanfälligkeit Hoch Sehr gering Keine (Messung am Boden)
Inbetriebnahme Sehr einfach (Plug-and-Play) Erfordert Konfiguration Mechanische Installation
Preisniveau Gering bis Mittel Mittel bis Hoch Gering bis Mittel

Zuverlässige Füllstandskontrolle beginnt hier

Ob einfacher Wassertank oder komplexer Industrieprozess – die Longvista UL-Serie bietet eine bewährte, wartungsfreie Lösung für Ihre Messaufgabe.

Sind Sie bereit für eine stabilere Messung?

[Ingenieur kontaktieren] – Unsicher wegen Schaum oder Dämpfen? Wir beraten Sie persönlich.

Wenn Sie alternative oder ergänzende Lösungen betrachten möchten, finden Sie auf unserer Hauptseite zu Füllstandssensoreneinen umfassenden Überblick über alle Technologien, Einsatzbereiche und Geräteoptionen.

In anspruchsvollen Umgebungen mit Dampf, Druckschwankungen oder schallschluckenden Medien kann zudem die Radar-Füllstandsmessung eine optimale Alternative darstellen. Radar arbeitet unabhängig von Temperatur, Nebel oder Schaum und bietet höchste Zuverlässigkeit in industriellen Prozessen.

Für Anwendungen, in denen ein Sensor direkt in das Medium eingetaucht wird, bieten Tauchsonden auf Hydrostatikbasis eine einfache, äußerst robuste Messmethode – besonders in Brunnen, Schächten, Tanks und Gewässern.

Darüber hinaus spielt die Messung von Durchfluss und Druck in vielen Prozessen eine wichtige Rolle, insbesondere in Wasserwirtschaft, Pumpensystemen und Industrieanlagen. Unsere Durchflussmessgeräte unterstützen präzise Abfluss- und Mengenmessungen, während Drucksensoren entscheidend für Pumpenregelung, Prozessüberwachung und Anlagensicherheit sind.

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