Füllstandmessung

Halb voll oder halb leer?

Kaum is o’zapft, geht die Diskussion über die korrekt eingeschenkte Wiesnmaß wieder los. Dabei gibt es so viele Möglichkeiten, den Füllstand zu messen.

Bild: Faferek / Shutterstock.com150629_VDI_RL_702x363-V1-T17

Auf dem diesjährigen Oktoberfest kostet eine Maß Bier im Durchschnitt 10,22 Euro. Ein stolzer Preis, für den man natürlich auch gern den ganzen Liter haben möchte. Dass es manche Wirte damit nicht ganz so genau nehmen, damit musste sich sogar schon der Bundesgerichtshof befassen. Streitereien über zu wenig Bier und zu viel Schaum müssen aber nicht sein, wenn man weiß, dass es eine zulässige Toleranz zum Eichstrich gibt: Der Eichstrich befindet sich genau 16,5 Zentimeter über dem Krugboden – und eine Maß gilt als sauber eingeschenkt, wenn sie mindestens 15 Zentimeter Bier enthält. Um das zu überprüfen, brauchen Sie keinen Meterstab. Es genügt, den Zeigefinger an den Eichstrich zu legen: Reicht der Bierpegel unten an den Finger heran, gibt es keinen Grund zur Beanstandung. Ohne weitere Hilfsmittel können Sie auch Ihren eigenen Füllstand messen: Je tiefer Sie in den Maßkrug schauen, desto weniger ist drin. Und darauf kommt es auf der Wiesn letzten Endes ja auch an.

Füllstandmessung im täglichen Leben
Auch im Alltag begegnet uns Füllstandmessung, bei der wir es nicht ganz so genau nehmen. So dient uns zum Beispiel der Eichstrich auf einem Messbecher oder in der Fritteuse lediglich als Richtwert, das Schwimmerventil der Toilettenspülung stellen wir ebenfalls nicht auf den Milliliter genau ein. Und wer einen Kaffeevollautomat besitzt, der verlangt vom Schwimmer auch nur, dass er feststellt, dass das Wasser im Tank nicht mehr für eine Tasse reicht und nicht, wie viel Prozent der nächsten Tasse gefüllt sein werden. Genauer sollte die Pegelmessung allerdings sein, wenn zu wenig oder zu viel Inhalt negative Folgen haben könnte, wie es beispielsweise beim Ölstand eines Autos der Fall ist. Hier wird entweder mit einem Messstab kontrolliert, ob sich das daran hängen gebliebene Öl zwischen den Einkerbungen für Minimum und Maximum befindet, oder elektronisch über einen Ölstandsensor, der den Pegelstand auf dem Bordcomputer anzeigt. Dieser zeigt Ihnen auch an, ob Sie noch genügend Sprit im Tank haben. Im Gegensatz zur Kaffeemaschine wollen Sie beim Auto ganz genau wissen, wie viele Kilometer Ihnen noch bis zur nächsten Tankstelle bleiben. Und deshalb wird der Füllstand hier auf andere Arten gemessen. Entweder befindet sich im Tank ein Schwimmerrohr mit einem Kunststoffschwimmer, dessen vertikaler Höhenstand den elektrischen Widerstand verändert, welcher eigentlich dabei gemessen wird. Eine andere Messmethode bieten Durchflusssensoren. Diese erfassen die Mengen an Kraftstoff, die hinzugefügt und entnommen werden, woraus der aktuelle Füllstand berechnet wird. Und schließlich kommen Sie im Alltag noch mit einer weiteren Füllstandkontrolle in Kontakt: Die Füllhöhe in Ihrem Heizöltank wird mit Ultraschall gemessen. Die Ultraschalltechnologie detektiert nahezu alle Materialien. Ob Flüssigkeiten wie Milch, Chemikalien oder Farbe sowie Schlamm oder Schüttgüter – die Füllstände in Silos oder Tanks von Molkereien, chemischen Anlagen oder Mineralstoffbetrieben werden damit stets zuverlässig erkannt.

Füllstandmesstechnik – ein Buch mit 14 Blättern
Einige der Verfahren, die auch in der Industrie angewendet werden, sind uns über die genannten Beispielen aus dem Alltag bereits bekannt: Sichtverfahren, Schwimmerverfahren, Widerstandsverfahren und Ultraschallverfahren. Weil aber in der Industrie – von der Prozessautomation bis hin zur Logistik – die Füllstände unterschiedlichster Materialien/Flüssigkeiten mit ebenso unterschiedlich zulässigen Toleranzbereichen gemessen, kontrolliert und überwacht werden müssen, umfasst die Richtlinienreihe VDI/VDE 3519 stolze 14 Blätter, die jeweils ein eigenes Verfahren beschreiben. In den Richtlinienblättern zum Verdrängerverfahren, Bodendruckverfahren, Wägeverfahren, Kapazitiv- und Admittanzverfahren, Wärmeableitungsverfahren und Mikrowellenverfahren, den optischen und radiometrischen Verfahren sowie dem Messen durch Bremsen und Hemmen von Bewegungen, werden die unterschiedlichen Messeinrichtungen mit ihrem Messprinzip und Einsatzbereichen erläutert. Eine Vorauswahl lässt sich bereits mithilfe der Übersichtstabelle aus Blatt 1 treffen. Diese Richtlinie erklärt nicht nur die Grundlagen der Füllstandmesstechnik, sie hält im Anhang auch die physikalischen Eigenschaften flüssiger Messstoffe sowie die Schüttdichten und relative Dielektrizitätszahlen für Mikrowellenfrequenzen von Schüttgütern und einiger anderer chemischer Stoffe bereit. Eigenschaften wie Dichte, Volumenausdehnungskoeffizient, dynamische Viskosität oder elektrische Leitfähigkeit entscheiden, ob eine oder bei Vorliegen besonderer Messstoffeigenschaften sogar mehrere Methoden anwendbar sind.

Stoffeigenschaften bestimmen das Messverfahren
Die Füllstände schaumbildender Flüssigkeiten können laut der Übersichtstabelle immer mit den zwei Varianten des Sichtverfahrens oder dem optischen Verfahren gemessen werden, wenn bei letzterem nur der Grenzstand erfasst werden soll. Bedingt geeignet sind die Verfahren durch Bremsen und Hemmen sowie eine kontinuierliche optische Erfassung. Warum? Probieren Sie es doch auf dem Oktoberfest einmal aus: Stellen Sie den Maßkrug vor sich hin. Ob er halb voll oder halb leer ist, sehen Sie – zumindest beim ersten – immer. Für die zweite Variante des Sichtverfahrens, dem Beweglichen, dürfen Sie zur Pegelmessung den von Ihnen sicherheitshalber mitgebrachten Meterstab verwenden. Beide liefern ein eindeutiges Ergebnis, unabhängig von der Schaumkrone. Die Kamera Ihres Handys mitlaufen zu lassen, um bei den Bierpreisen sicher zu gehen, dass ihr Tischnachbar nicht aus Ihrem Krug trinkt, funktioniert bei dem kontinuierlichen optischen Verfahren nur, wenn Ihr Bier schon abgestanden ist, der Füllstand also durch den Zerfall des Bierschaums nicht steigt. Besitzt Ihr Bier bereits diese Eigenschaft, dann können Sie mit dem Krug in der Hand schunkeln, was das Zeug hält – sofern Sie nichts verschütten, ändert sich der Füllstand nicht. Dem Genuss zuliebe sollten Sie das Bremsen und Hemmen bei einer frischen Maß aber vermeiden. Bei dieser wenden Sie lieber das optische Verfahren an.

Iris_LindnerAutorin: Iris Lindner
Die Diplom-Ingenieurin (FH) ist für uns in Sachen Berichterstattung rund um die VDI-Richtlinien in den sozialen Netzwerken unterwegs.

Kommentare & Pingbacks

Ein Gedanke zu “Halb voll oder halb leer?

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.

*