Detektion von auslaufenden leitenden und nicht-leitenden Betriebsmitteln mit Hilfe von Leckagesensoren

Flüssigkeitsaustritt an Leckagen führt zu Schäden an Maschinen & ist eine Gefahr für Menschen

Leckagen sind ein lästiges und in den meisten Fällen nicht zu vernachlässigendes Thema in allen Bereichen der Industrie. Sie können an Anlagen, Rohren, Armaturen oder Heizsystemen entstehen und zu Schäden an Maschine, Bausubstanz führen oder zur Gefahr für den Menschen werden. Die Liste der austretenden Flüssigkeiten reicht hierbei von Prozesswasser, Kühlschmiermitteln, Ölen bis hin zu gefährlichen Säuren und Laugen. Wird eine Leckage nicht oder erst nach einem langen Zeitraum erkannt, lassen sich die entstandenen Schäden nur mit hohem finanziellen & personellem Aufwand und Kosten beseitigen.

Zur sicheren und frühzeitigen Detektion dieser Leckagen bietet die E.L.B. Füllstandsgeräte GmbH seit über 40 Jahren eine Vielzahl von individuellen Lösungen, welche passgenau an die Bedingungen der Kundenapplikation abgestimmt werden können.

Besonders die kompakten Bodensensoren welche zudem in einer Reihenschaltung angeordnet werden können eignen sich hervorragend zur Leckagedetektion in großen Produktionshallen oder Fertigungsbetrieben.

Reinstwasser in der pharmazeutischen Industrie

In der Pharmaindustrie ist Reinstwasser eine wichtige Grundlage für viele Prozesse. Das Reinstwasser ist frei von Fremdstoffen und eignet sich so hervorragend für analytische Zwecke. In der Arzneimittelherstellung verwendet man es für Produktansätze oder finale Formulierungen. Bei der Qualitätskontrolle in der Arzneimittelherstellung kommt Reinstwasser ebenfalls zum Einsatz. Beim Dissolutionstest wird die Wirkstofffreisetzung eines Stoffes untersucht, d.h. wann unter simulierten physiologischen Bedingungen aus einer festen Form eine gelöste Form entsteht. Zur Herstellung dieses physiologischen Mediums verwendet die Industrie in aller Regel Reinstwasser. Auch die Reinigung von Anlagen oder Anlagenteilen kann mit Reinstwasser erfolgen. Um den Bedarf an Reinstwasser in Pharmabetrieben zu decken findet man vor Ort Reinstwasseranlagen, welche das Medium mit Hilfe von Membrantechnologien (Umkehrosmose), Nanofiltration oder durch Destillationsverfahren ausreichend zur Verfügung stellen.

Frühzeitige Erkennung von Leckagen im Reinstwassernetzwerk

Immer wieder kann es bei der Lagerung, an Entnahmestellen oder bei der Verteilung des Reinstwassers durch ein Rohrnetzwerk aufgrund von Überfüllungen, Korrosion, veralteter Dichtungen oder Unachtsamkeiten zu einer Leckage kommen. Dies kann neben dem wirtschaftlichen Verlust des aufwendig aufbereiteten Reinstwasser auch zu Schäden an der umliegenden Bausubstanz, Nachbaranlagen oder dem Produkt selbst führen. Um solche Schäden zu vermeiden bzw. so gering wie möglich zu halten, ist eine frühe Erkennung und Ortung der Leckage sehr wichtig. Eine besondere Herausforderung stellt dabei die Größe des Reinstwassernetzwerkes (Lagerplätze, weit verteilte Rohrleitungen, zahlreiche Entnahmestellen) innerhalb einer Produktionsstätte dar, da die Leckage gleichzeitig an mehreren Stellen auftreten kann.

Leckageerkennung auf großen Flächen durch Reihenschaltung von kapazitiven Punktsensoren

Für die Detektion von auslaufenden Flüssigkeiten stehen eine Vielzahl an verschiedenen Messprinzipien am Markt zur Verfügung. Für die Wahl eines geeigneten Messverfahrens ist neben den äußeren Bedingungen wie Druck, Temperatur und Einbausituation vor Ort, vor allem das zu detektierende Medium zu berücksichtigen. Aufgrund der großen Fläche, auf der sich die Flüssigkeit in Produktionsstätten verteilen kann, sind Schwimmerlösungen, bei denen ein Schwimmkörper mit Magnet durch die Flüssigkeit aufgetrieben wird und dabei einen Alarmkontakt betätigt, keine geeignete Lösung. Das Erreichen der Ansprechhöhe des Schwimmers setzt hier bereits einen großen Flüssigkeitsaustritt voraus. Für die Detektion von austretendem Reinstwasser ist weiterhin zu berücksichtigen, dass das Medium nur eine sehr geringe elektrische Leitfähigkeit aufweist, weshalb eine konduktive Füllstandsmessung ebenfalls ungeeignet ist.

Aus diesen Gründen empfehlen wir eine kapazitive Messung, welche für leitende und nichtleitende Medien geeignet ist. Um eine schnelle Detektion der Leckage zu gewährleisten, wurde der Sensor als sog. Bodensensor ausgelegt.

Das vom Sensor ausgebildete elektrische Feld entsteht direkt an der Unterseite des Gehäuses. Es genügt daher bereits ein geringer Flüssigkeitsfilm auf der Oberfläche, um dieses elektrische Feld zu ändern, was vom Sensor wiederum erfasst wird. Mit Hilfe eines potentialfreien Ausgangskontakt wird dann ein Alarm oder die automatische Unterbrechung der Flüssigkeitszufuhr ausgelöst. Eine herausragende Besonderheit dieses kapazitiven Bodensensors ist die einfache Verkettung mehrerer Sensoren in einer Reihenschaltung. So können große Flächen Punktuell überwacht und an einer zentralen Einheit ausgewertet werden.

Vorteile für Anlagenbetreiber durch kapazitive Leckagesonden

Durch die einfache Verkettung mehrerer Leckagesonden wird die Anzahl an Sensoren individuell an die Gegebenheiten vor Ort angepasst. An kritischen Stellen erfolgt eine sensiblere Überwachung mit mehreren Sensoren und an weniger kritischen Stellen wird die Überwachung mit nur ein oder zwei Sensoren durchgeführt. Das kapazitive Messprinzip in Verbindung mit der flachen Bauart des Leckagesensors sorgen bereits bei geringem Flüssigkeitsspiegel für eine schnelle und zuverlässige Detektion. Im Falle einer Leckageerkennung kann über den Meldekontakt sofort ein Alarm an eine zentrale Auswerteeinheit gesendet werden oder die automatische Flüssigkeitszufuhr für den Behälter bzw. die Rohrleitung gestoppt werden. Hierdurch werden Folgeschäden minimiert und Kosten für aufwendige Reinigungsarbeiten oder Reparaturen eingespart. 

Neben dem kapazitiven Bodensensor KL25P stehen auch weitere kompakte Bauformen für verschiedene Anwendungszwecke zur Verfügung. Feste Stabausführungen wie der Typ KL25F eignen sich zum Beispiel hervorragend für eine seitliche Installation in einer Leckagewanne, wohingegen die hängende Ausführung Typ KL25H bestens für Installationen in unterirdischen Bereichen oder Leckageschächten geeignet ist. Die kapazitiven Leckagesonden sind vom DIBt (Deutsches Institut für Bautechnik) zur Erfassung auslaufender wassergefährdender Flüssigkeiten zugelassen und eignen sich somit für eine Vielzahl an Medien. Auch in hoch aggressiven Medien kann durch die Wahl des richtigen Kunststoffs eine lange Lebenszeit garantiert werden.