Radar-Füllstandtransmitter für Aquakulturteiche: Wasserstandsüberwachung und Auswahlleitfaden

In Fischteichen, Garnelenbecken, Aquakulturanlagen sowie in recirkulierenden Aquakultursystemen ist eine zuverlässige Überwachung des Wasserstands erforderlich. Der Wasserstand kann sich infolge des Befüllens, des Entwässerns, der Verdunstung, des Niederschlags, des Betriebs von Filtrationssystemen sowie des regelmäßigen Wasserwechsels verändern. Zu hohe oder zu niedrige Wasserstände können die Pumpen, die Filtrationsanlagen, die Entwässerungssysteme sowie den Gesamtbetrieb der Aquakulturanlage beeinträchtigen.

Radar-Bewegungssensoren ermöglichen eine kontinuierliche, kontaktlose Messung des Wasserstands, indem der Sensor oberhalb der Wasseroberfläche installiert wird. Das Gerät sendet elektromagnetische Wellen in Richtung des Wassers aus und berechnet auf Basis des reflektierten Signals die Distanz. Da der Sensor nicht im Becken liegen muss, reduzieren Radar-Messungen Probleme wie biologische Verunreinigung, Sedimentablagerungen, Salzbelastung sowie die Wartung von unter Wasser befindlichen Sensorelementen.

1.Was unterscheidet die Pegelmessung in Aquakulturanlagen?

Aquakulturanlagen können auf den ersten Blick wie einfache Systeme zur Überwachung des Wasserstands erscheinen, doch ihre Betriebsbedingungen sind häufig komplexer als in einem geschlossenen Lagertank. Aeratorien, Zirkulationspumpen, die äußeren Wetterbedingungen, die Exposition gegenüber Meerwasser, Oberflächenbewegungen sowie Schaum können alle die Auswahl und Installation von Messgeräten beeinflussen.

Kontinuierliche Veränderung des Wasserstands

Füllung, Entwässerung, Verdunstung und Niederschlag können den Wasserstand eines Teichs kontinuierlich verändern; daher ist eine kontinuierliche Messung oft nützlicher als die Nutzung eines einzelnen Hoch- oder Tief-Schalters.

Bewegliche Wasseroberfläche

Aeratoren, Pumpen, Wasserzuführungen und Wind können Wellen sowie eine kontinuierliche Oberflächenbewegung erzeugen.

Außenumgebung

Das Messgerät kann Regen, Sonnenstrahlung, Luftfeuchtigkeit, Temperaturschwankungen sowie starken Winden ausgesetzt sein.

Korrosionsbedingungen

Für maritime sowie aquakulturelle Anwendungen mit hoher Salinität sind geeignete Gehäuse, Montagekonstruktionen und Befestigungsmaterialien erforderlich.

2. Wie misst ein Radar den Wasserstand in einem Aquakulturbach?

Der Radar-Sender ist über dem Teich montiert und sendet hochfrequente elektromagnetische Wellen in Richtung der Wasseroberfläche aus. Das Signal wird von der Wasseroberfläche reflektiert und vom Gerät empfangen. Anschließend berechnet der Sender anhand des reflektierten Signals die Entfernung zwischen dem Sensor und der Wasseroberfläche.

Wenn die Referenzhöhe der Installation bekannt ist, kann der tatsächliche Wasserstand wie folgt berechnet werden:

Wasserstand = Referenzhöhe − gemessene Entfernung zur Wasseroberfläche

Der gesamte Messvorgang erfolgt kontaktlos. Keine Messsonde muss dauerhaft im Teich submergiert sein, wodurch die direkte Exposition gegenüber biologischem Wachstum, Sedimenten, Salz und den routinemäßigen Reinigungsarbeiten verringert wird.

3. Warum sollte man im Rahmen der Aquakultur kontaktloses Radar für die Überwachung des Wasserstands einsetzen?

Tauchbare Drucksensoren, Schwimmer sowie andere kontaktbasierte Niveausensoren können ebenfalls in Aquakulturtiefen verwendet werden.Allerdings können Sensoren, die über längere Zeiträume unter Wasser bleiben, unter dem Einfluss von Bioverunreinigung, Sedimenten, Salzablagerungen oder mechanischen Schäden stehen.

Radar-Niveausender werden oberhalb der Wasseroberfläche installiert und verfügen über kein Messglied, das kontinuierlich im Becken liegt. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn der Zugang für Wartungsarbeiten begrenzt ist, wenn der Bediener untergetauchte Kabel vermeiden möchte oder wenn mehrere Becken in ein zentrales, ferngesteuertes Überwachungssystem integriert werden sollen.

4. Haben Nebel, Luftfeuchtigkeit und Regen Einfluss auf die Radar-Niveausmessung?

Radar verwendet elektromagnetische Wellen statt akustischer Wellen. Im Gegensatz zur Ultraschallmessung hängt Radar nicht von der Schallgeschwindigkeit in der Luft ab, weshalb normale Änderungen der Lufttemperatur, der Luftfeuchtigkeit sowie des Luftstroms in der Regel nur einen geringeren direkten Einfluss auf die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Messsignals haben.

Allerdings sollte nicht behauptet werden, dass Radar ungehindert durch unendliche Nebel, Wassertropfen oder Kondensation hindurchdringen kann, ohne dass dies Auswirkungen hätte. Starke Kondensation, ein anhaltender Wasserschichtfilm oder Verunreinigungen auf der Antenne können die Echokqualität dennoch beeinträchtigen. Bei Außeninstallationen sollten daher ein geschlossener Schutz, die geeignete Sensorposition, eine stabile Montage sowie – sofern erforderlich – eine Wetterbeständigkeit berücksichtigt werden.

5. Können Aeratoranlagen die Radar-Messung des Wasserstands beeinflussen?

Ruderrad-Aeratorien, Systeme zur Verteilung von Luft sowie Zirkulationsanlagen können starke Bewegungen an der Wasseroberfläche, Blasenbildung und Spritzer erzeugen. Wird der Radar-Sender direkt über einem stark turbulenten Bereich installiert, können die Messwerte schwanken, obwohl der durchschnittliche Wasserstand im Teich stabil ist.

Der Sender sollte daher außerhalb der Bereiche mit stärkster Aeration sowie der Ein- und Austrittszonen installiert werden und über einen Bereich positioniert sein, der den durchschnittlichen Wasserstand im Teich repräsentiert.Solange moderate Oberflächenbewegungen bestehen, können Dämpfung, Mittelung oder Filterung eingesetzt werden, um die Stabilität der Ausgabe zu verbessern.

6. Beeinflusst Schaumstoff die Radarpegelmessung?

In Aquakulturbewässerungen kann Schaum aufgrund von Aeration, gelöstem organischem Material oder veränderten Wasserbedingungen entstehen. Es darf nicht angenommen werden, dass Radar automatisch durch gesamten Schaum hindurchdringt. Die Schaumdicke, die Dichte, der Wassergehalt sowie die Radarfrequenz beeinflussen das reflektierte Signal.

Eine dünne oder intermittierende Schaumschicht unterscheidet sich von einer dichten und kontinuierlichen Schaumschicht. Wenn schwere Schaumablagerungen regelmäßig auftreten, sollte dies bei der Auswahl des Produkts in die Anwendungsdaten aufgenommen werden, um die Radarfrequenz, die Montageposition sowie die erwartete Echoparameterqualität angemessen bewerten zu können.

7. Welche Vorteile bietet 80GHz Radaranwendungen in der Aquakultur?

80GHz Der Radar-Sensor kann einen relativ schmalen Messstrahl erzeugen. Dies kann nützlich sein, wenn der Sensor nahe dem Ufer des Teiches, auf einem tragenden Balken oder dort montiert ist, wo Rohre, Halterungen oder andere feste Objekte in der Nähe des Messwegs liegen.

Die kompakte Antennengröße kann die Installation ebenfalls vereinfachen. Allerdings,80GHz ist für jeden Aquakulturbach nicht automatisch erforderlich. Die geeignete Radarfrequenz sollte weiterhin in Abhängigkeit von Messabstand, Installationshöhe, Oberflächbedingungen sowie umgebenden Strukturen gewählt werden.

8.Radar vs. Ultraschall für die Niveausmessung in Aquakulturanlagen

– Sowohl Radar- als auch Ultraschalltechnologien eignen sich für die Messung des Wasserstands in konventioneller Aquakultur. Bei Anwendungen mit starken Temperaturschwankungen im Außenbereich, hoher Luftströmung, begrenztem Platz für die Installation oder nahen strukturellen Hindernissen bietet die Radartechnologie vorteilhafte Installationsmöglichkeiten.Ultraschallmessungen können weiterhin für einfachere Teiche geeignet sein, wenn die akustischen Bedingungen stabil sind.

9. Typische Anwendungen in der Aquakultur

Überwachung des Wasserstands in Fischteichen

Überwacht kontinuierlich Änderungen des Wasserstands, die durch Befüllung, Entwässerung, Niederschlag und Verdunstung verursacht werden, und liefert Daten für manuelle oder automatische Wasserzufuhr.

Überwachung des Wasserstands in Garnelenbecken –

Geeignet für Anwendungen in der marinen Aquakultur bei hoher Salinität, sofern die Montagehardware, Befestigungselemente sowie die Materialien für das Messgerät auf Salz- und Korrosionsbeständigkeit ausgelegt sind.

Wiederverwendbare Aquakultursysteme;

Überwachung von Kultivierungstanks, Filtrationstanks, Reservoirs und Behandlungsbehältern im Rahmen eines zentralen PLC- oder RTU-Überwachungssystems;

Automatische Befüllung und Entleerung

Kontinuierliche Wasserstandssignale können von einem verwendet werden.PLC zur Steuerung von Auffüllventilen, Abpumpen und Alarmfunktionen

10. Wie können Radar-Wasserstanddaten fernüberwacht werden?

Der Radarlaufpegel-Sender misst den Wasserstand, während die Fernübertragung von Daten in der Regel von einem Gerät übernommen wird.PLC, RTU, Datenlogger oder Industriegateway. Je nach gewähltem Gerät: 4-20mA mA oder RS485 Modbus RTU kann zur Übertragung von Wasserstanddaten an das Steuerungssystem verwendet werden.

Radar-Niveausträger → PLC / RTU / Datenlogger → 4G / Ethernet / LoRa WAN → Remote-Überwachungsplattform

Das System für höhere Stufen ermöglicht die Darstellung historischer Trends, die Aufzeichnung von Alarmen, die Regelung der Auffüllung sowie die zentralisierte Überwachung mehrerer Teiche. Die automatische Steuerlogik sollte geeignete Hysterese und Zeitverzögerung aufweisen, um zu verhindern, dass kurzfristige Oberflächenbewegungen zu einer übermäßigen Häufigkeit des Schaltens von Pumpen oder Ventilen führen.

11. Welche Informationen sind für die Auswahl eines Radar-Niveaustimulators für die Aquakultur erforderlich?

12. Installationshinweise

Der Radar-Sender sollte über einem Bereich installiert werden, der den durchschnittlichen Wasserstand des Teichs repräsentiert. Die Installation direkt über Ruderwandsauger, starke Einlassstrahlen, Abflussöffnungen oder andere Bereiche mit starker Oberflächenstörung ist zu vermeiden.

Fest installierte Halterungen, Rohre und andere Strukturen sollten nach Möglichkeit aus dem primären Radarbereich entfernt werden.Außenmontagekonstruktionen müssen mechanisch stabil sein; zudem sind die Kabelabschottung, Abflussrinnen, Überspannungsschutz sowie die Erdung gemäß dem elektrischen Planungsvorhaben für die Baustelle zu berücksichtigen.

Für Meereswasser- oder Aquakultursysteme mit hoher Salinität sollte die Korrosionsbeständigkeit von Montagehalterungen, Befestigungselementen, Gehäusen sowie exponierten Materialien ebenfalls in den Auswahlprozess einbezogen werden.

FAQ

Frage 1: Ist Radar für die Überwachung des Wasserstands in Fischteichen geeignet?

Antwort 1: Ja.Radar ermöglicht eine kontaktlose, kontinuierliche Messung und erfordert nicht, dass das Messelement im Teich submergiert bleibt.

Q2: Können Radar-Niveausender in Garnelenteichen sowie in der Meereswasser-Aquakultur eingesetzt werden?

A2: Ja, allerdings können Salzwasser und Salzsprühung korrosiv wirken. Die Befestigungselemente, die Verriegelungselemente sowie die Materialien für die Messgeräte sollten entsprechend ausgewählt werden.

Q3: Kann ein Aerator die Radarmessung beeinträchtigen?

A3: Ja. Starke Oberflächenbewegungen sowie Spritzer können kurzfristige Messschwankungen verursachen. Der Sensor sollte außerhalb der turbulentesten Zone installiert werden, und es können geeignete Filtermaßnahmen angewendet werden.

Q4: Kann Feuchtigkeit oder hohe Luftfeuchtigkeit die Radarmessung verhindern?

A4: Eine normale Luftfeuchtigkeit hat in der Regel nur einen geringen direkten Einfluss auf die Radarsignalausbreitung; starke Kondensation, anhaltende Wasserschichten oder Verunreinigungen der Antenne können jedoch die Echogüte beeinträchtigen.

Q5: Kann Radar eingesetzt werden, wenn Schaum vorhanden ist?

A5: Dies hängt von der Schichtdicke, der Dichte sowie der Anhaltdauer des Schaums ab. Dünne, intermittierende Schaumschichten und dichte, anhaltende Schaumschichten stellen sehr unterschiedliche Messbedingungen dar; daher sollte bei der Auswahl der Messumgebung ein hoher Schaumanteil berücksichtigt werden.

Q6: Kann das Radar die Befüllung des Teichs automatisch steuern?

A6: Der Radarsender liefert das kontinuierliche Wasserstandssignal. A PLC Der Controller kann dieses Signal nutzen, um Nachfüllventile, Entwässerungspumpen oder Alarme entsprechend vordefinierten Pegelgrenzwerten zu steuern.

Q7: Kann der Wasserstand eines Teichs über ein Smartphone oder eine Cloud-Plattform überwacht werden?

A7: Ja. Das Radarsignal kann von einem RTU- oder IoT-Gateway erfasst und über 4G, Ethernet, LoRa WAN oder ein anderes Netzwerk auf eine entfernte Überwachungsplattform übertragen werden.

Q8: Sollte ein Aquakulturbehälter eine Radar- oder ultraschallbasierte Niveausmessung verwenden?

A8: Beide Verfahren können geeignet sein. Radar ist vorteilhaft, wenn Änderungen der Außentemperatur, die Luftströmung, nahegelegene Bauwerke oder eine Installation mit engem Strahl von Bedeutung sind. Ultraschallmessverfahren können weiterhin für einfachere Teiche mit stabilen akustischen Bedingungen praktikabel sein.

Fazit

Radarbasierte Wasserstandssensoren eignen sich für die kontaktlose, kontinuierliche Überwachung des Wasserstands in Fischteichen, Garnelenteichen, recirkulierenden Aquakultursystemen sowie anderen offenen Aquakulturbewässerungen. Da das Sensorelement nicht unter Wasser bleibt, reduziert das Radar die direkte Exposition gegenüber biologischer Verkrustung, Sedimenten und Salz, und bietet gleichzeitig eine Schnittstelle für PLC, RTU sowie die Integration von Fernüberwachung.

Die zuverlässige Leistung hängt weiterhin von einer korrekten Installation ab. Bei der Platzierung von Sensoren sowie bei der Auswahl des geeigneten Produkts sollten Aeration, Oberflächenwellen, Schaum, das Wetter im Freien, Salzschlag und nahegelegene Bauwerke berücksichtigt werden. Radar ist zwar nicht völlig unbeeinflusst von Nebel, Schaum oder Kondensation, bietet jedoch für viele Anwendungen in der Aquakultur im Freien in der Regel eine robuste kontaktlose Lösung.

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