Radar-Füllstandmessung im Ex-Bereich: Auswahlleitfaden

Kurzfassung: Bei Radar-Füllstandmessgeräten für explosionsgefährdete Bereiche sind zwei Nachweise getrennt zu führen: Der Explosionsschutz muss zur tatsächlichen Bereichseinstufung passen, und das Gerät muss unter den realen Prozessbedingungen zuverlässig messen. Die Angabe „Ex-geschützt“ allein reicht nicht aus. Gas oder Staub, Zone, Gruppe, Temperaturklasse, EPL, Umgebungstemperatur, Kabelverschraubung, Speisung und Antennenausführung müssen vollständig geprüft werden.

1. Mit dem Ex-Zonenplan beginnen

Vor der Anfrage sollten Zonenplan und elektrische Projektspezifikation vorliegen. Zu klären sind Gas-, Dampf- oder Staubatmosphäre, Zone beziehungsweise Division, Stoffgruppe, Temperaturklasse, erforderliches Geräteschutzniveau und zulässiger Umgebungstemperaturbereich. Typenschild und Zertifikat der angebotenen Ausführung müssen diese Anforderungen abdecken.

IECEx, ATEX und nationale Zulassungen sind nicht automatisch austauschbar. Maßgeblich sind die örtlichen Vorschriften, der Anlagenbetreiber und die zuständige Stelle. Außerdem ist zu prüfen, ob das Zertifikat genau die bestellte Elektronik, Antenne, Prozessabdichtung und die verwendeten Zubehörteile umfasst.

2. Zündschutzart und gesamten Stromkreis prüfen

Eigensicherheit begrenzt die verfügbare elektrische Energie und erfordert in der Regel eine passende Barriere oder einen Trennverstärker. Eine druckfeste Kapselung hält eine mögliche Zündung im Gehäuse zurück und verlangt zugelassene Kabelverschraubungen, Verschlussstopfen und Dichtungen. Welche Lösung geeignet ist, hängt von Anlagenkonzept und Instandhaltung ab.

Zu kontrollieren sind Versorgungsspannung, zulässige Bürde des 4–20-mA/HART-Stromkreises, Entity-Parameter, Potentialausgleich und Kabeltyp. Auch ein zertifiziertes Messgerät kann seine Konformität verlieren, wenn eine falsche Kabelverschraubung, ein nicht zugelassener Stopfen, ein nicht vollständig geschlossener Deckel oder eine ungeeignete Barriere verwendet wird.

3. Ex-Konformität und Messaufgabe getrennt bewerten

Eine Ex-Zulassung garantiert noch kein stabiles Echo. Für die Prozessauswahl sind Medium, ungefährer Dielektrizitätswert, Messbereich, Druck, Temperatur, Schaum, Dampf, Staub, Kondensat, Anhaftungen und Bewegung der Oberfläche zu erfassen. Ebenso wichtig sind Stutzendurchmesser und -länge, Einbauten, Befüllstrom und maximaler Füllstand.

Ein enger Strahl hilft bei vielen Behältern mit Einbauten, ersetzt jedoch keine geeignete Montageposition. Bei Schüttgütern sind Schüttkegel und Befüllpunkt zu berücksichtigen. Bei bewegten Flüssigkeiten müssen Dämpfung und Echoverfolgung abgestimmt werden. Für hohe Temperaturen oder Drücke sind Prozessanschluss, medienberührte Werkstoffe, Dichtung und thermische Grenzen der gesamten Baugruppe zu prüfen.

4. Erforderliche Beschaffungsunterlagen

• Ex-Zertifikat mit Anlage für den vollständigen angebotenen Bestellcode;
• Control Drawing und Sicherheitshinweise, falls erforderlich;
• Datenblatt zu Temperatur, Druck, Werkstoffen, Antenne und Prozessanschluss;
• Anschlussplan, HART-Angaben und Anforderungen an die Barriere;
• Anleitung für Montage, Inspektion und Wartung;
• Muster des Typenschilds und Angaben zur Rückverfolgbarkeit.

Alle Unterlagen sind vor der Bestellung mit dem Projekt-Datenblatt abzugleichen. Ein allgemeiner Prospekt belegt nicht, dass die angebotene Zertifizierungsvariante geeignet ist.

5. Montage, Inbetriebnahme und Abnahme

Die Antenne benötigt einen freien Signalweg und darf nicht direkt im Befüllstrom sitzen. Ausrichtung, Anzugsmomente, Potentialausgleich und Vorgaben für Kabeleinführungen sind einzuhalten. Bei der Inbetriebnahme werden der gemessene Leerabstand eingetragen, der Nahbereich geprüft, die Echokurve gespeichert und mindestens drei bekannte Füllstände verglichen.

Die Ausgänge 4, 12 und 20 mA sollten simuliert und am PLC oder DCS kontrolliert werden. Zur Abnahme gehören neben der Messprüfung auch die Sicht- und Dokumentenprüfung des Explosionsschutzes. Eine gespeicherte Ausgangskonfiguration und Echokurve erleichtern spätere Diagnosen.

6. Typische Fehler

• Auswahl nur nach Frequenz oder Nennreichweite;
• Annahme, dass eine Gaszulassung automatisch auch für Staub gilt;
• nicht zugelassene Kabelverschraubungen oder Stopfen;
• Verwechslung der Nennmessgenauigkeit mit der Leistung bei Schaum, Staub oder Schüttkegeln;
• Übernahme fremder Behälterparameter ohne Echoprüfung.

Häufige Fragen

Beseitigt berührungsloses Radar das Zündrisiko?

Nein. Elektronik und Verdrahtung befinden sich weiterhin im klassifizierten Bereich und müssen die vorgeschriebene Zündschutzart erfüllen.

Ist 80 GHz immer die beste Wahl?

Nein. Der enge Strahl ist oft vorteilhaft; entscheidend bleiben jedoch Medium, Geometrie, Stutzen, Anhaftungen, Reichweite und verfügbare Zulassungen.

Wie oft ist zu inspizieren?

Das Intervall ergibt sich aus dem Ex-Inspektionsplan der Anlage, dem Risiko und den Umgebungsbedingungen. Nach dem Öffnen des Gehäuses oder Änderungen an der Verdrahtung ist eine zusätzliche Prüfung sinnvoll.

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Autor: Arvin · Quelle: METRAVON Instruments