Möchte man einfach und verlässlich Füllstände von Flüssigkeiten messen, so löst man dies oftmals über eine hydrostatische Druckmessung, z. B. mittels Pegelsonden / Tauchsonden. Die charakteristische Tauchanwendung bedingt dabei jederzeit eine maximale Feuchtigkeitsbelastung, jedoch nicht nur am medienberührenden Gehäuse des Drucksensors, sondern entlang des gesamten eingetauchten Kabels.
Auch außerhalb des direkt eingetauchten Bereiches sind das Kabel und insbesondere das Kabelende aufgrund von Spritzwasser und Kondensaten häufig mit Feuchtigkeit belastet. Dies gilt nicht nur während des Betriebes, sondern in besonderem Maße während der Installation und Inbetriebnahme bzw. bei fälligen Wartungs- und Umbauarbeiten.
Unabhängig von der Zielanwendung, ob in der Wasser- und Abwasseraufbereitung oder in der Tanküberwachung, ein Feuchtigkeitseintritt ins Kabelende der Pegelsonde kann bei ungenügenden Schutzmaßnahmen früh und unumkehrbar erfolgen und hat in fast allen Fällen den vorzeitigen Ausfall des Gerätes zur Folge. Der Feuchtigkeitseintritt in den Kabelausgang hinab bis in die Elektronik der Tauchsonde muss deshalb durch vorbeugende Maßnahmen seitens des Anwenders aktiv vermieden werden.
Um den Füllstand mit höchster Genauigkeit messen zu können, muss der variierende Umgebungsdruck über der Oberfläche des Mediums, somit also zusätzlich „aufliegend“ auf der Flüssigkeitssäule zu dem auf den Drucksensor wirkenden hydrostatischen Druck kompensiert werden (vergl. Artikel: hydrostatische Füllstandsmessung und Berechnung der Füllhöhe). Somit ist folgerichtig bei unzureichenden Schutzmaßnahmen ein Feuchtigkeitsausfall durch Flüssigkeitseintritt zu befürchten, sowohl über das Belüftungsröhrchen als auch über das eigentliche Kabel selbst.
Belüftungsröhrchen
Zum Ausgleich des aufliegenden Umgebungsdruckes wird also vom Sensorelement innerhalb der Pegelsonde durch das Kabel bis hinauf zum Kabelende ein Belüftungsröhrchen geführt. Aufgrund des Kapillareffektes kann aber auch neben dem erwünschten Luftausgleich Feuchtigkeit bis hinunter in die Sensorik transportiert werden. Dringt also nicht nur Luft, sondern auch Feuchtigkeit in das Röhrchen ein, kann der Sensor und die ihn umgebende Elektronik im Inneren der Sonde irreparabel beschädigt werden. Dies kann zu Messfehlern und im schlimmsten Fall sogar bis zum Ausfall der Sonde führen. Um einem vorzeitigen Ausfall vorzubeugen, muss also der Feuchtigkeitseintritt in das Belüftungsröhrchen unbedingt verhindert werden. Einen zusätzlichen Schutz gegen das Eindringen von Feuchtigkeit durch das Belüftungsröhrchen bietet das Anbringen eines luftdurchlässigen, aber wasserundurchlässigen Filterelements am Ende des Belüftungsröhrchens.
Anschlusslitzen
Nicht zuletzt erfolgt der Flüssigkeitstransport bei hoher Feuchtigkeitsbelastung auch entlang des bedingt geschützten Innenlebens des Kabels, z. B. entlang der Litzen bis hinunter zur Pegelsonde. Als führender Hersteller versucht man durch eine geeignete konstruktive Gestaltung den Flüssigkeitstransport in die Elektronik der Pegelsonde möglichst zu verhindern. Durch Gasdiffusion und Kapillareffekte ist ein hundertprozentiger Schutzeffekt über die vollständige Lebensdauer der Pegelsonde jedoch nie zu erreichen. Es empfiehlt sich daher, das Kabel immer nur in einer dem Installationsort angepassten, wasserundurchlässigen Anschlussbox mit entsprechender IP-Schutzart (z. B. IP65) aufzulegen. Ist dieser Kabelverbindungskasten der Witterung oder starken Temperaturschwankungen ausgesetzt, so ist auch auf einen kontrollierten Druckausgleich zu achten, um sogenannte „Schwitzwasserbildung“ und Pumpeffekte zu vermeiden. Um dieser technischen Anforderung zu begegnen, kann als Zubehör zur Pegelsonde eine Anschlussbox mit integrierter, luftdurchlässiger, wasserundurchlässiger Membran bestellt werden.
Schlussendlich kann ein Feuchtigkeitseintritt natürlich nicht nur über ein ungeschütztes Kabelende, sondern auch durch die Verletzung des Kabelmantels oder durch Flüssigkeitsdiffusion aufgrund einer unzureichenden Medienbeständigkeit des Kabelmaterials erfolgen. Im Artikel „Auswahlkriterien zur Vermeidung feuchtigkeitsbedingter Ausfälle bei Pegelsonden bzw. Tauchsonden“ wird dieses Fehlerbild detailliert beschrieben.
Hinweis
Weitere Informationen zu Pegelsonden finden Sie auf unserer WIKA-Webseite. Sie möchten Pegelsonden kaufen? In unserem WIKA Online-Shop finden Sie einige unserer Standard-Ausführungen.
Lesen Sie auch unsere Beiträge:
Aufbau einer Pegelsonde / Tauchsonde – Teil1 sowie Aufbau einer Pegelsonde / Tauchsonde – Teil 2
Auswahlkriterien zur Vermeidung feuchtigkeitsbedingter Ausfälle von Pegelsonden bzw. Tauchsonden
Korrosionsschutz durch Erdung von Pegelsonden bzw. Tauchsonden
Welchen Vorteil hat eine Kabelbox für Pegelsonden?
Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie auch auf unserer
Informationsplattform “Hydrostatische Füllstandsmessung” (in englischer Sprache)
