Gewichtskraftmessungen an steifen Strukturen

Die Dehnungsaufnehmer eignen sich besonders bei einer nachträglichen Aufrüstung mit Sensoren zur Gewichtsmessung bzw. Füllstandbestimmung

Lastmessung mit Dehnungssensoren

Die Messung der Gewichtskraft mittels Lastmessdosen hat sich in der Silowägung als genaue und zuverlässige Messmethode zur Füllstandsbestimmung etabliert.

Die nachträgliche Aufrüstung bestehender Silos ist jedoch mit hohem baulichem Aufwand verbunden, da hier das Silo in der Regel für die Montage angehoben werden muss. Als Alternative stehen Dehnungssensoren bereit, welche einfach auf die tragenden Silo-Füsse appliziert werden können.

Die Dehnungsaufnehmer werden auf die Silofüsse kraftschlüssig verschraubt. Je nach geforderter Genauigkeit können je ein oder zwei Dehnungssensoren pro Fuß montiert werden. Dadurch werden die Dehnungen, welche durch die Gewichtsänderung in der Silostruktur voll ausgelöst werden, gemessen.

Jeweils ein Dehnungsaufnehmer pro Silofuß ist ausreichend für einfache Gewichtsbestimmungen. Für erhöhte Genauigkeitsansprüche und Temperaturkompensationen empfiehlt es sich je zwei Dehnungsaufnehmer zu installieren. Die erzielbare Genauigkeit hängt dabei von der Silo-Struktur und den vorhandenen Dehnungen ab. Die Messung des Gewichts über Dehnungsaufnehmer eignet sich insbesondere für folgende Anwendungsfälle:

  • Grenzwertüberwachung des Füllstandes
  • LKW-Vorverladung bei Schüttgütern

Die Nutzung von Dehnungssensoren zur Gewichtsbestimmung bringt folgende Vorteile mit sich:

  • Einfache und kostengünstige Montage an bestehenden Anlagen, auch im laufenden Betrieb
  • Trennung der Messtechnik vom Silo-Innenraum bei korrosiven Medien
  • Zuverlässige Erkennung von Feuchtigkeitsunterschiede, Hohlräume und Schüttkegel im Vergleich zur Mikrowelle und Ultraschall

Aufgrund der baulichen Gegebenheiten bei Silos gilt es jedoch die Umweltbedingungen im Auge zu behalten. So kann eine einseitige Temperatureinstrahlung eine Ausdehnung der Silostrukturen bewirken und so einen Messfehler verursachen. Auch die Windverhältnisse wirken sich direkt auf die Spannungen in der Silostruktur aus.

Sowohl Windverhältnisse als auch Temperatureinflüsse durch Sonneneinstrahlungen wirken jedoch nicht an jedem Silo-Bein, bzw. Dehnungsaufnehmer gleichermaßen. Dadurch können diese Einflüsse durch eine Verrechnung der einzelnen Sensorsignale aktiv kompensiert werden. Alternativ kann eine passive Kompensation vorgenommen werden, indem an jedem Bein zwei Dehnungsaufnehmer in einer T-Ausrichtung montiert werden.

Die Dehnungsaufnehmer können in einer T-Ausrichtung appliziert werden, damit eine passive Kompensation der Temperatur erfolgen kann.

Durch die Parallelschaltung eines solchen Dehnungsaufnehmer-Paares kann eine Temperaturänderung fast vollständig kompensiert werden, da diese immer gleichermaßen auf beide Sensoren wirkt.

Eine Gewichtsänderung hingegen wirkt nur auf den Dehnungsaufnehmer in Längsrichtung wodurch Signalverfälschungen sicher erkannt und kompensiert werden können.