Magnetfeldsensor erfasst Drehzahl von Mischköpfen

In Magnetrührwerken des Armaturenwerks Hötensleben erkennt ein Magnetfeldsensor mit doppelter Hall-Sonde Drehzahl und Drehrichtung des Mischkopfs

Zum Erfassen der Drehzahl seiner VPureMix-Magnetrührwerke suchte die Armaturenwerk Hötensleben GmbH (AWH) nach einer kompakten Lösung für alle Größen der Geräteserie. Speziell für diese Aufgabe entwickelte Turck einen Magnetfeldsensor, der die exakte Drehzahl des Mischkopfs im Behälter durch die Edelstahlwand hindurch erfasst. Dank einer doppelt ausgeführten Hall-Sonde erkennt der Sensor auch die Drehrichtung der Mischköpfe. So steigert AWH mit nur einem Sensortyp die Prozesssicherheit aller VPureMix-Rührwerke.

Die auf Prozesssicherheit und Sterilität optimierten Magnetrührer finden insbesondere in der Pharma-, Biotech- und Lebensmittelindustrie Einsatz. Anwender homogenisieren oder suspendieren damit schonend und effizient flüssige Medien, nutzen sie zum Wärmeaustausch oder Konzentrationsausgleich.

Zwei Hall-Sonden sind im fingernagelgroßen Sensorgehäuse integriert
Die Magnetfeld-Sensorfolie macht die Feldlinien der Magnete im Mischkopf sichtbar
Dank Form und Vollverguss sitzt die Elektronik der kleinen Sensoreinheit immer korrekt
Die neuen Analog- Module zeigen sich bei den Eingangssignalformen besonders flexibel
Anja Hauffe, Armaturenwerk Hötensleben GmbH

Magnetische Kupplung des Mischkopfs sichert Integrität von Behälter und Produkt

Permanentmagneten in der Antriebseinheit bilden mit Magneten im Mischkopf eine magnetische Kupplung. Diese ist derart belastbar, dass darüber der Mischkopf durch die Behälterplatte hindurch mit bis zu 490 Umdrehungen pro Minute angetrieben werden kann. Zur Montage des Rührwerks muss die Behälterplatte vorab im Boden eingeschweißt werden. Dank der magnetischen Kupplung von Antrieb und Mischkopf bleibt die Integrität des Behälters trotz Mischvorgängen durchgehend gewährleistet. Sterilitätsprobleme und mögliche Kontaminationen, wie sie bei konventionellen Rührern mit Wellendurchführung auftreten können, sind damit ausgeschlossen. In Kontakt zum Medium gelangen nur Mischkopf und die keramische Lagerung. Sie sind so konstruiert und beschaffen, dass sie leicht rückstandslos gereinigt werden können.

Sensor erkennt Drehzahl und Drehrichtung

Turck entwickelte für die Applikation einen Sensor mit abgesetzter Auswerteeinheit. Der eigentliche Sensorkopf kann daher sehr kompakt gefertigt werden, um ihn am oberen Rand der Mischkopfaufnahme zu integrieren. Im Sensorkopf befinden sich zwei aktive Flächen, sogenannte Hall-Sonden, die den Verlauf des Magnetfeldes durch einen internen zeitlichen Signalversatz erfassen. So kann nicht nur die Drehzahl an sich erfasst werden, sondern auch die Drehrichtung. Der Sensor wird auf eine Soll-Drehrichtung parametriert. Erkennt er später eine invertierte Drehrichtung, liegt eine Fehlfunktion vor. Die LED an der Auswerteeinheit leuchtet dann rot und die Steuerung gibt – je nach Einstellung des Anwenders – ebenfalls eine Warnmeldung aus.

Prozesssicherheit durch Drehzahl- und Drehrichtungsüberwachung

Zusatzinformationen wie die Erfassung der Drehzahl und Drehrichtung benötigen nicht alle Kunden. In speziellen Branchen und explosionsgefährdeten Anlagenbereichen steigert die Detektion dieser beiden Größen die Sicherheit des Produktionsprozesses. Vor allem Pharma- und Biotech-Industrie sind in höchstem Maß dazu angehalten, jeden Prozessschritt fehlerfrei aufzusetzen, zu sichern und zu dokumentieren. Eine falsche Drehzahl kann schnell zu einer verminderten Produktausbeute und hohen finanziellen Verlusten führen. Eine nicht detektierte falsche Drehrichtung des Mischkopfs gefährdet das Magnetrührwerk selbst und könnte in explosionsgefährdeten Bereichen durch elektrostatische Aufladung infolge von Reibung sogar zu Explosionen führen.

Ein Sensor für alle Magnetrührwerke

AWH stellt VPureMix-Magnetrührwerke in neun Größen her, die mit unterschiedlich vielen Magneten am Antrieb und Mischkopf bestückt sind. Bestellt der Kunde einen Mixer, parametriert AWH den Sensor per IO-Link. Für den Endkunden bleibt die IO-Link-Schnittstelle geschlossen. „Dass wir alle Größen mit nur einem Sensor abdecken können, ist wirklich praktisch. Auch die Software zur Einstellung der Sensoren ist ganz easy. Über einen Dropdown wähle ich die vorliegende Rührwerksgröße aus. Alle weiteren Parameter werden über hinterlegte Datensätze automatisch angewendet. Mit zwei bis drei Klicks ist das erledigt“, sagt AWH-Produktmanagerin Anja Hauffe. „Auch die Montage des Sensors hat mich überzeugt. Die abgesetzte Sensoreinheit kann nicht beschädigt werden und die Auswerteeinheit ist im Unterschied zu anderen Herstellen nicht aus Kunststoff, sondern aus Edelstahl.“

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