Füllstandssensor | Fluidsensorik für einfachen bis IIoT Einsatz
Fluidsensorik ist in vielen Anlagen eine stille Schlüsseltechnologie: Sie entscheidet, ob Medien zuverlässig nachgefüllt, Prozesse stabil geführt, Trockenlauf, Überfüllung oder Leckagen früh erkannt werden oder die Qualität des Fluids stimmt. Im Zentrum stehen Füllstandsensor und Grenzstandsensor – ergänzt durch Messprinzipien für Druck, Durchfluss, Leitfähigkeit oder Temperatur. Dieser developedia-Artikel beleuchtet aktuelle Marktinnovationen, erörtert vielfältige Anwendungsbereiche und bietet Einblicke in den aktuellen Stand der Technik sowie die neuesten Trends.
Füllstandssensor 2026 – Das Wichtigste in Kürze
Getrieben durch höhere Anforderungen an Prozesssicherheit, Transparenz und Verfügbarkeit entwickeln sich Füllstandssensoren weiter in Richtung vernetzter, diagnosestarker Messsysteme. Ein zentraler Trend ist die IIoT- bzw.Industrie 4.0-Integration: Sensoren liefern nicht nur Messwerte, sondern lassen sich zunehmend in Leit- und Cloud- bzw. Edge-Strukturen einbinden. Für Remote Monitoring ergeben sich eine bessere Dokumentation und schnellere Fehlersuche.
Parallel gewinnen Gerätdiagnose, Verifikation und Zustandsüberwachung an Bedeutung. Moderne Geräte unterstützen Funktionen, die den Messpunkt selbsterklärender machen für Plausibilitätschecks, Signalqualitätsindikatoren, Ereignis-/Statusmeldungen und strukturierte Daten für Predictive Maintenance liefern. Das erhöht die Anlagenverfügbarkeit und senkt Stillstands- sowie Wartungskosten.
Technologisch stehen vor allem robustere Messverfahren und bessere Signalverarbeitung im Fokus. In anspruchsvollen Anwendungen wie der Petrochemie, Pharma- und Lebensmitteltechnik steigt die Nachfrage nach höherer Genauigkeit und Stabilität trotz Dampf, Schaumbildung, Turbulenzen, Anhaftungen oder Temperaturschwankungen. Entsprechend nimmt die Verbreitung berührungsloser bzw. nicht-invasiver Verfahren weiter zu. Insbesondere Radarsensoren (zunehmend auch hochfrequent) und Ultraschallsensoren sind im Kommen, weil sie hygienisch, wartungsarm und für viele Medien flexibel einsetzbar sind.
Neuheiten & Innovationen
Füllstand, Grenzstand oder Zustand messen sind die Aufgaben von Fluidsensoren. Nachfolgend finden Sie die aktuelle Neuentwicklungen:
Qualitätssensor misst durch Gefäß- und Schlauchwände
13.02.2026 | Die QCRC-Serie von EBE Sensors + Motion wurde für die Prozessüberwachung in hygienisch sensiblen Umgebungen konzipiert. Überall dort, wo klassische Eintauch- oder Einbausensorik aus Platz- oder Hygienegründen an ihre Grenzen stößt, arbeiten die Sensoren berührungslos durch geschlossene Gefäß- und Schlauchwände. Dabei unterscheiden sie Luft, Schaum und Flüssigkeit eindeutig. So lässt sich Schaumbildung frühzeitig erkennen, ohne das Prozessmedium zu kontaminieren oder zusätzliche medienberührende Komponenten zu integrieren.
Gerade in Laborautomation, Bioreaktoren und ähnlichen Anlagen ist Schaum ein kritischer Störfaktor: Überschäumen kann Messungen verfälschen, Prozesse destabilisieren und nachgelagerte Reinigung sowie Stillstandszeiten auslösen. Hinzu kommt die typische Einbausituation – insbesondere im Deckelbereich von Reaktoren oder an kompakten Laborstationen sind Bauraum und Schnittstellen knapp. Eine Lösung, die von außen misst und ohne Öffnung des Systems auskommt, reduziert sowohl Integrationsaufwand als auch hygienische Risiken.
Kombiniertes Messprinzip für Echtzeitdaten
Technisch setzt EBE auf ein kombiniertes Messprinzip: Die QCRC-Sensoren erfassen kapazitive und konduktive Parameter parallel und liefern daraus kontinuierliche Echtzeitinformationen zum Medienzustand. Der Ansatz soll die Differenzierung auch dann stabil halten, wenn Prozessbedingungen schwanken oder das Medium anspruchsvoll ist. Neben der Schaumerkennung eignet sich die Sensorik laut Hersteller auch zur Zustandsbestimmung, ob ein Behälter bzw. Schlauchabschnitt mit Flüssigkeit, Schaum, pulverförmigem Medium oder Luft belegt ist.
Für die Integration ist die Messstruktur vollständig im Modul untergebracht. Mit 30 × 30 mm ist die Bauform auf enge Einbauverhältnisse ausgelegt. Die Anbindung erfolgt über eine standardisierte I²C-Schnittstelle, so dass Messwerte nach der Montage direkt verfügbar sind. Für Forschung und Entwicklung bietet EBE ein Evaluation Kit an, das die Inbetriebnahme beschleunigen und frühe Validierungen in bestehenden Testaufbauten erleichtern soll.
Autonome IoT-Funksensorknoten für nahtlose Netzwerkanbindung
26.06.2024 | Pepperl+Fuchs verbessert die IoT-Landschaft mit den autonomen Funkknoten Wilsen.valve und Wilsen.node. Diese batteriebetriebenen Geräte eliminieren den Verkabelungsaufwand in großflächigen Anlagen und ermöglichen die zuverlässige Anbindung von Assets.
Allrounder für die Füllstandsmessung
27.07.2023 | Mit dem Füllstandsschalter Vibracon LVL-M3 und -M4 bietet Pepperl+Fuchs zwei neue Serien an Vibrationsgrenzschaltern an – mit Atex- und IECEx-Zulassung für explosionsgefährdete Bereichen.
Kapazitiver Füllstandssensor für Grenzstandmeldung
29.11.2022 | Der kapazitive Grenzstandmelder Jumo Zelos C01 LS detektiert den Füllstand von Flüssigkeiten und Feststoffen. Dabei kann der Füllstandssensor auch in drucküberlagerten Rohren und Tanks eingesetzt werden. In der Industrie erfüllt er die Anforderungen zum Überlaufschutz, Trockenlaufschutz und zur Medienerkennung.
Der Zelos C01 LS eignet sich für den Einsatz in Flüssigkeiten und Schüttgütern unter Temperaturen zwischen -40° bis +200 °C. Auf Basis der einzigartigen Auto-Kalibrierfunktionalität erkennt der Sensor die Grenzstandmessung zuverlässig und langzeitstabil. Nach der Konfiguration können die beiden Schaltausgänge automatisch zwischen Messmedium und Reinigungsmedien oder Schaum sicher unterscheiden.
Der Füllstandssensor erkennt zudem Anhaftungen. Das Produktdesign trägt der Miniaturisierung in der Sensorik Rechnung. Die Montage erfolgt problemlos mit einem standardisierten Drehmomentschlüssel. Die Abdichtung zum Medium erfolgt über die Sensorspitze. Somit wird keine separate Dichtung benötigt. Eine Verwechselung ist ausgeschlossen.
Kurzschlussschutz und Verpolschutz bieten zusätzliche Sicherheit. Eine antivalente Schaltung erkennt Leitungsfehler wie einen Kabelbruch. Durch ein Firmware-Update-Profil kann der Sensor im eingebauten Zustand aktualisiert werden. Dadurch werden Stillstandszeiten der Anlage minimiert. Als Ausgangssignale stehen PNP, NPN, push-pull und IO-Link zur Verfügung. Eine 360° leuchtende Statusanzeige zeigt den Sensorzustand nach Namur und VDI/VDE an.
Der Grenzstandmelder verfügt über die Schutzarten IP67 / IP69. Die medienberührenden Teile bestehen aus Peek mit einer homogenen Oberflächenrauheit kleiner Ra 0,8 µm. Der Füllstandssensor hat umfangreiche Zulassungen für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie, Bahntechnik und im Schiffbau. Weiterhin werden die Anforderungen nach den Wasserhaushaltsgesetz (WHG), eigensicheren Explosionsschutz und elektrischen Sicherheit nach UL erfüllt.
Der Zelos C01 LS überwacht Behälter, steuert Ventile SPS-Eingänge oder Warnsignale an und schützt Pumpen vor dem Trockenlaufen. Typische Einsatzfälle sind Vorratstanks für feste und flüssige Lebensmittel, Sand oder Granulate sowie Wasser und Abwasser. Die automatische Medienerkennung kann speziell mit und ohne Software eingelernt werden.
Füllstandssensor misst ungewöhnlich viele Medien
15.08.2022 | Der neue Füllstandssensor Combilevel PLP70 von Baumer passt sich automatisch an außergewöhnlich viele Medien an. Mit dem großem Touch Display ist er sehr bedienerfreundlich in der Prozessüberwachung. Der potentiometrische Füllstandssensors bewältigt eine niedrige Mindestleitfähigkeit des Mediums. Bislang konnte das Vorgängermodell LSP Medien mit einer Leitfähigkeit ab 50 Mikrosiemens/cm messen.
Der Füllstandssensor detektiert selbst Füllstände von Prozessmedien mit sehr niedriger Leitfähigkeit größer als 10 Mikrosiemens/cm. Er stößt damit in bislang unerreichte Grenzbereiche vor und eignet sich auch für Medien wie Prozesswasser. «Der PLP70 lässt sich besonders gewinnbringend einsetzen bei hoher Sortenvielfalt oder häufigem Medienwechsel. Durch das medienunabhängige Messprinzip bietet der Sensor auch bei den anspruchsvollsten Applikationen höchste Genauigkeit und Wiederholbarkeit», sagt Produktmanager Julian Budde. Als Beispiele für schwierige Anwendungen seien Prozesse mit schwer messbaren pastösen, anhaftenden oder schäumenden Medien mit niedriger Leitfähigkeit genannt.
Der potentiometrische Füllstandssensor PLP70 hat eine IO-Link Schnittstelle. Er ist flexibel einsetzbar für eine effiziente Prozessüberwachung und Prozessregelung. Mit exakten und zuverlässigen Messergebnissen können Prozesse optimiert werden wie die präzise Füllstandsüberwachung von Vorlaufbehältern und Lagertanks. Der Füllstandssensor eignet sich dank kurzer Ansprechzeit von weniger als 100 ms besonders für hochdynamische Prozesse mit schnellen Füllstandswechseln in Abfüllanlagen.
Die Einsatzbereiche schwimmerloser potentiometrischer Füllstandssensoren umfassen industrielle Anwendungen von Prozesstanks, Reinigungsanlagen, Filteranlagen, Landwirtschaftsmaschinen, Wasseraufbereitungsanlagen bis hin zu hygienischen Anwendungen in Abfüllanlagen, Lager- und Puffertanks, Vorratsbehälter, Filteranlagen, Prozesstanks oder Reinigungsanlagen).
Das Baumer Display zeigt alle benötigte Informationen übersichtlich an – auch zur Erfassung aus der Ferne. «Zur einfachen Prozessüberwachung trägt wesentlich der Wechsel der Hintergrundfarbe bei, die den aktuellen Prozesszustand weithin sichtbar anzeigt», erklärt Produktmanager Julian Budde. Das Touch-Display gestattet eine komfortable Bedienung direkt am Sensor.
Füllstandssensor zur Füllstandsmessung in Tanks
18.02.2021 | Der Ultraschall Füllstandssensor LUS211 von Turck ist für die Füllstandmessung im Bereich bis 40 bzw. 130 cm ausgelegt. Der auf Turcks Fluid-2.0 Plattform basierende Ultraschallsensor kann bei Drücken von 0,5 bis 5 bar am Prozessanschluss betrieben werden.
Spezielle Füllstand- & Zustandssensorik
Ultraschallsensor | Für Distanz, Abstand und Füllstand
Chronologie & Archiv
Die nachfolgenden Berichte dokumentieren die Entwicklungen der vergangenen Jahre (ab 2015).
25.10.2020 | Ein Füllstandssensor auf Basis der Cortec Technologie von EBE erkennt Füllstände auch bei gut leitfähigen und stark anhaftenden Medien wie sie in der Medizintechnik vorkommen. Für nicht leitende Tanks hingegen eignet sich der Sensor Capatec. Mit ihm lassen sich die Toleranzen der eingebauten Kunststoff Bauteile aus Fertigung und Montage ausgleichen.
Die Stärken der Cortec Sensoren zeigen sich bei der klaren Unterscheidung von Volumen und Film sowie bei der Kompensation von externen Störern. EBE hat die Cortec Füllstandssensoren entwickelt, um die Füllstandsmessung von viskoser Flüssigkeit erheblich zu verbessern. Oftmals ist bei stark anhaftenden Flüssigkeiten eine Füllstandüberprüfung mit berührungslosen Sensoren nicht zuverlässig. Konventionelle berührungslose Füllstandsschalter stoßen beim Messen filmbildender Flüssigkeit meist an ihre Grenzen. Füllstandsschalter auf Basis der Cortec Plattform hingegen detektieren Flüssigkeitssäulen in nichtleitenden Behältern zuverlässig und durchschauen nicht nur die Wände der Behälter sondern auch Anhaftungen.
Die von EBE entwickelten Auswertealgorithmen sind für unterschiedlichste Einsatzbedingungen auslegbar. Die Cortec Technologie ist ein mehrkanaliges kapazitives Messverfahren, welches die Messelektroden in einem definierten Spektralbereich anregt. Bedingt durch den anhaftenden Film an den Behälterwänden treten bei klassischen kapazitiven Sensoren leicht Fehlmessungen auf. Beim Cortec spielt es keine Rolle, wie stark ein Medium anhaftet und leitet oder wie zäh es ist. Der Füllstand wird zuverlässig gemessen.
Füllstandsmessung in der Medizintechnik
Die größte Herausforderung für die Füllstandsmessung stellen Außenwände von Behältnissen dar, die mit einem Film belegt sind. Solche Einsatzfälle kommen oft in der Medizintechnik beim Messen von Blut oder Sekreten vor. Gleichzeitig ist in der Medizintechnik ein Kontakt mit dem Medium nicht möglich, weil Sicherheit und Sterilität höchste Priorität genießen. Beide für konventionelle Sensoren schwierigen Bedingungen meistern die Coretec Füllstandssensoren problemlos.
Die Füllstandssensoren durchschauen Anhaftungen von Blut, Sekreten oder auch Flüssignahrung, während sie völlig kontaktfrei außerhalb der Behälter hinter einer Schutzwand oder in einem dichten, fugenlosen und dadurch einfach zu reinigenden Gehäuse sitzen. Dort kann sie nichts berühren oder beschädigen.
EBE konstruiert und fertigt für OEM Partner einbaufertige Füllstandslösungen auch mit Gehäuse und kundenspezifischer Schnittstelle. Die Sensoren eignen sich z. B. bestens für den Einsatz in Ernährungs- und Infusionspumpen, Dialysegeräten, zu Urinüberwachung oder Sekret- und Wundabsaugung. Die Sensoren messen sicher Füllstande von Absaugpumpen, Blutproben oder in der Labordiagnose sogar bei sehr eingen Platzverhältnissen. Die Technologie ist zudem für reine Detektionsaufgaben geeignet. Das bietet zusätzlich die Möglichkeit zur Schlauchüberwachung mittels kapazitiver Sensorik.
Füllstandssensor mit Luftspalt Kompensation am Tank
Der Füllstandssensor an einem Wechseltanksystem muss oft mit schwankenden Spaltmaßen umgehen. EBE hat für nicht leitende Tanks eine kombinierte Füllstandssensoren Lösung mit Luftspalt Kompensation zur berührungslosen Füllstandsmessung entwickelt. Mit dem Sensor Capatec lassen sich die Toleranzen der eingebauten Kunststoff Bauteile aus Fertigung und Montage ausgleichen.
Die bei der Herstellung von Kunststofftanks und Geräte Kunststoffrahmen entstehenden Fertigungstoleranzen verursachen die schwankenden Spaltmaße zwischen Tankwand und dem Geräterahmen von Behältern. Messabstände können aber auch durch variable Wandstärken, thermische Verformungen der Kunststoffbauteile oder nicht korrekt eingesetzte Tanks beeinflusst werden. Übersteigen die gemessenen Füllstand Schwankungen dabei 2 mm und mehr, wird die Füllstandsmessung für handelsübliche kapazitive Sensoren problematisch. Die neue Füllstandssensor Technologie von EBE wurde speziell für solche Anwendungen konzipiert.
Der neue Kombisensor von EBE kompensiert den Effekt schwankender Spaltmaße. Der kapazitive Füllstandssensor mit Elektrodenstruktur und µController wurde zusätzlich mit einem induktiven Näherungssensor ausgestattet. Der Füllstand wird von außen kapazitiv durch Tankwand, Tankhöhle sowie Geräterahmen gemessen. Dank des Näherungssensors wird der tatsächliche Abstand zwischen Tankoberfläche und Sensoren Oberfläche gemessen.
Ein kleines Stück Aluminium reicht hier als Gegenstück für den Indutec Sensor völlig aus. So lassen sich die Parameter für den kapazitiven Sensor, abhängig vom individuell vorhandenen Luftspalt, in Echtzeit nachführen. Die Sensoren gibt es als Füllstandssensor oder Grenzwertschalter und als Sensor mit einer kontinuierlichen Messung.
Auf Basis der kundenspezifischen Entwicklung ermitteln die Ingenieure die individuellen Parametersätze einmalig und legen diese im Flashspeicher der Füllstandssensoren ab. Eine Kalibrierung des Füllstandssensors entfällt somit. Es entsteht kein elektronischer Zusatzaufwand. Die für den Näherungssensor notwendige Spulenstruktur ist auf der Leiterplatte des Capatec Sensors integriert. Der µController übernimmt die elektronische Auswertung der Messung und Berechnung.
Die Form und Fläche des kombinierten Füllstandssensors lassen sich an die Gegebenheiten und Anforderungen des Tanks anpassen. Bereits ab einer Sensor Fläche von 25 x 30 mm können Luftspalte und Wandstärken von insgesamt 7 mm oder mehr problemlos überwunden werden. Beläge und Verschmutzungen im Flüssigkeiten Tank spielen keine Rolle. Durch die Beläge entstehen parasitäre Effekte. Diese werden durch die Algorithmen von Capatec kompensiert.
Der Füllstandssensor eignet sich für den Einsatz an Wechseltanksystemen in der Prozessindustrie, an Weißer Ware, bei mobilen Reinigungsgeräten sowie im Sanitär- und Campingbereich.
11.02.2020 | Im Bereich Füllstandssensor hat Endress+Hauser jetzt die millionenfach bewährte Liquiphant-Reihe um das neue Modell FTL51 erweitert. Der Liquiphant FTL51 wurde speziell für die Prozessindustrie nach IEC 61508 entwickelt und eignet sich ohne Mehraufwand für den direkten Einsatz in SIL2 und SIL3 Anwendungen.
Das Video zeigt den Einsatz des Liquiphant FTL51 in der CIP Anlage der Köstritzer Brauerei. Dort erhöht er die Sicherheit der Mitarbeiter bei Wartungsarbeiten. Der Füllstandssensor misst zuverlässig, ohne sich durch wechselnde Medieneigenschaften beeinflussen zu lassen. Regelmäßige Proof-Tests nach SIL oder WHG sollen mit dem neuen Grenzstandschalter jetzt einfach und mobil mit einem intuitiven Assistenten durchgeführt und die Ergebnisse im Anschluss automatisch werden können.
10.01.2019 | EGE-Elektronik bietet Füllstandssensoren mit geführter Mikrowelle auch in kundenspezifisch konfektionierten Ausführungen an. Auf Basis seines bewährten Standardsystems ist der Sensorspezialist in der Lage, die Messvorrichtungen zeitnah für unterschiedlichste Tank-Geometrien, Einbaubedingungen oder schwierige Medien auszulegen.
So ermöglichen z. B. abgewinkelte Messsonden auch den seitlichen Einbau in die Tanks. Für Sonden, die in aggressiven Medien zum Einsatz kommen, verwendet EGE spezielle Werkstoffe wie Hastelloy oder Titan.
Durch die spezifische Anpassung an Dielektrizitätskonstanten und Temperaturbereiche der zu messenden Flüssigkeiten gewährleisten die Messsysteme von EGE auch in problematischen Medien und beengten Einbauverhältnissen präzise Ergebnisse.
20.04.2015 | Der neue Füllstandsensor LR2750 von IFM Electronic trotzt verschiedensten, häufig auch reflektierenden Schaumsorten. Das Gerät wurde speziell für anspruchsvolle Applikationen in der Lebensmittelindustrie entwickelt, besitzt ein hygienisches Design und widersteht aggressiven Reinigungsprozessen. Zusätzlich ist der Sensor mit einem „Aseptoflex-Vario“-Gewinde für eine Vielzahl von Prozessadaptern ausgestattet.
Durch den Einsatz hochwertiger und unempfindlicher Werkstoffe wie PEEK und EPDM als Dichtungsmaterial sowie einem Gehäuse aus V4A eignet sich der Füllstandsensor sehr gut für die Innen- und Außenreinigung. Er besitzt die Schutzart IP69K, eine erhöhte Druckfestigkeit bis 40 bar und ist außerdem für hohe Medientemperaturen bis zu 150°C ausgelegt. Diese Weiterentwicklung ist hochgradig resistent gegenüber widrigsten Umgebungsbedingungen wie dem Reinigen per Dampfstrahl.
Äußerst flexibel macht den LR2750 ein optionaler Tankabgleich. Auch in schwierigen Einbausituationen wie an Tankstutzen arbeitet das Gerät exakt und einwandfrei. Es besteht die Möglichkeit, die Sondenstäbe selbst zu kürzen oder auszutauschen. Eine Bevorratung mehrerer Stablängen bei Verwendung verschiedenartiger Tanks entfällt damit, was den Austausch vereinfacht. Ob kleinere Lagertanks, Ausgleichsbehälter, Separatoren oder in der Abfüllung, der LR ist fast überall und beliebig einsetzbar.
15.01.2015 | Der vielseitig einsetzbare Füllstandsschalter „Clever Level LBFS/LFFS“ von Baumer ist nun durch das amerikanische Zertifizierungsunternehmen Underwriters Laboratories Inc. (UL) gelistet worden. Die Prüfung des Clever Level umfasste zahlreiche sicherheitstechnische Aspekte nach den relevanten UL-Normen und Anforderungen. Die renommierte und global akzeptierte UL-Listung als weiteres Qualitätsmerkmal erleichtert den Einsatz des Füllstandschalters in wichtigen internationalen Märkten, vornehmlich in den USA.
Mit der Clever Level Serie LBFS/LFFS bietet dieser Füllstandschalter als Allrounder zahlreiche Vorteile: Er ist für nahezu alle Medien wie Flüssigkeiten, Granulaten oder elektrostatische Medien einsetzbar. Andererseits ist er unempfindlich gegen Anhaftungen oder Schäume, die bei anderen Technologien zu Fehlschaltungen führen können.
Präzise und mit einer Reaktionszeit von weniger als 100 ms detektiert der Clever Level zuverlässig Füllstände in Tanks oder Rohren und schützt etwa Pumpen vor Trockenlauf. Daneben ist er auch in der Lage, verschiedene Medien zu unterscheiden, etwa die Differenzierung von z. B. Wasser und Öl.
Quellenangabe: Dieser Beitrag basiert auf Informationen folgender Unternehmen: Ege-Elektronik, Endress+Hauser, IFM Electronic, Jumo, Pepperl+Fuchs, Turck.
Quellenangabe: Dieser Beitrag basiert auf Informationen folgender Unternehmen: Baumer, EBE, EGE, Endress+Hauser, IFM, Jumo, Pepperl+Fuchs, Turck.
