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2.2 Antenne
Das Auge für den Radar-Sensor ist seine
Antenne. Die Gestalt der Antenne lässt den
unbedarften Betrachter jedoch nicht vermu-
ten, wie präzise die geometrische Form einer
Antenne an die physikalischen Eigenschaften
der elektromagnetischen Wellen angepasst
sein muss. Die Hygiene-Radar-Sensoren
VEGAPULS 43 sind mit einer Antenne ausge-
stattet, die sich reinigungstechnisch wie die
glatte Behälterwand verhält. Die bisherigen
Hornantennen und Stabantennen sind bei
ihm verschwunden. In den Prozessbehälter
ragt nur eine kleine kegelförmige Erhebung.
Der kleine Kegel arbeitet für die Radarsignale
wie eine fokussierende Linse, mit der die
Radarsignale zu einem Hochfrequenzstrahl
gebündelt werden. Die relative Dielektrizitäts-
zahl des kleinen 140°-PTFE-Kegels gibt da-
bei den Berechnungsindex der Linse wieder.
Der sichtbare Antennenbereich in Gestalt
des kleinen Kegels lässt jedoch nicht vermu-
ten, wie präzise die geometrische Form der
Antenne an die physikalischen Eigenschaften
der elektromagnetischen Wellen angepasst
sein muss. Eine Form, die über die
Fokussierung der Wellen und damit über die
Empfindlichkeit, ähnlich der Empfindlichkeit
eines Richtmikrofons, entscheidet. Die Her-
stellung einer solchen elektromagnetischen
Linse erfordert viel empirisches Hochfre-
quenz- und Werkstoff-Know-how.
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Hygienisches Design
Neben der erwähnten reinigungstechnisch
notwendigen Geometrie der Lebensmittel-
und Pharmaantenne ist für eine Reinigung
und Sterilisation auch der verwendete Werk-
stoff am neuentwickelten Sensor VEGAPULS
43 entscheidend. Denn die automatische
Reinigung (CIP) und Sterilisation (SIP) der
gesamten Produktionsanlage (und zwar,
ohne dass Veränderungen gegenüber dem
Produktionszustand vorgenommen werden
oder gar Anlagenteile demontiert oder zerlegt
werden müssen) ist in der Praxis nicht ein-
fach. Verschmutzungen haften mechanisch in
Poren, Spalten, Kratzern und Vertiefungen,
sowie durch elektrostatische Bindungskräfte
an den Wandungen.
In Hygienebereichen ist PTFE ein häufig
anzutreffender Werkstoff. Der kleine
Kunststoffkegel des Steril- und Pharma-
technik-Radar-Sensors VEGAPULS 43, der
gleichzeitig als Antenne und als Prozess-
dichtung arbeitet, besteht aus einem TFM-
PTFE-Werkstoff. Dabei handelt es sich um
ein Fluorthermoplast, das gegenüber PTFE
weitere deutliche Vorzüge zeigt, wie zum
Beispiel eine geringere Lastdeformation, ein
erheblich dichteres Polymergefüge, sowie
eine glattere Oberfläche (Ra < 0,8 µm). Die
bekannten anderen Vorzüge des PTFE, wie
z.B. eine hohe Temperaturbeständigkeit
(< 200°C), hohe chemische Beständigkeit,
sowie Versprödungs- und Alterungsfreiheit,
bleiben nicht nur erhalten, sondern sind so-
gar ebenfalls verbessert. Perfluorelastomere
und Fluorthermoplaste sind in nahezu allen
chemischen Medien, wie z.B. Aminen, Keto-
nen, Estern, Ethern, Säuren (Natrolauge,
Schwefelsäure, Phosphorsäure, Salzsäure
und Salpetersäure), Laugen, Treibstoffen,
Oxidantien und Ölen, beständig. Neben der
chemischen Industrie ist es deshalb vor
allem die Steril- und Pharmatechnik, die diese
Werkstoffe vermehrt einsetzt. Die einzige
Einsatzgrenze stellen Fluor unter hohem
Druck und flüssige Alkalimetalle wie Natrium
oder Kalium dar, mit denen Perfluorelasto-
mere und Fluorthermoplaste explosionsartig
reagieren können.
Typen und Varianten
VEGAPULS 43 – 4 ... 20 mA
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