Density measurement in concrete residual water

OLAS – Optical Light Absorption Sensor

Das OLAS-System misst die Dichte von Beton-Restwasser kontinuierlich online – direkt in der Rohrleitung zur Wasserwaage oder im Restwasserbecken. Die gemessene Restwasserdichte kann in der Anlagensteuerung verarbeitet werden und bildet damit die Grundlage für eine kontrollierte Nutzung von Brauch- bzw. Restwasser in der Betonproduktion.

Beton-Restwasser ist kein konstantes Medium. Der Feststoffanteil schwankt je nach Rücklauf, Beckeninhalt, Rührwerksleistung, Produktionsbetrieb und Frischwasserzugabe. Wird Restwasser ohne aktuelle Dichteinformation dosiert, arbeitet die Anlage mit Annahmen statt mit realen Messwerten. Das kann die Wasserbilanz, die Konsistenz und die Qualität des Betons beeinflussen.

Mit OLAS wird die Dichte des tatsächlich vorhandenen Restwassers online erfasst. Dadurch kann die Anlagensteuerung die Restwasserdichte bei der Dosierung berücksichtigen, Wasser- und Feststoffanteile besser bewerten und die Nutzung von Restwasser deutlich sicherer machen.

Warum OLAS im Betonwerk eingesetzt wird

Das Ziel ist nicht nur die reine Anzeige eines Dichtewertes. Der eigentliche Nutzen entsteht, wenn die gemessene Restwasserdichte in der Anlagensteuerung verarbeitet wird.

OLAS unterstützt Betonwerke dabei,

• Restwasser kontrolliert und in höherem Umfang zu nutzen,
• Entsorgungs- und Aufbereitungsaufwand zu reduzieren,
• die Betonqualität chargenbezogen abzusichern,
• Wasser- und Feststoffanteile genauer zu berücksichtigen,
• Rohstoffe wie Sand, Füllstoffe und gegebenenfalls weitere Rezepturbestandteile gezielter zu berechnen,
• die Restwasserdichte im Mischprotokoll zu dokumentieren,
• manuelle Dichtekontrollen zu reduzieren und den Arbeitsschutz zu verbessern.

Messprinzip

OLAS steht für Optical Light Absorption Sensor. Das System arbeitet mit Infrarotlicht, das über Lichtleiter in das Restwasser geführt wird. Die im Restwasser enthaltenen Zement-, Sand- und Feinpartikel absorbieren einen Teil dieses Lichtes. Aus dem Lichtverlust wird ein Messsignal erzeugt, das über eine Kalibrierkurve der Restwasserdichte zugeordnet wird.

Ein wesentlicher Vorteil des Systems liegt im Aufbau: Die empfindliche Messelektronik befindet sich nicht im Nass- oder Schmutzbereich. An der Messstelle befinden sich nur robuste Messköpfe mit Lichtleitern. Dadurch eignet sich OLAS besonders für die rauen Einsatzbedingungen in Betonwerken.

Praxisgerechte Technik für Betonwerke

Das OLAS-System wurde für den Einsatz in realen Betonwerken entwickelt. Im Vordergrund stehen eine robuste Bauweise, einfache Integration, geringe Wartungsanforderungen und eine zuverlässige Messwertbereitstellung für die Anlagensteuerung.

Je nach Anlage kann die Messung in der Rohrleitung oder im Restwasserbecken erfolgen. Welche Messstelle sinnvoll ist, hängt von der Anlagenkonfiguration, der gewünschten Auswertung und der späteren Nutzung des Dichtewertes in der Steuerung ab.

Systemaufbau und Komponenten des OLAS-Systems

Einfache Integration in bestehende Betonwerke

Das OLAS-System ist für die Nachrüstung und Integration in bestehende Betonwerke ausgelegt. An der Messstelle wird je nach Anwendung ein Durchflussmesskopf in die Restwasserleitung eingebaut oder ein Tauchmesskopf im Restwasserbecken positioniert. Die empfindliche Messelektronik bleibt dabei geschützt und abgesetzt im separaten Schutzgehäuse.

Die Verbindung zwischen Messstelle und OLAS-Elektronik erfolgt über Lichtleiter im Schutzrohr bzw. Schutzschlauch. Dadurch befindet sich an der Messstelle keine empfindliche Elektronik im Nass- oder Schmutzbereich. Das Messsignal wird anschließend an die vorhandene Anlagensteuerung übergeben oder optional über den OLAS-TPC angezeigt und ausgewertet.

Für unterschiedliche Anlagenkonfigurationen stehen verschiedene mechanische Ausführungen zur Verfügung. Dazu gehören Durchflussmessköpfe für typische Rohrleitungsgrößen, Tauchmessköpfe für Restwasserbecken sowie unterschiedliche Lichtleiterlängen. Damit kann das System an die jeweilige Einbausituation angepasst werden – zum Beispiel an vorhandene Rohrleitungen, die Entfernung zwischen Messstelle und Elektronikgehäuse oder die gewünschte Positionierung im Restwasserbecken.

Typische Integrationsmöglichkeiten:

• Messung in der Steigleitung zur Wasserwaage
• Messung in der Leitung unmittelbar vor der Wasserwaage
• Messung direkt im Restwasserbecken oder Behälter
• Signalübergabe an vorhandene SPS- bzw. Anlagensteuerungen
• optionale Anzeige und Auswertung über OLAS-TPC

Der mechanische Einbau ist in vielen Fällen mit überschaubarem Aufwand möglich. Entscheidend für eine zuverlässige Messung sind die richtige Auswahl der Messstelle, ein gut zugänglicher Einbauort (auch für Wartungsarbeiten), eine passende Lichtleiterlänge und die korrekte Verarbeitung des Messsignals in der Anlagensteuerung.

OLAS lässt sich an unterschiedliche Anlagenkonfigurationen anpassen.

Der Durchflussmesskopf kann je nach Anlagenaufbau in der Steigleitung, Fallleitung oder einer geeigneten waagerechten Leitung zur Wasserwaage eingesetzt werden. Entscheidend sind eine zuverlässige Wasserführung ohne störende Lufteinschlüsse, ein gut zugänglicher Einbauort (auch für Wartungsaerbeiten)  und die korrekte Verarbeitung des Messsignals in der Steuerung.