Feuchtemessung

Feuchtigkeitsmessung und -regulierung, insbesondere von Formsanden in Sandaufbereitungsanlagen (s. Sandaufbereitung). Zur Bestimmung der Steuerung der Formsandfeuchtigkeit wird in direkte und indirekte Messverfahren unterschieden.

Die Unterscheidung der Messverfahren ergibt sich aus der Art, wie der Wasseranteil ermittelt wird (s. Wasserbedarf). Die direkten Messverfahren trennen direkt das Wasser vom Feststoff. Hingegen werden bei den indirekten Verfahren Substanzeigenschaften gemessen, die durch den Wassergehalt dominant geprägt werden. Aus dem funktionellen Zusammenhang wird durch eine Wertezuordnung (Kennlinie) auf den Feuchtigkeitsgehalt geschlossen.

Die direkten Messverfahren werden in der Labortechnik verwendet. Sie sind zeitaufwendiger und erfordern geringe Materialproben. Typische und verbreitete Verfahren sind die thermogravimetrischen Verfahren. Analytischen Verfahren hingegen basieren auf chemischen Vorgängen und werden selten im Sandlabor einer Gießerei genutzt.

Zu den thermogravimetrischen Verfahren zählen alle Dörr-Wägeverfahren, bei denen eine Materialprobe zwischen 10 g oder 1 kg im Urzustand gewogen und dann über unterschiedliche Verfahren solange getrocknet wird, bis kein Gewichtsverlust mehr auftritt. Die Differenz zwischen dem Nass- und Trockengewicht entspricht dem Wasseranteil, der bei diesem Verfahren komplett verdunstet ist (s. Feuchtigkeit).

Die thermogravimetrischen Verfahren unterscheiden sich im Wesentlichen in der Art und Weise der Trocknung und in der Trocknungsdauer. Trockenschränke benötigen ca. 1 Stunde, hingegen Schnelltrockner auf Basis der Mikrowelle oder Infrarot können schon bei einem Probengewicht v on ca. 20 g nach 5 Minuten das Ergebnis anzeigen.

Die indirekten Messverfahren erfassen Eigenschaften des Materials, deren Intensität vom Wassergehalt geprägt ist. Mittels Laborproben werden die vorhandenen Feuchtigkeitswerte dem aufgenommen Signal zu geordnet, um daraus eine Übertragungsfunktion oder Kennlinie aufzubauen. Sie dient dazu, einen verarbeitbaren Feuchtigkeitswert aus der Auswerteeinheit verzögerungsfrei zu erhalten. Je nach Art des Materials sind verschiedene indirekte Verfahren im Einsatz. Bei der Feuchtemessung bentonitgebundener Formstoffe haben sich nur spezielle elektrische Verfahren durchsetzen können. Es sind dies die Leitfähigkeitsmessung und das niederfrequente Kapazitätsmessverfahren. Bei den anderen Verfahren, wie der Mikrowellentrocknung (hochfrequentes Verfahren bis 10 GHz), stören metallische Reste das Verfahren und verhindern eine sichere Messung. Bei allen handelsüblichen Systemen ist die Messung online durchführbar und die Messsignale werden annähernd verzögerungsfrei für die weiterverarbeitenden Prozesse ausgegeben.

Bedeutend für eine sichere Messung sind die Wahl der Elektrode und die Messstelle selbst. Grundsätzlich haben sich drei Methoden durchgesetzt:

Die notwendige Wasserzugabe erfolgt dann unter Berücksichtigung der Altsandmenge und dem Feuchtigkeitssollwert oder bei einer laufenden Messung im Formsandmischer wird solange Wasser zudosiert, bis der Sollwert erreicht wird.

Bei der Wahl des geeigneten Messortes ist auf ein reproduzierbares Signal zu achten. Das zu messende Material muss so weit wie möglich und zur Gänze erfasst werden und auftretende Verschmutzungen an der Elektrode (Anbackungen), die das Messsignal verfälschen und den Verschleiß erhöhen, sind zu vermeiden.

Weiterführende Stichworte:
Formsandprüfung
Formstoffkreislauf
Formstoffmanagement
Formstoffsteuerung
Sandfeuchtigkeit
Wasserbedarf

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