Tanksensor im Boot: Schwimmer, Druck, Ultraschall oder Radar?

Die meisten Tanksensoren messen nicht das tatsächliche Füllvolumen in Litern. Stattdessen erfassen sie beispielsweise die Flüssigkeitshöhe, den Abstand zur Flüssigkeitsoberfläche, den Druck, den Widerstand oder die Kapazität. Das System wandelt den Messwert anschließend in einen Prozentwert oder ein Litervolumen um.

Bei einem rechteckigen Tank ist der Zusammenhang einfach. Viele Bootstanks folgen jedoch der Rumpfform und können beispielsweise unten deutlich schmaler sein als oben. In diesem Fall bedeutet eine 50-prozentige Flüssigkeitshöhe nicht zwangsläufig, dass 50 Prozent des Volumens erhalten bleiben.

Daher ist eine gute Kalibrierung mindestens genauso wichtig wie die Messgenauigkeit des Sensors.

1. Widerstandssensoren für Tanks: einfach und bewährt

Widerstandssensoren für Tanks werden seit Jahrzehnten auf Booten eingesetzt und sind für Kraftstoff und Wasser immer noch sehr verbreitet.

Ein Schwimmer folgt der Flüssigkeitsoberfläche und verändert den elektrischen Widerstand des Sensors. Gängige Bauformen sind ein Schwimmer am Ende eines beweglichen Arms oder ein vertikaler Sensor, bei dem sich der Schwimmer entlang eines Rohrs oder einer Stange bewegt.

Die Technologie ist kostengünstig, bewährt und relativ einfach zu warten. Der Nachteil liegt hauptsächlich in den mechanischen Teilen. Der Schwimmer kann blockieren, verschleißen oder durch Ablagerungen beeinträchtigt werden.

Ein alter Spender kann intelligent werden

Ein resistiver Sensor muss nicht zwangsläufig ein altmodisches Tanksystem benötigen. Die Intelligenz kann stattdessen in der Elektronik liegen, die das Signal auswertet.

Victron Cerbo GX kann beispielsweise resistive Tanksensoren auslesen und die Füllstände in die übrige Bootsüberwachung integrieren. Die Tankinformationen können auch über NMEA 2000 verteilt werden.

Simarine bietet eine ähnliche Möglichkeit unter anderem mit SCQ25T und PICO.

Mit moderner Elektronik und Kalibrierung ist es auch möglich, einen unregelmäßig geformten Tank auszugleichen und so eine bessere Schätzung des tatsächlichen Volumens zu erhalten.

Ersetzen Sie daher einen funktionierenden Tanksensor nicht einfach, nur weil Sie die Tanküberwachung modernisieren möchten.

Für Diesel und Frischwasser kann ein herkömmlicher Widerstandssensor immer noch eine sehr gute Wahl sein.

2. Kapazitive Tanksensoren

Kapazitive Sensoren messen den Füllstand über Änderungen der elektrischen Kapazität und können ohne bewegliche Teile konstruiert werden.

Es gibt auch Lösungen, die unter geeigneten Bedingungen den Flüssigkeitsstand durch die Wand beispielsweise eines Kunststofftanks hindurch messen können. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, mechanische Bauteile im Inneren des Tanks zu montieren.

Die Technologie ist jedoch von den Eigenschaften der Flüssigkeit, dem Tankmaterial und der Wandstärke abhängig. Daher muss für die jeweilige Installation der passende Sensor ausgewählt werden.

3. Drucksensor

Hydrostatische Sensoren messen den Druck der Flüssigkeitssäule über dem Sensor. Je höher der Flüssigkeitsstand, desto höher der Druck.

Die Technologie hat keine beweglichen Teile, funktioniert auch in tiefen Tanks einwandfrei und benötigt keine klare Sicht auf die Flüssigkeitsoberfläche.

Der Nachteil besteht darin, dass der Sensor bzw. der Druckanschluss normalerweise mit der Flüssigkeit in Berührung kommt. Auch die Dichte der Flüssigkeit beeinflusst das Verhältnis zwischen Druck und Füllstand.

Drucksensoren können daher eine gute Alternative für beispielsweise Frischwasser und Diesel sein, sind aber weniger attraktiv, wenn Schmutz und Ablagerungen ein großes Problem darstellen.

4. Ultraschall: wie ein kleines Sonar im Tank

Ein Ultraschallsensor ist oben auf dem Tank angebracht und sendet einen Schallimpuls auf die Flüssigkeitsoberfläche. Durch Messung der Laufzeit des Echos kann das System den Füllstand berechnen.

Maretron TLM100 ist ein etabliertes Beispiel und kann unter anderem für Diesel, Frischwasser, Abwasser, Schwarzwasser und Öl verwendet werden.

Der große Vorteil besteht darin, dass kein Schwimmer oder langer Peilstab in der Flüssigkeit benötigt wird.

Der Nachteil besteht darin, dass der Sensor ein klares Echo benötigt. Schaum, die Konstruktion des Tanks, interne Hindernisse und die Neigung des Bootes können die Messung beeinträchtigen. Ultraschallwandler weisen zudem einen Messbereich in unmittelbarer Nähe des Sensors auf, die sogenannte Totzone.

5. Radar: moderne berührungslose Tankmessung

Radar funktioniert auch mit Reflexionen, nutzt aber elektromagnetische Wellen anstelle von Schall.

Die Technologie ist besonders interessant dort, wo Schaum, Gase, Schmutz und Beschichtungen Probleme für andere Messprinzipien verursachen können. Moderne Radarsensoren sind mittlerweile so klein, dass sie selbst auf Sportbooten von Interesse sind.

Zu den interessanten Optionen gehören Simarine STR1 und STR2 sowie Safiery STAR-Tank.

Simarine STR1: Radar für die bestehende Anlage

STR1 nutzt Radar zur Füllstandsmessung ohne mechanischen Schwimmer in der Flüssigkeit, kann aber in Systeme integriert werden, die für herkömmliche analoge Tanksensoren entwickelt wurden.

Dies macht STR1 besonders interessant, wenn man auf kontaktlose Messung umsteigen möchte, ohne das gesamte Tanküberwachungssystem neu aufbauen zu müssen.

Simarine STR2: Radar direkt zu NMEA 2000

STR2 basiert hingegen auf der direkten Integration mit NMEA 2000.

Es ist attraktiv in einer modernen Installation, in der Tankinformationen auf einem kompatiblen Navigationsgerät oder einem anderen NMEA 2000-Display angezeigt werden sollen.

Der Unterschied zwischen STR1 und STR2 zeigt etwas Wichtiges: Bei der Wahl geht es nicht nur darum, wie der Füllstand gemessen wird, sondern auch darum , wie die Information an den Rest des Bootes weitergegeben wird .

Safiery STAR-Tank: drahtloses Radar für Victron

Safiery STAR-Tank nutzt zwar auch Radar, hat sich aber für eine andere Systemlösung entschieden.

Der Sensor wird mit einer Batterie betrieben und sendet Tankinformationen drahtlos via Bluetooth an ein kompatibles Victron GX-System.

Bei einigen nichtmetallischen Tanks kann der Sensor auch extern oben auf dem Tank montiert werden.

Bei korrekter Installation kann dies Folgendes bedeuten:

Kein Schwimmer, kein Ölmessstab, kein Signalkabel zum Tank und in manchen Fällen kein Bohren.

Für Wasser, Abwasser und Brennstoffe gibt es unterschiedliche Lösungen, daher müssen die Installationsvoraussetzungen des aktuellen Modells stets überprüft werden.

Drei verschiedene Wege mit Radar

Simarine und Safiery veranschaulichen drei interessante Möglichkeiten, die gleiche grundlegende Messtechnik anzuwenden.

Das Simarine STR1 nutzt Radar, kann aber in ein System integriert werden, das einen eher traditionellen Tanksensor erwartet.

Simarine STR2 nutzt Radar und sendet Tankinformationen direkt an NMEA 2000.

Safiery STAR-Tank nutzt Radar und sendet die Informationen stattdessen drahtlos an Victron GX.

Welche Lösung die beste ist, hängt daher stark davon ab, welche Elektronik bereits an Bord ist.

6. Welche Technologie eignet sich für welche Flüssigkeit?

Süßwasser

Frischwasser ist relativ einfach zu messen und die meisten Methoden funktionieren gut.

In einem standardmäßigen rechteckigen Tank genügt oft ein herkömmlicher resistiver oder kapazitiver Sensor. Radar ist besonders interessant, wenn man auf Komponenten im Inneren des Tanks verzichten oder die Installation vereinfachen möchte.

Unser Urteil: Wenn die Idee einfach ist, sollte man es auch einfach halten.

Diesel

Bei Dieselmotoren ist eine gute Kalibrierung umso wichtiger, da die Kraftstofftanks oft eine unregelmäßige Form haben und der Rumpfform folgen.

Herkömmliche Widerstandssensoren funktionieren nach wie vor gut, während Ultraschall- und Radarsensoren berührungslose Messungen ermöglichen.

Das Maretron TLM100 nutzt Ultraschall, während das Simarine STR1 und STR2 Beispiele für radarbasierte Alternativen sind.

Unsere Einschätzung: Priorisieren Sie Betriebssicherheit und gute Kalibrierung, nicht nur die fortschrittlichste Messtechnik.

Benzin

Bei Benzin steht die Sicherheit an erster Stelle.

Ein Sensor, der mit Diesel oder Wasser funktioniert, ist nicht automatisch für Benzin geeignet. Das jeweilige Produkt muss speziell für Benzintanks entwickelt und gemäß den Herstellerangaben installiert werden.

Der Maretron TLM150 ist beispielsweise ein Ultraschallsensor, der speziell für Benzintanks entwickelt wurde.

Unsere Einschätzung: Prüfen Sie vor dem Einbau in einen Gastank immer den vorgesehenen Verwendungszweck des Produkts.

Grauwasser

Grauwasser kann Seife, Fett, Haare und andere Verunreinigungen enthalten, die mit der Zeit mechanische Sensoren beeinträchtigen können.

Hier gewinnt die kontaktlose Messung deutlich an Attraktivität.

Unsere Einschätzung: Ultraschall oder Radar sind oft bessere Alternativen als ein mechanischer Schwimmer.

Schwarzwasser

Die Klärgrube ist vielleicht das deutlichste Anwendungsgebiet für die berührungslose Tankmessung.

Papier, Abfall und Beschichtungen stellen eine schwierige Umgebung für mechanische Teile dar. Mit Radar oder Ultraschall kann die Messung stattdessen von der Oberseite des Tanks aus erfolgen.

Unsere Einschätzung: Beginnen Sie mit der Betrachtung von Radar- oder Ultraschallbildern.

NMEA 2000 macht den Messumformer nicht genauer

Man könnte leicht annehmen, dass ein NMEA-2000-Sensor automatisch bessere Messwerte liefert als ein analoger Sensor.

Das ist nicht der Fall.

NMEA 2000 ist in erster Linie ein Weg, um Informationen zu transportieren:

Tank → Messumformer → Kalibrierung → NMEA 2000 → Anzeige

Beispielsweise nutzen Maretron TLM100 und TLM150 Ultraschall für die Messung selbst und senden die Tankinformationen anschließend über NMEA 2000. Simarine STR2 verwendet Radar für die Messung und NMEA 2000 für die Verteilung der Informationen.

Ein herkömmlicher Widerstandssensor kann ebenfalls sehr nützliche Informationen liefern, vorausgesetzt, der Sensor funktioniert einwandfrei und das System verfügt über gute Kalibrierungsmöglichkeiten.

Die Techniken in Kürze

Widerstandssensor
Eine einfache, preiswerte und bewährte Alternative insbesondere zu Frischwasser und Diesel. Der Nachteil sind die mechanischen Bestandteile in der Flüssigkeit.

Kapazitiver Sensor
Es besitzt keine beweglichen Teile und kann sowohl Wasser als auch Kraftstoff aufnehmen. Tankmaterial, Flüssigkeit und Installation sind von großer Bedeutung.

Drucksensor
Es eignet sich beispielsweise für Frischwasser und Diesel und funktioniert auch in tiefen Tanks. Der Sensor kommt normalerweise mit der Flüssigkeit in Kontakt.

Ultraschall
Berührungslose Messung, die für viele Tanktypen geeignet ist. Schaum, Gefälle, interne Hindernisse und Totzonen können das Ergebnis beeinflussen.

Radar
Diese berührungslose Technologie ist besonders interessant für Grau- und Schwarzwasser, kann aber mit dem richtigen Produkt auch für Wasser und Kraftstoff eingesetzt werden. Installation und Tankmaterial müssen berücksichtigt werden.

Benzin ist ein Sonderfall. Unabhängig von der Messtechnik sollte ein speziell für Benzin entwickeltes Produkt verwendet werden.

Einige konkrete Beispiele

Wenn Sie den Tanksensor direkt an NMEA 2000 anschließen möchten, ist der Maretron TLM100 mit Ultraschall ein Beispiel, während der Simarine STR2 Radar verwendet.

Wenn Sie eine ältere analoge Anlage modernisieren möchten, empfiehlt es sich, zunächst den vorhandenen Widerstandssensor beizubehalten und ihn an moderne Elektronik anzuschließen. Falls Sie die Messung selbst auf Radar umstellen möchten, ist der Simarine STR1 eine interessante Alternative.

Ist das Boot bereits mit einem Victron Cerbo GX ausgestattet, können vorhandene kompatible Widerstandssensoren direkt verwendet werden. Für Sensoren mit anderen Signalarten steht der Victron GX Tank 140 zur Verfügung.

Wenn Sie stattdessen eine drahtlose Radarmessung in Verbindung mit Victron GX wünschen, ist der Safiery STAR-Tank eine interessante Lösung.

Fazit: Wähle nach Verstand, nicht nach Technologie.

Die modernste Tankanzeige ist nicht automatisch die beste.

Für einen einfachen Frischwassertank reicht ein herkömmlicher Widerstandssensor vollkommen aus. Verfügt das Boot bereits über funktionierende Sensoren, ermöglicht moderne Elektronik zudem eine bessere Anzeige und Kalibrierung, ohne dass die Tanks umgebaut werden müssen.

Bei Dieselkraftstoff sind die Form des Tanks und die Möglichkeit einer guten Kalibrierung besonders wichtig.

Bei Grauwasser und insbesondere Schwarzwasser bieten berührungslose Radar- und Ultraschallverfahren größere Vorteile, da sich keine mechanischen Komponenten in der verschmutzten Flüssigkeit befinden müssen.

Radar ist eine besonders interessante Entwicklung. Das Simarine STR1 zeigt, wie Radar zur Modernisierung einer eher traditionellen Anlage eingesetzt werden kann, während das STR2 in ein NMEA-2000-System integriert werden kann. Safiery präsentiert mit Victron GX einen dritten Weg der drahtlosen Integration.

Anstatt also zu fragen:

Welche Tankanzeige ist die beste?

Ist es besser zu fragen:

Welcher Sensor eignet sich am besten für die Flüssigkeit, die Form des Tanks und die bereits vorhandene Elektronik?

Kurzanleitung

Einfacher Frischwassertank: Beginnen Sie mit einem resistiven oder kapazitiven Sensor.

Vorhandener, funktionierender Tanksensor: Wenn möglich beibehalten und in moderne Elektronik integrieren.

Umstellung von herkömmlichen Wandlern auf Radar: Sehen Sie sich zum Beispiel den Simarine STR1 an.

Radar direkt an NMEA 2000: Simarine STR2 ist eine interessante Option.

Ultraschall direkt an NMEA 2000: Maretron TLM100 oder TLM150 für Benzin.

Diesel: Widerstandssensoren, Ultraschall- oder Radarsensoren eignen sich gut. Achten Sie unbedingt auf die Kalibrierung.

Benzin: Verwenden Sie ausschließlich ein Produkt, das speziell für Benzintanks entwickelt wurde.

Grauwasser: Beginnen Sie mit der Untersuchung mittels Ultraschall oder Radar.

Schwarzwasser/Klärgruben: Radar oder Ultraschall sind normalerweise die interessantesten Technologien.

Boot mit Victron GX: Prüfen Sie zunächst, ob die vorhandenen Geber angeschlossen werden können. Für drahtloses Radar ist Safiery STAR-Tank eine Option.