Капацитивни датчици

Какво е капацитивен датчик?

Капацитивният датчик представлява безконтактен сензор или датчик, който управлява системи чрез електрически сигнал.

Принцип на работа

Капацитивните датчици служат за безконтактно регистриране на всякакви обекти.

За разлика от индуктивните датчици, които разпознават само метални предмети, с капацитивните могат да бъдат регистрирани и неметални обекти.

Капацитивните сензори могат да открият всеки материал без значение дали става въпрос за течност или твърдо тяло, дори и през неметални стени на резервоари и други съдове.

Кондензатор съставен от две пластини, генерира електрическо поле между тях, при подаване на захранване. Всеки обект, който навлезе в това поле променя капацитета на пластините.

Кондензаторът може да бъде и от една пластина. В този случай заземяването играе роля на втората пластина.

Конструкция

В повечето случаи капацитивния датчик представлява цилиндрично тяло, което по външната си част на корпуса разполага със стандартизирана, присъединителна резба в диапазона от M4 до M40 и повече.

1. (1) - Корпус – различни форми и размери
2. (2) - Основен сензорен елемент
3. (3) - Електроника -  оценява това, което е регистрирано от сензора
4. (4) - Електрическа връзка – кабел или букса

Обхват

Диапазонът на регистриране на обекти е механичното разстояние, при което цел, приближаваща активната повърхност аксиално, предизвиква превключване на изхода.

•  Диапазонът на регистриране се отнася за номиналния диапазон, определен при разработването, и е базиран на обект със стандартни размери и от стандартен материал.
• Действителният диапазон отчита отклоненията на компонента при стайна температура и е най-лош при 90% от номиналния диапазон.
• Работното разстояние отчита също и дрифта на точката на превключване вследствие на влага или повишена температура и др. и е най-лошо при 90% от номиналния диапазон. Това е разстоянието, което трябва да бъде оценено, когато разстоянието на регистриране е критично.

Накрая, важен фактор, влияещ върху диапазона на регистриране, е диелектричната константа на обекта. При капацитивните сензори за ниво колкото по-голяма е диелектричната константа, толкова по-лесно се открива материалът. Като общо правило за ориентация, ако диелектричната константа е > 2, материалът би трябвало да може да бъде открит.

Капацитивни сензори за установяване на ниво

За успешно установяване на нивото с помощта на капацитивни датчици е необходимо:

• Стените на съда не са метални
• Стените на съда са с дебелина под ¼” – ½”
• В непосредствена близост до датчика няма метал
• Активната повърхност е установена директно върху стената на съда
• Капацитивния датчик и съдът са заземени с еднакъв потенциал

Разлики между капацитивен и индуктивен датчик

Дистанционните, безконтактни датчици са неотменна част при различни производствени и индустриални процеси. За разлика от индуктивният датчик, капацитивният датчик реагира както на метални, така и на неметални обекти като пластмаси, стъкло, насипни материали, вода, масла, минерали. Индуктивният датчик е частен случай на капацитивният и строго профилиран да реагира само на метални обекти.

• различни сфери на промишлеността и автоматиката
• контрол на подвижни елементи
• следене броя на детайли и продукти
• регулиране на ниво на течности в непрозрачни опаковки
• мониторинг за целостта на различни елементи и материали