Kapazitive Näherungsschalter können zur berührungslosen oder kontaktlosen Erkennung nahezu aller Materialien eingesetzt werden. Mit dem kapazitiven Näherungssensor von LANBAO können Anwender die Empfindlichkeit anpassen und sogar nichtmetallische Kanister oder Behälter durchdringen, um Flüssigkeiten oder Feststoffe im Inneren zu erkennen.
01 Technischer Überblick
Ein Kondensator aus zwei Platten erzeugt bei Stromzufuhr ein elektrisches Feld zwischen den Platten. Jedes Material, das in dieses Feld eindringt, verändert die Kapazität zwischen den Platten.
Ein Kondensator kann auch aus einer Platte bestehen. In diesem Fall ist die zweite „Platte“ der Erdungsdraht.
Alle kapazitiven Sensoren haben die gleichen Grundkomponenten.
1.Gehäuse - Verschiedene Formen, Größen und Baumaterialien
2. Grundlegendes Sensorelement – variiert je nach verwendeter Technologie
3.Elektronische Schaltung - wertet von Sensoren erkannte Objekte aus
4. Elektrischer Anschluss - Bietet Strom und Ausgangssignale
Bei kapazitiven Sensoren besteht das Basissensorelement aus einem einzelnen Platinenkondensator, die andere Plattenverbindung ist geerdet. Bewegt sich das Zielobjekt in den Sensorerfassungsbereich, ändert sich der Kapazitätswert und der Sensorausgang schaltet um.
1. Kondensator
2.Verbindung
3.Induktionsfläche
02 Die Faktoren, die die Reichweite des Sensors beeinflussen
Die induzierte Distanz bezeichnet die physikalische Distanz, die eine Änderung des Schalterausgangs bewirkt, wenn sich das Ziel in axialer Richtung der induzierten Oberfläche des Sensors nähert.
Auf dem Datenblatt unseres Produktes sind drei verschiedene Entfernungen aufgeführt:
Erfassungsbereichbezeichnet die im Entwicklungsprozess definierte Nominaldistanz, die auf einem Ziel mit Standardgröße und Standardmaterial basiert.
Der tatsächliche ErfassungsbereichBerücksichtigt die Bauteilabweichung bei Raumtemperatur. Im ungünstigsten Fall beträgt sie 90 % des nominalen Erfassungsbereichs.
Die tatsächliche ReichweiteBerücksichtigt die Schaltpunktdrift durch Feuchtigkeit, Temperaturanstieg und andere Faktoren. Im ungünstigsten Fall beträgt sie 90 % der tatsächlich induzierten Distanz. Wenn die induktive Distanz kritisch ist, ist diese Distanz zu verwenden.
In der Praxis weist das Objekt selten eine Standardgröße und -form auf. Der Einfluss der Zielgröße wird unten dargestellt:
Noch seltener als Größenunterschiede sind Formunterschiede. Die folgende Abbildung zeigt die Auswirkung der Zielform.
Tatsächlich ist es schwierig, einen formbasierten Korrekturfaktor bereitzustellen. Daher sind bei Anwendungen, bei denen der induktive Abstand entscheidend ist, Tests erforderlich.
Der Hauptfaktor, der die induzierte Distanz beeinflusst, ist die Dielektrizitätskonstante des Messobjekts. Bei kapazitiven Füllstandssensoren gilt: Je höher die Dielektrizitätskonstante, desto leichter ist das Material zu erkennen. Als Faustregel gilt: Ist die Dielektrizitätskonstante größer als 2, sollte das Material erkennbar sein. Die folgenden Dielektrizitätskonstanten einiger gängiger Materialien dienen lediglich als Referenz.
03 Kapazitiver Sensor zur Füllstandserfassung
Um kapazitive Sensoren erfolgreich zur Füllstandserfassung einzusetzen, stellen Sie Folgendes sicher:
Die Wände des Gefäßes sind nichtmetallisch
Behälterwandstärke weniger als ¼" -½"
In der Nähe des Sensors befindet sich kein Metall
Die Induktionsfläche wird direkt an der Behälterwand angebracht
Potentialausgleichserdung von Sensor und Behälter
Veröffentlichungszeit: 14. Februar 2023