- Kapasitiiviset anturit sovelluksittain
- Teknologiayhteenveto
Teknologiayhteenveto
Kapasitiiviset anturit tunnistavat minkä tahansa aineen kosketuksesta tai ilman kosketusta. Käyttäjä voi säätää ifm:n kapasitiivisten lähestymisantureiden herkkyyden siten, että ne tunnistavat nesteet tai kiintoaineet jopa ei-metallisten säiliöiden ja astioiden seinämien läpi.
Kahdesta levystä muodostuva kondensaattori muodostaa levyjen väliin sähkökentän, kun siihen kytketään jännite. Mikä tahansa kenttään osuva materiaali muuttaa levyjen välistä kapasitanssia.
Kondensaattorissa voi olla myös ainoastaan yksi levy.Tässä tapauksessa toisena "levynä" toimii maapotentiaali.
Kaikissa kapasitiivisissa antureissa on samat peruskomponentit:
- Kotelo – erilaiset muodot, koot ja rakennemateriaalit
- Perusanturielementti – vaihtelee teknologiasta riippuen
- Elektroniikka – käsittelee ja arvioi anturin havaitsemat tiedot
- Sähköinen liitäntä – tehonsyöttö ja signaali(t)
Kapasitiivisten antureiden tapauksessa perustunnistuselementti on yksilevyinen kondensaattori ja liitäntä on maadoitettu. Kun kohde siirtyy tunnistualueelle, kapasitanssi muuttuu ja lähtö muuttaa tilaansa.
- Kondensaattori
- Liitäntä
- Tuntopinta
Vaikutukset tuntoetäisyyteen
Datalehdillämme on määritelty kolme erilaista tuntoetäisyyttä.
- Tuntoetäisyydellä tarkoitetaan tuotekehittelyn aikana määriteltyä nimellisetäisyyttä, joka perustuu tietystä materiaalista tehtyyn, standardikokoiseen kohteeseen.
- Todellinen tuntoetäisyys ottaa huomioon komponenttipoikkeamat huonelämpötilassa ja se on pahimmillaan 90% nimellistuntoetäisyydestä.
- Toimintaetäisyys ottaa huomioon myös kosteudesta, kohonneesta lämpötilasta t.m.s johtuvan kytkentäpisteen liukuman, ja se on pahimmillaan 90% todellisesta tuntoetäisyydestä. Tämä etäisyys pitäisi arvioida silloin, kun tuntoetäisyys on kriittinen.
| Tunnistusalue | |
|---|---|
| Tuntoetäisyys (mm) | 4 |
| Todellinen tuntetäisyys Sr (mm) | 4 ± 10% |
| Toimintaetäisyys (mm) | 0...3.25 |
Kohteen standardikokoakin harvinaisempi on sen standardinmukainen muoto. Muotoon perustuvan korjauskertoimen määrittely on vaikeaa, joten kriittisissä tapauksissa se on määriteltävä testaamalla.
Loppujenlopuksi tärkein tuntoetäisyyteen vaikuttavista tekijöistä on kohteen dielektrisyysvakio.Kapasitiivisten pinnankorkeusantureiden kohdalla pätee: mitä suurempi dielektrisyysvakio, sitä helpompi k.o. aine on tunnistaa. Yleisenä nyrkkisääntönä voidaan sanoa, että jos dielektrisyysvakio on > 2, materiaalin pitäisi olla tunnistettavissa. Seuraavassa on viitteellisiä dielektrisyysvakioita joillekin materiaaleille. Tämä informaatio on tarkoitettu vain suuntaa antavaksi.
Kuva esittää kohteen muodon yleisvaikutuksia.
Kapasitiiviset anturit pistemäiseen pinnankorkeuden tunnistukseen
Pinnankorkeuden tunnistuksen onnistumiseksi kapasitiivisilla antureilla varmista seuraavat seikat:
- Astian seinä ei ole metallia
- Astian on seinä on paksuudeltaan enintään ¼” – ½”
- Anturin välittömässä läheisyydessä ei ole metallia
- Anturin tuntopinta on kiinni astian seinässä
- Anturi ja astia on maadoitettu samaan potentiaaliin
 |
 |
| Ylä- ja alarajatunnistus, kiintoaineet | Ylä- ja alarajatunnistus, nesteet |