Czujniki pojemnościowe pozwalają na bezproblemowe wykrycie obiektów, które znajdują się pod powierzchnią. Może być to przykładowo obiekt znajdujący się za ścianą, w kontenerze czy też za inną za osłoną. Czujniki pojemnościowe to przetworniki elektroniczne generujące sygnał wyjściowy w momencie, gdy materiał (zarówno stały, jak i płynny) wchodzi w obszar działania czujnika bez wchodzenia z nim w bezpośredni kontakt. Na jakiej zasadzie dokładnie działają czujniki?

Czujniki pojemnościowe - zastosowanie

Czujnik pojemnościowy można stosować podczas:

  • pomiaru ilości granulatu w zbiorniku,
  • pomiaru poziomu cieczy,
  • kontrolowania poziomu podawania i napełnienia materiału.

Czujniki pojemnościowe umożliwiają przykładowo odnalezienie papieru na stosie lub cieczy w niemetalowej rurce. Ponadto pozwalają na skontrolowanie poziomu napełnienia butelki dowolnym płynem. Są nieocenioną pomocą podczas rejestracji stanów w procesach produkcyjnych oraz końcowych kontrolach.

Ich ogromną zaletą jest odporność na różnego rodzaje zakłócenia, takie jak zanieczyszczenia, pyły czy też oddziaływania elektromagnetyczne. Czujniki te są niezwykle uniwersalne, dlatego powszechnie stosuje się je w wielu branżach m.in. spożywczej, przemyśle samochodowym, technice przenośnikowej i magazynowej.

Czujniki pojemnościowe - zasada działania

Czujniki pojemnościowe dysponują regulacją czułości. Jest to niezbędne w celu dostosowania zasięgu zależnie od środowiska, w którym będzie zainstalowany dany czujnik. Pod względem konstrukcyjnym możemy je porównać do czujników indukcyjnych, jednak po stronie czoła czujnik pojemnościowy posiada elektrodę, która jest okładką kondensatora. Natomiast druga okładka jest obiektem znajdującym się w strefie działania czujnika.

Najpopularniejsze rodzaje i właściwości czujników pojemnościowych:

  • M18,
  • M30,
  • miniaturowe,
  • prostopadłościenne,
  • przelotowe.

Czujniki pojemnościowe posiadają wyjście z polaryzacją PNP lub NPN; możemy spotkać też 2-przewodowe. Ich wyjście połączone jest szeregowo z cewką przekaźnika albo stycznika wykonawczego. Warto też wymienić czujniki pojemnościowe M8 i LP. 

Istotnym aspektem działania takiego czujnika jest jego zakres jego detekcji. Jest on zależny od tego, z jakiego materiału wykonany jest dany obiekt. W sytuacji, gdy wyczuwany jest obiekt wykonany z materiału innego niż indukcyjny lub jest materiałem innym niż metal, ta odległość jest nieco mniejsza. Ponadto, jeśli obiekt, który chcemy wykryć, posiada wymiary i grubość mniejszą od podanych - zakres detekcji ulega znacznemu skróceniu.

Warto wspomnieć, że zarówno wygląd, sposób wykonania, jak i przystosowanie do stosowanego środowiska jest bardzo zbliżone do czujnika indukcyjnego. Podczas wybierania odpowiedniego czujnika należy przede wszystkim wziąć pod uwagę napięcie zasilania, które może być stałe lub przemienne. Nie zaleca się też ignorowania ważnego parametru, jakim jest częstotliwość przełączania. W większości przypadków wynosi ona kilkadziesiąt Hz, ale przekłada się to na możliwość ich wykorzystania w aplikacjach dynamicznych.

Instalacja czujników pojemnościowych 

Gdy instalujemy czujniki pojemnościowe, zawróćmy uwagę na ograniczenia temperaturowe, które są wskazane dla danej rodziny czujników. W sytuacji, gdy czujnik zamontowany będzie w nieprawidłowy sposób, może to skutkować zmianą odległości przełączania. W rezultacie istnieje ryzyko spadku wydajności sprzętu.

W miejscu, gdzie mamy do czynienia z substancjami chemicznymi, powinno się uważać, aby czujniki nie weszły w interakcję z tymi środkami, ponieważ może to doprowadzić do niebezpiecznej korozji. Części czujnika wykonane z plastiku są odporne na olej, sól, benzynę oraz wiele innych węglowodorów. W pewnych aplikacjach może dojść do niepożądanych ruchów między czujnikiem a kablem - powinno się tego bezwzględnie unikać. Jednak warto pamiętać, że w takich przypadkach wskazane jest postępowanie zgodnie z instrukcją konkretnego sensora.

W większości przypadków czujniki dostarczane są w wersji z przewodami w PVC oraz wersji PUR lub silikonowym kablem. Standardowe długości kabli wynoszą: 2 m, 5 m i 10 m. Pamiętajmy, by podczas pracy czujnika unikać wszelkich wstrząsów, ponieważ może to doprowadzić do nieodwracalnych uszkodzeń. Jeśli chcemy wyregulować czułość czujnika, powinniśmy używać do tego dedykowanych narzędzi. Montaż urządzenia natomiast  należy przeprowadzić w sposób, który pozwoli uniknąć wszelkich osadów materiału na aktywnej powierzchni czujnika.

Podsumowanie

Czujniki pojemnościowe to wszechstronne urządzenia, które umożliwiają doskonałą precyzję, rozdzielczość i stabilność temperaturową. Jednak, aby osiągnąć dobrą stabilność pomiarową, warto wcześniej dokładnie zapoznać się z zasadą działania czujników, dzięki czemu możliwe będzie zmierzenie nie tylko pojemności, położenia, ale i sposobu, z jakim dany materiał się przemieszcza. To nieoceniona pomoc w wielu branżach, jednak najczęściej stosuje się je w branży przemysłowej i spożywczej.

Artykuł sponsorowany