سنسور خازنی چیست و چه کاربردهایی دارد؟

مقدمه

سنسور خازنی سالهاست که به عنوان یک ابزار کاربردی برای تشخیص اجسام فلزی و غیر فلزی استفاده میشود. این تجهیز یکی از پرطرفدار ترین حسگر ها میان تجهیزات اتوماسیون صنعتی بشمار می آید. با این معمولا برد حسی آن محدود می باشد، اما همچنان مورد توجه کاربران قرار میگیرد.

سنسور خازنی به صورت کلی، یک حسگر مجاورتی است که برای تشخیص اجسام مجاور از طریق اثر میدان الکتریکی آنها عمل می کند. اثر میدان الکتریکی در واقع توسط حسگر های سنسور ایجاد خواهد شد. قابلیت تشخیص سنسور خازنی برای حس کردن مواد رسانا به اندازه تشخیص مواد غیر رسانا (مثل چوب، پلاستیک و شیشه) دقیق است.

در ادامه این متن نگاهی دقیق تر به انواع سنسور خازنی، عملکرد و ویژگی های آن خواهیم داشت.

سنسور های خازنی

سنسور خازنی چیست؟

سنسور خازنی یک ابزار الکترونیکی است که برای تشخیص هدف های مشخص از جنس مایع یا جامد بدون هیچگونه لمس فیزیکی استفاده می شود. برای تشخیص و حس کردن اهداف، سنسور خازنی یک دایره یا میدان الکتریکی مشخص را تولید می کند.  هر جسمی که به این میدان الکتریکی وارد شود یا آن را بشکند، توسط سنسور های خازنی حس و شناخته می شود.

اجسام جامدی که توسط سنسور خازنی قابل تشخیص هستند شامل:

• کاغذ
• پلاستیک
• شیشه
• پارچه
•  چوب

مایعاتی که توسط سنسور های خازنی قابل تشخیص هستند شامل:

• روغن
• رنگ
• آب و غیره

همچنین سنسور خازنی قابلیت تشخیص پودرها را هم دارد.

در واقع می توان گفت سنسور خازنی تجهیزی است که برای سنجش خازنی استفاده می شود. عملکرد این سنسور عمدتا بر اساس اصل جفت خازنی پیش می رود. این سنسور به سادگی می تواند فاکتور های مختلفی مانند: حرکت، عکس العمل های شیمیایی، جابجا شدن و میدان مغناطیسی را تشخیص و اندازه گیری کند. همچنین این سنسور می تواند به طور غیر مستقیم متغیر های زیاد دیگری مانند: فشار، شتاب، سطح و ترکیب سیال که در نهایت موجب حرکت جسم می شوند را، شناسایی کند اما سنسور خازنی مورد نظر ما که در صنعت اتوماسیون از آن بسیار استفاده میکنند برای تشخیص حضور یا عدم حضور اجسام مختلف با جنس های مختلف است

ویژگی های سنسور خازنی

• این حسگر ها میتوانند اجسام کوچک یا سبک وزن را که از طریق سنسورهای محدود مکانیکی قابل مشاهده و تشخیص نیستند، حس کنند.
• سنسور خازنی حداکثر نرخ سوئیچینگ را دارد و می تواند بهترین گزینه برای پاسخ سریع در سیستم های کاربردی مبتنی بر شمارش اشیاء باشند.
• حسگرهای خازنی می توانند مایعات را از درون مخازن غیر رسانا و عایق مثل پلاستیک یا شیشه تشخیص دهند.
• عمر عملیاتی این حسگر ها طولانی است.
• به صورت معمول سنسور خازنی فاصله یا محدوده تشخیص وسیعی نسبت به سنسور های دیگر دارد که محدوده ای بین 5 تا 40 میلیمتر را پشتیبانی می کند.

انواع سنسور خازنی

سنسور خازنی در واقع جزء حسگر هایی است که بدون لمس فیزیکی اجسام را تشخیص می دهد.سنسورهای خازنی در مدل های متفاوتی تولید می شوند.

• سنسور مینیاتوری

این مدل از سنسور خازنی به صورت طبقه ای یا استوانه ای موجود است که میتوان آن را در فشرده ترین مکان ها قرار داد. این سنسور ها معمولا برای مانیتور و کنترل کردن عملکرد ماشین های صنعتی و شمارش اشیاء استفاده می شوند. برای ارائه بهترین تناسب در فضاهای کوچک، سر سنسور به یک تقویت کننده خارجی نیاز دارد.

• سنسور استوانه ای

سنسور خازنی استوانه ای در مقایسه با سنسور های نوع مینیاتوری بزرگتر هستند. این سنسور از حسگر قابل تنظیم، محدوده قطر محفظه و قطعات دیگر تشکیل می شود. این حسگرها عمدتا برای تشخیص سطح یا تشخیص مجاورت بدون تماس فیزیکی نصب شده و اندازه ای دقیق از سراسر محل نصب را ارائه می دهند.

• سنسور خازنی آنالوگ

سنسور خازنی آنالوگ تقریبا مانند حسگر های خازنی معمولی عمل می کند در حالی که مزایایی نسبت به دیگر سنسورها با توجه به نوع استفاده دارد. این سنسور ها انتخاب بی نظیری برای تشخیص حضور یا عدم حضور اجسام با متریال  خاص،  اجسام فلزی و غیر فلزی است و تمرکز روی تفاوت های اجسام دارد.

• سنسور های دمای بالا

سنسور خازنی دمای بالا مواقعی استفاده می شود که سر سنسور در معرض درجه حرارت بسیار بالا قرار دارد. این سنسور ها حتی در تماس مستقیم با مواد و دماهای بالا عملکرد مطلوبی ارائه می دهند و می توانند یک گزینه عالی برای تشخیص سطح دمای مایعات و مواد حجیم باشند.

کاربرد حسگر خازنی

کاربرد های سنسور خازنی

سنسور خازنی با توجه به تنوعی که دارد، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. در ادامه به برخی از کاربرد های این حسگر ها اشاره خواهیم کرد.

• صنعت ساخت و ساز

سنسور خازنی در فرآیند های ساخت و ساز چوب یا صنایع کشاورزی جهت اندازه گیری و تشخیص مایعات و جامدات استفاده میشود.

• توربین های بادی

توربین های بادی نیاز به کنترل و مانیتور کردن اطلاعات بسیار زیادی دارند. حسگر های خازنی در کاربرد های مختلف برای تشخیص سطح روانکاری انتقال و خنک کننده در توربین های بادی استفاده می شوند.

• انبارداری و حمل و نقل مواد

در بخش ذخیره سازی و جابجایی مواد، از حسگر های خازنی برای تشخیص غیر مکانیکی در واحدهایی که وظیفه کنترل موقعیت (تشخیص موقعیت) را دارند، استفاده می شود.

• صنعت چاپ

یکی دیگر از کاربرد های حسگر خازنی، مانیتور کردن میزان تونر در صنعت چاپ و پرینت است.

  عملکرد حسگر خازنی

سنسور خازنی چگونه اجسام را تشخیص می دهد؟

سنسور خازنی تقریبا عملکرد مشابهی با دیگر سنسورهای مجاورتی دارد و از طریق غیر تماسی عمل می کند. در این سنسور، یک صفحه فلزی در سر حسگر به صورت الکتریکی به یک مدار نوسانگر متصل می شود. این صفحه در واقع وظیفه شناسایی هدف را دارد. بر خلاف سنسور های القایی که میدان الکترومغناطیسی ایجاد می کنند، حسگر خازنی با ایجاد یک میدان الکترواستاتیک اقدام به شناسایی اجسام خواهد کرد.

این سنسور از یک نوسان ساز فرکانس بالا که با دو الکترود فلزی به سطح حسگر متصل هستند، تشکیل شده است. زمانی که یک جسم به سطح حسگر نزدیک می شود، میدان الکتریکی الکترود ها حرکت کرده و جسم را تشخیص می دهند.

محدوده تشخیص این سنسور ها حدود 1 اینچ یا 25 میلیمتر است. در حالی که در برخی از سنسور ها این محدوده تا 2 اینچ نیز افزایش می یابد.

این حسگر های ثابت دی الکتریک برتر یک جسم را به سادگی تشخیص می دهند. از همین رو امر تشخیص مواد در ظروف غیر فلزی را امکان پذیر می کند. چرا که ثابت دی الکتریک اجسام متفاوت است .

برای عملکرد بهتر، این سنسور ها باید در موقعیت هایی با شرایط دمایی و رطوبتی ثابت نصب و استفاده شوند.

معرفی سنسور خازنی آتونیکس

برند کره ای آتونیکس یکی از برندهای مطرح و شناخته شده در بازار اتوماسیون ایران است که سنسور خازنی تنها یکی از انواع سنسورهای تولید شده توسط این برند محسوب می شود. سنسور خازنی آتونیکس همانند دیگر سنسور های موجود در بازار توانایی تشخیص اجسام رسانا و غیر رسانا، مایعات و… را دارد و در انواع صنایع و کارخانه ها مورد استفاده قرار می گیرد. دلیل محبوبیت سنسور خازنی آتونیکس کیفیت و دقت بالا و قیمت مقرون به صرفه آن است.

سنسور خازنی آتونیکس

ویژگی های سنسور خازنی آتونیکس

• دقت و حساسیت حسگر آتونیکس بسیار بالاست و با صرف میزان بسیار پایینی از انرژی کار می کند.
• دامنه تشخیص و دایره الکتریکی این سنسور ها طیف وسیعی دارد. این سنسور ها قابلیت تشخیص هدف از فاصله 8 تا 15 میلیمتر را دارد.
• طول عمر و قدرت عملکرد بالایی از دیگر ویژگی های این محصول آتونیکس است.

جهت اطلاع از قیمت سنسور خازنی آتونیکس و کسب مشاوره رایگان پیش از خرید تجهیزات برق و اتوماسیون صنعتی با کارشناسان فنی سایت اتوماسیون راد در واحد پشتیبانی فنی ارتباط برقرار نمایید.