سنسور خازنی

اساس کار سنسور خازنی چگونه است؟

سنسور خازنی یکی از پرکاربردترین سنسورها در صنایع مختلف خصوصا در خطوط تولید است.

همانند سنسورهای القایی، این سنسورها نیز می توانند در شرایط خاص در دماهای مختلف استفاده شوند. بنابراین آن ها نیز در برخی شرایط خاص صنعتی با استانداردهای محافظتی خاص قابل استفاده هستند. این نوع از سنسورها به طور کلی در خطوط تولید و کارخانه ها با هدف تشخیص مواد مختلف به کار گرفته می شوند.

مثلا فرض کنید در یک کارخانه تولید آبمیوه که روزانه هزاران پاکت آبمیوه تولید می شود، بخواهیم وجود یا عدم وجود آبمیوه در پاکت های ارسالی به قسمت بسته بندی را متوجه شویم. این موضوع مهم است زیرا ممکن است برخی پاکت ها بدون آبمیوه به سمت قسمت بسته بندی حرکت کنند.

علاوه بر بررسی اصول عملکردی انواع سنسور خازنی، در این مقاله مباحث تجاری مربوط به خرید مستقیم این محصول از نمایندگی، برندهای موجود تأمین کننده در ایران و سایر مشخصات فنی مؤثر در مباحث تجاری مانند قیمت را بررسی می کنیم.  

همانطور که از نام این سنسور مشخص است، اصل اساسی عملکرد آن بر پایه عملکرد خازن است. به طور کلی یک سنسور خازنی ابزاری است که می تواند وجود یا عدم وجود اجسام را در کاربردهای مختلف تشخیص دهد. این کار توسط سنسور یادشده بدون توجه به مواد سازنده اجسام انجام می شود. 

اگر بخواهیم اصل اساسی عملکردی این وسیله را شرح دهیم، باید به خواص الکتریکی خازن ها و تغییر ظرفیت آن ها اشاره کنیم. در واقع با استفاده از همین خواص است که سنسور مجاورتی خازنی قادر به تشخیص مواد درون یک پاکت یا بطری می شود. 

اگر بخواهیم خیلی ساده و خلاصه وار این فرآیند را توضیح دهیم، باید بگوییم ابتدا باید ولتاژی به صفحه سنسور اعمال شود. در اثر ورود این ولتاژ، میدان الکتریکی ایجاد می شود. همانطور که می دانید اشیا نیز قادرند در میدان های الکتریکی تغییر ایجاد کنند. تغییرات اشیا در میدان الکتریکی نیز می تواند منجر به تغییر ظرفیت در خازن شود. اینگونه است که یک سنسور خازنی می تواند وجود یا عدم وجود یک جسم را در محدوده ای مشخص تشخیص دهد. 

از این اصل عملکردی تشخیصی خازن به عنوان سنسور می توان در محاسبات مربوط به المان های زیر نیز بهره گرفت:

• فشار
• جریان
• سطوح مایع
• فاصله گذاری
• ضخامت
• شناسایی یخ
• زاویه شفت یا موقعیت یابی خطی
• شتاب سنج ها
• سوئیچ های دیمر

از تفاوت های مهم عملکردی این سنسور با سنسور القایی می توانیم به مکانیزم مورد استفاده آن ها برای سنجش نام ببریم. سنسورهای خازنی از میدان الکترواستاتیک برای این منظور استفاده می کنند. این درحالی است که حسگرهای القایی از میدان الکترومغناطیسی استفاده می کنند.

همچنین تفاوت بسیار مهم دیگر این سنسور ها این است که سنسنور های القایی توانایی شناسایی فلزات را دارند ولی سنسور های خازنی اجسامی نظیر چوب، شیشه و مایعات را شناسایی کنند.

به دلیل کاربردهای گسترده سنسورهای خازنی در محاسبات و کنترل های مربوط به سطوح مختلف از عبارت سنسور کنترل سطح نیز بعضی اوقات برای نام بردن از این سنسورها استفاده می شود. میزان حساسیت می تواند تأثیر زیادی بر کیفیت و قیمت سنسور خازنی داشته باشد. برای این منظور در کاربردهایی خاص از پتانسیومتر برای تشخیص میزان حساسیت سنسور فوق استفاده می شود. 

انواع سنسور خازنی

سنسورهای خازنی از نظر صنعتی و تجاری می توانند به دسته های مختلفی تقسیم شوند. این دسته بندی ها ممکن است بر اساس ولتاژ تغذیه سنسور، ماکزیمم رنج سنسور، تعداد سیم، خروجی سنسور یا کاربردهای خاص مانند سنسورهای ضد انفجاری باشد. اما بهترین و مرسوم ترین دسته بندی برای این مدل از حسگرهای صنعتی، تعداد سیم و نوع منبع تغذیه است.

بر این اساس انواع مختلفی از سنسورها خواهیم داشت مانند سنسورهای دوسیمه جریان مستقیم باز و بسته، سنسورهای سه سیمه جریان متناوب و سنسورهای چهارسیمه جریان متناوب از جمله مشهورترین انواع سنسورهای خازنی در این دسته بندی ها هستند. در این قسمت از مقاله چند نوع از پرکاربردترین آن ها را بررسی کرده ایم.

سنسور دو سیمه

این نوع سنسور ها به صورت رله ای کار می کنند. در واقع شبیه به یک کلید هستند و با جریان 220 ولت AC شهری کار می کنند. این سنسور ها به خاطر سرعت عملکرد پایین برای شمارش های سرعت بالا مناسب نیستند.

سنسور سه سیمه

سنسور های سه سیمه کمی به نسبت سنسور های 2 سیمه سیم بندی متفاوت تری دارند و با توجه به مدار داخلی پالس منفی (NPN) و یا مثبت (PNP) می دهند. سنسور های سه سیمه به خاطر مدار داخلی ترانزیستور دار خود سرعت بسیار بالایی دارند و می توانند با سرعت بسیار بالا شمارش را انجام دهند. این سنسور ها به خاطر ترانزیستور ها با ولتاژ های دیسی 12 تا 24 ولت کار میکنند.

سنسور خازنی کنترل سطح آب

اساس عملکرد این سنسورها به شکلی است که درون سطح قرار می گیرند. آب در اینجا می تواند در نقش دی الکتریک بین صفحات خازن قرار بگیرد. با بالا و پایین شدن سطح، سنسور سیگنال هایی مرتبط با وضعیت آب به عنوان دی الکتریک بین صفحات خازن تولید می کند. این سیگنال ها پس از پردازش، در مانیتور نمایشگر وضعیت سطح مایع درون مخزن را نمایش می دهند. 

کاتالوگ و قیمت سنسور خازنی

قیمت سنسور خازنی می تواند مستقیما از برند و امکانات جانبی یا نوع مشخصات فنی آن تأثیر زیادی بگیرد. مثلا شما می توانید کاتالوگ انواع مختلف این محصول از برند کره ای و معتبر اتونیکس را به همراه لیست قیمت سنسور خازنی در فروشگاه ماناموتور دریافت کنید.