سنسور خازنی چیست؟ این سنسور یک فناوری مدرن است که برای تشخیص اجسام استفاده میشود. زمانی که جسمی به این حسگر نزدیک شود، وضعیت آن تغییر پیدا کرده و حضور یک جسم را هشدار میدهد. مدت زیادی است که از این وسیله برای اندازهگیری سطح مایعات و ترکیبات دیگر استفاده میکنند. حساسیت و پهنای باند این ابزار به حدی بالا بوده که برای شمارش اجسام و تعیین فاصله بین آنها نیز عملکرد فوقالعادهای دارد. بهطور کلی کنترل سطح مخازن، شمارش خط تولید، جداسازی قطعات فلزی از غیرفلزی و تشخیص پارگی نوار نقاله از کاربردهای سنسور خازنی به شمار میروند.
سنسور خازنی چیست؟
این سنسور ابزاری است که بدون تماس فیزیکی، حضور مایعات یا جامدات را شناسایی میکند. این حسگر توانایی تشخیص دو دسته از مواد را دارد. دسته اول اجسام رسانایی هستند که درصد رسانایی آنها بالاتر از μS/cm ۲۰ است. برای مثال فلزات، اسیدها، بازها، آب و خون در این دسته قرار میگیرند.
دسته دوم شامل مواد نارسانایی مانند شیشه و پلاستیک هستند که درصد رسانایی کمتر از μS/cm ۲۰ دارند. عملکرد کلی این سنسور به این صورت است که اجسام بر میدان الکتریکی خازن اثر گذاشته و ظرفیت آن را تغییر میدهند.
ساختار سنسور خازنی
هر سنسور خازنی از چهار بخش اصلی تشکیل شده است. این چهار بخش شامل بدنه، صفحه، چراغ نشانگر و کابل اتصال هستند. کارایی کلی هر سنسور به عملکرد صحیح این اجزا وابسته است.
- بدنه سنسور: مدار اصلی این ابزار در محفظهای قرار داشته که بدنه سنسور نام دارد. مدار اصلی نیز خود از بخشهایی به نام اسیلاتور، آشکارساز، صفحه دی الکتریک و قسمت خروجی تشکیل شده است.
- صفحه سنسور: این قسمت وظیفه نمایش دادن اهداف را برعهده دارد.
- چراغ نشانگر: زمانی که سنسور یک جسم را در اطراف خود تشخیص دهد، چراغ نشانگر روشن خواهد شد. در مواقع عادی این چراغ خاموش است.
- کابل اتصال: پایینترین بخش هر سنسور خازنی، کابل اتصال است. سیگنالهای تشخیص اجسام از طریق این سیمها ارسال میشوند.
چگونگی عملکرد سنسور خازنی
قبل از خرید سنسور خازنی لازم است در مورد نحوه عملکرد آن اطلاعاتی را کسب کنید. در سادهترین تعریف خازن، میتوان گفت که خازن از دو صفحه رسانا تشکیل شده که با کمک یک صفحه دی الکتریک از یکدیگر جدا میشوند.
پس از اعمال ولتاژ روی خازن، روی صفحات خازن یکسری بارهای الکتریکی ایجاد میشود. این بارها باعث به وجود آمدن یک میدان الکتریکی در دی الکتریک خواهند شد. حال سوال پیش میآید که مقدار بار ذخیره شده توسط خازن چقدر است؟ میزان این بار باتوجه به ظرفیت خازن تعیین میشود.
البته ظرفیت خازن نیز به مساحت و فاصله صفحات بستگی دارد. در اصل، اساس کار هر سنسور بر پایه تغییر ظرفیت خازن است. وجود یک جسم میتواند این ظرفیت را تغییر داده و هرچقدر این جسم به سنسور نزدیکتر شود، نوسانات بیشتری در آن به وجود میآیند. زمانی که دامنه این نوسانها به حد نصاب برسد، سیگنال تشخیص جسم ارسال خواهد شد.
مزایای سنسورهای خازنی
کارایی سنسورهای خازنی تنها به اندازهگیری سطح مخازن محدود نیست. این ابزار برای کنترل بستهبندی درست (شمارش تعداد کالاهای موجود در بسته)، تشخیص حشرات، اندازهگیری مواد پودری و غلات نیز مورد استفاده قرار میگیرد.
باتوجه به سطح کنترل این سنسور در سنجش مایعات، میتوان از آن برای ساخت سیستمهای نشتیاب نیز کمک گرفت. بهطور کلی مزایای استفاده از این نوع حسگرها عبارتند از:
- در برخی از مدلهای سنسور خازنی، قابلیت تنظیم میزان حساسیت وجود دارد؛ یعنی با بیشتر شدن فاصله جسم با سنسور، میزان حساسیت آن نیز برای تشخیص افزایش پیدا میکند.
- توانایی تشخیص اجسام تیره نیز جزء مزایای این سنسورها محسوب میشود.
- این سنسورها ابعاد کوچکی دارند و فرآیند نصب آنها ساده است.
- حسگرهای خازنی از قابلیت اندازهگیری ضخامت اجسام نارسانا برخوردار هستند.
سنسورهای خازنی به چند نوع تقسیم میشوند؟
برای تقسیمبندی سنسور خازنی باید از دو شیوه مختلف استفاده کرد؛ این سنسورها از یک جهت باتوجه به نوع اتصالاتشان تقسیم میشوند. این نوع تقسیمبندی شامل نمونههای دو سیمه، سه سیمه و چهار سیمه است.
در واقع تعداد سیمها ملاک این دستهبندی قرار گرفته است. سنسورهای دو سیمه و سه سیمه فقط به دو حالت باز یا بسته محدود هستند؛ اما مدل چهار سیمه در دو نوع PNP و NPN ساخته میشود. روش دیگر دستهبندی بر اساس ویژگیهای فیزیکی آنها انجام میگیرد. این ابزار باتوجه به خصوصیات فیزیکی به چهار نوع تقسیم میشود که در ادامه به شرح آنها میپردازیم.
تقسیم بندی سنسورهای خازنی بر اساس مشخصات فیزیکی
این ابزار کنترلگر باتوجه به ویژگیهای فیزیکی به چهار نوع مینیاتوری، استوانهای (سیلندری)، سنسورهای دما بالا و آنالوگ تقسیم میشود. این چهار نوع از ویژگیهای زیر برخوردار هستند.
سنسورهای خازنی مینیاتوری
شکل ظاهری سنسور خازنی مینیاتوری مکعبی یا استوانهای است؛ طراحی ظاهری این نوع سنسور به گونهای انجام گرفته که بتواند حتی در محیطهای فشرده نیز فعالیت کند. نظارت بر فرآیند ماشینها جزء کاربردهای متعدد این دسته محسوب میشود.
سنسورهای خازنی استوانه ای یا سیلندری
این نوع سنسورها از نظر ابعاد نسبت به نمونه مینیاتوری بزرگتر هستند. یکی از خصوصیات سنسورهای استوانهای این است که فاصله عملکرد آنها دارای قابلیت تنظیم است؛ این قابلیت در میزان دقت آن تاثیر بهسزایی خواهد داشت.
سنسورهای خازنی دما بالا
در برخی از شرایط، باید سنسور را در محیطهایی با دمای بالا قرار دهیم. برای نمونه در برخی از کارخانههای صنعتی برای سنجش سطح مایعات داغ، وجود سنسور ضروری است. در چنین شرایطی باید از حسگرهای خازنی دما بالا استفاده کرد که حتی در تماس با مواد داغ نیز به عملکرد خود ادامه میدهند.
سنسورهای خازنی آنالوگ
این نوع سنسورها در فرآیند عملکرد خود سیگنال آنالوگ تولید میکنند که نامگذاری آنها نیز بر همین اساس انجام شده است. این نمونه برای کاربردهایی مانند انتخاب مواد، کنترل ضخامت و نظارت بر غلظت مایعات، گزینه بسیار خوبی به شمار میرود.
سخن آخر
حضور سنسور خازنی در مواردی مانند کارخانهها و مصارف صنعتی بسیار پررنگ شده است. برای خرید این ابزار باید به نکاتی مانند نوع سنسور، تغذیه و روش نصب آن توجه داشته باشید. البته برای تهیه سنسورهای باکیفیت باید به یک مرجع خرید معتبر مراجعه کنید. پارس سنسور یکی از مراکز حرفهای تامینکننده انواع سنسور خازنی است که محصولات خود را با ضمانت اصل بودن در اختیار خریداران قرار میدهد.
.webp)
