電容式傳感器的功能與技術(shù)
電容式傳感器的工作原理與開放式電容器基本相同,。測量電極與接地電極之間形成一個電場,,如果介電常數(shù)εr大于空氣介電常數(shù)的物質(zhì)進入電場,,那么電場的電容會增加,,具體取決于該物質(zhì)的εr,。
傳感器中的電子模塊可測量出這一電容增加,,所產(chǎn)生的信號在后續(xù)信號處理期間進行調(diào)節(jié),并在對應(yīng)幅值處觸發(fā)輸出開關(guān)動作,。
帶接地電極的傳感器
這些傳感器的感應(yīng)面可以齊平安裝在材料內(nèi),。由于這些傳感器的測量區(qū)域從測量點延伸到集成的接地電極,因此測量區(qū)域有限,。這些傳感器特別適合檢測油,、玻璃,、木材、塑料等非導(dǎo)電材料,,但也適合檢測導(dǎo)電材料,。為了避免傳感器意外開關(guān)或者表面產(chǎn)生濕氣,傳感器上集成了補償電極,,以抑制有害物體的影響,。
不帶接地電極的傳感器
一般來說,這些傳感器不能齊平安裝,。由于沒有接地電極,,所以被測物體起到接地電極的功能。不帶接地電極的傳感器對于污染和冷凝液不敏感,,因此特別適合物位檢測應(yīng)用,。為了獲得較大的感應(yīng)距離,被測介質(zhì)必須導(dǎo)電并且良好接地,。
介電常數(shù)
電容式傳感器可檢測介電常數(shù)εr>1的導(dǎo)電和非導(dǎo)電介質(zhì),。物質(zhì)的介電常數(shù)εr(亦稱相對電容率或感應(yīng)電容)說明了當該物質(zhì)進入測量區(qū)域時,電通量密度增大的倍數(shù),。
導(dǎo)電介質(zhì)
導(dǎo)電介質(zhì)的電導(dǎo)率通常大于20 µS/cm,。所有傳感器類型,不論是否帶有接地電極,,都能夠輕松檢測,。感應(yīng)距離不受導(dǎo)電介質(zhì)的介電常數(shù)的影響。物體的大小及其接地影響感應(yīng)距離,。
導(dǎo)電介質(zhì)包括:
- 水
- 血液
- 油墨
- 牛奶
- 丙酮
- 金屬
非導(dǎo)電介質(zhì)
非導(dǎo)電介質(zhì)的電導(dǎo)率通常小于20 µS/cm,。一般而言,對于非導(dǎo)電介質(zhì),,推薦采用帶接地電極的傳感器,。當非導(dǎo)電物體進入傳感器的電場時,電場根據(jù)被測物體的介電常數(shù)和大小而增大,,測量區(qū)域增大,。εr越小,介質(zhì)檢測越困難,。例如,,對于εr = 3的塑料,實際感應(yīng)距離(Sr)等于額定感應(yīng)距離(Sn)的大約50%,。
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