بارق - سنسورهای مجاورت خازنی: عملکرد، ویژگی‌ها و کاربردهای آن‌ها در صنعت

اصول عملیات

حسگرهای مجاورت خازنی بر اساس اصل تشخیص تغییرات در ظرفیت بین سنسور و جسم هدف عمل می کنند. این حسگرها از دو صفحه رسانا تشکیل شده اند که توسط یک ماده دی الکتریک که معمولاً هوا می باشد از هم جدا شده اند. هنگامی که هیچ جسمی در محدوده تشخیص سنسور وجود ندارد، ظرفیت بین صفحات نسبتاً کم است. زمانی که یک جسم وارد محدوده حسگر می شود، با میدان الکتریکی تولید شده توسط سنسور تعامل برقرار می کند. این فعل و انفعال ظرفیت بین صفحات را تغییر می دهد و باعث تغییر در سیگنال خروجی سنسور می شود. با اندازه گیری این تغییر در ظرفیت، سنسور می تواند وجود یا عدم وجود جسم مورد نظر را تعیین کند.

انواع حسگرهای مجاورت خازنی

1. حسگرهای هم سطح (Flush-Mounted Sensors)

2. سنسورهای غیر هم سطح(Non-Flush Sensors)

3. سنسورهای حساسیت قابل تنظیم (Adjustable sensitivity sensors)

4. سنسورهای دمای بالا (High Temperature Sensors)

5. حسگرهای منطقه خطرناک (Hazardous Area Sensors)

حسگرهای مجاورت خازنی در انواع مختلفی موجود هستند که هر کدام برای برآوردن نیازهای کاربردی خاص طراحی شده اند:

حسگرهای هم سطح (Flush-Mounted Sensors): حسگرهای خازنی هم سطحی دارای سطح حسگر مسطح هستند که آنها را برای کاربردهایی که نیاز به تشخیص اجسام از فاصله نزدیک دارند مناسب می‌سازد. آنها تشخیص دقیق را ارائه می دهند و معمولاً در ماشین آلات بسته بندی، سیستم های جابجایی مواد و روباتیک استفاده می شوند.

سنسورهای غیر هم سطح(Non-Flush Sensors): حسگرهای خازنی غیر هم سطحی دارای یک سطح حسگر بیرون زده هستند که به آنها امکان می دهد اشیاء را در فاصله دورتر تشخیص دهند. آنها محدوده های حسی گسترده ای را ارائه می دهند و معمولاً در برنامه هایی استفاده می شوند که در آن فضا محدود است یا جایی که جسم هدف غیرفلزی است.

سنسورهای حساسیت قابل تنظیم (Adjustable sensitivity sensors): حسگرهای خازنی با حساسیت قابل تنظیم به کاربران این امکان را می دهند که حساسیت سنسور را برای تشخیص اجسام با اندازه ها و مواد مختلف تنظیم کنند. آنها انعطاف پذیری و تطبیق پذیری را در کاربردهای مختلف صنعتی مانند سنجش سطح، تشخیص مایعات و شمارش اشیا ارائه می دهند.

سنسورهای دمای بالا (High Temperature Sensors): حسگرهای خازنی با دمای بالا برای کار در محیط‌های با دمای شدید، مانند ریخته‌گری، کارخانه‌های تولید شیشه و اجاق‌ها طراحی شده‌اند. آنها عملکرد قابل اعتمادی را در دماهای فراتر از قابلیت های سنسورهای استاندارد ارائه می دهند.

حسگرهای منطقه خطرناک (Hazardous Area Sensors): حسگرهای خازنی مناطق خطرناک برای برآورده کردن الزامات ایمنی سختگیرانه برای استفاده در محیط‌های خطرناک، مانند پالایشگاه‌های نفت، کارخانه‌های فرآوری شیمیایی، و جوهای انفجاری طراحی شده‌اند. آنها برای استفاده در اتمسفرهای انفجاری گاز و گرد و غبار دارای گواهینامه هستند و از عملکرد ایمن در مناطق پرخطر اطمینان حاصل می کنند.

کاربرد حسگرهای مجاورت خازنی

حسگرهای مجاورت خازنی کاربردهای گسترده ای در صنایع مختلف پیدا می کنند، از جمله:

الف. بسته بندی: در صنعت بسته بندی از حسگرهای مجاورتی خازنی برای تشخیص وجود مواد بسته بندی مانند جعبه، کارتن و کیسه بر روی تسمه نقاله و خطوط مونتاژ استفاده می شود. آنها موقعیت و تراز دقیق مواد بسته بندی را تضمین می کنند و عیوب محصول و خطاهای بسته بندی را به حداقل می رسانند.

ب. جابجایی مواد: در کاربردهای جابجایی مواد، از حسگرهای مجاورت خازنی برای تشخیص وجود اجسام غیرفلزی مانند پلاستیک، سرامیک و چوب بر روی تسمه نقاله، پالت سازها و سیستم های مرتب سازی استفاده می شود. آنها اتوماسیون فرآیندهای جابجایی مواد را امکان پذیر می کنند و عملکرد کارآمد تجهیزات را تضمین می کنند.

ج. سنجش سطح: در مخازن صنعتی، سیلوها و قیف ها از حسگرهای مجاورتی خازنی برای سنجش سطح و نظارت بر مایعات، پودرها و مواد دانه ای استفاده می شود. آنها اندازه گیری دقیق و قابل اعتمادی از سطوح مواد را فراهم می کنند و امکان پر کردن به موقع و جلوگیری از سرریز یا ریختن مواد را فراهم می کنند.

د. تشخیص مایع: در صنایع خودروسازی، داروسازی و صنایع غذایی، از حسگرهای مجاورتی خازنی برای تشخیص وجود مایعاتی مانند آب، روغن و مواد شیمیایی در مخازن، خطوط لوله و ظروف استفاده می‌شود. آنها مدیریت صحیح مایعات را تضمین می کنند و از نشت یا نشت جلوگیری می کنند.

ه. شمارش اشیا: در خطوط مونتاژ و فرآیندهای تولید، از حسگرهای مجاورتی خازنی برای شمارش اشیا و تشخیص حضور اجزا، قطعات و محصولات استفاده می‌شود. آنها ردیابی دقیق خروجی تولید را امکان پذیر می کنند و کنترل کیفیت را در عملیات تولید تضمین می کنند.

پیشرفت در حسگرهای مجاورت خازنی

پیشرفت‌های اخیر در فناوری حسگر منجر به توسعه ویژگی‌ها و قابلیت‌های نوآورانه در حسگرهای مجاورتی خازنی شده است:

. سنسورهای مبتنی بر میکروکنترلر: حسگرهای خازنی مبتنی بر میکروکنترلر از ریزپردازنده‌های داخلی و الگوریتم‌های پردازش سیگنال دیجیتال برای ارائه قابلیت‌های تشخیص پیشرفته، خود کالیبراسیون و نظارت بر وضعیت استفاده می‌کنند. آنها قابلیت اطمینان و عملکرد افزایش یافته را در محیط های صنعتی چالش برانگیز ارائه می دهند.

. سنسورهای با وضوح بالا: حسگرهای خازنی با وضوح بالا قابلیت تشخیص و اندازه گیری دقیق را ارائه می دهند و موقعیت و تراز دقیق اجسام را در اتوماسیون صنعتی و کاربردهای روباتیک امکان پذیر می کنند. آنها کنترل دقیقی را ارائه می دهند و برای کارهای با دقت بالا مناسب هستند.

. سنسورهای چند کاناله: حسگرهای خازنی چند کاناله دارای کانال‌ها و خروجی‌های حسگر متعددی هستند که امکان تشخیص همزمان چندین شی یا مواد را در محیط‌های پیچیده صنعتی فراهم می‌کنند.