Kapazitive Sensoren - Prinzip, Aufbau, Funktion, Anwendung, Schaltabstand ausführlich erklärt

Summary

In diesem Video erklärt Anita Ruf, Produktmanagerin bei LEUTE, die Grundlagen der kapazitiven Sensoren. Sie beschreibt, wie diese Sensoren Materialen berührungslos detektieren, indem sie deren elektrisches Feld beeinflussen. Kapazitive Sensoren bieten zahlreiche Vorteile, wie die Unabhängigkeit von Materialfarbe und -beschaffenheit sowie die Fähigkeit, durch bestimmte Materialien hindurch zu erkennen. Das Video geht auch auf die Funktionsweise eines Plattenkondensators ein und erläutert die Bedeutung der elektrischen Konstanten verschiedener Materialien. Zudem werden Anwendungsbereiche wie Füllstandskontrolle und Anwesenheitsdetektion sowie wichtige Faktoren für den korrekten Einsatz von Sensoren vorgestellt.

Takeaways

• 😀 Ein kapazitiver Sensor erkennt Materialien berührungslos, indem er deren elektrisches Feld beeinflusst.
• 😀 Kapazitive Sensoren sind unabhängig von der Farbe und der Oberflächenbeschaffenheit des Materials.
• 😀 Diese Sensoren können durch Materialien hindurch detektieren, unter bestimmten Bedingungen.
• 😀 Kapazitive Sensoren sind unempfindlich gegenüber Luftverunreinigungen und funktionieren ohne externe Störungen.
• 😀 Wichtige Faktoren für den Betrieb eines kapazitiven Sensors sind Feuchtigkeit, Objektgröße und Schaltfrequenz von ca. 100 Hz.
• 😀 Der Schaltabstand variiert je nach Material und wird durch die Elektrizitätskonstante des Materials beeinflusst.
• 😀 Kapazitive Sensoren finden Einsatz in der Füllstandskontrolle, der Anwesenheitskontrolle und der Inhaltsprüfung.
• 😀 Die Funktionsweise basiert auf der Technik des Plattenkondensators, bei dem die Kapazität durch Materialeinflüsse verändert wird.
• 😀 Materialien mit einer höheren Elektrizitätskonstanten wie Wasser erzeugen größere Kapazitätsänderungen und somit höhere Schaltabstände.
• 😀 Der Schaltabstand eines Sensors lässt sich berechnen, indem der Normwert mit dem Korrekturfaktor des Materials multipliziert wird.

Q & A

Was ist ein kapazitiver Sensor?

Ein kapazitiver Sensor ist ein Gerät, das Materialien in der Nähe seiner aktiven Zone berührungslos detektieren kann, indem diese Materialien das elektrische Feld des Sensors beeinflussen.

Welche Vorteile bieten kapazitive Sensoren?

Kapazitive Sensoren sind unabhängig von der Farbe und Oberflächenbeschaffenheit der Materialien und können auch durch Materialien hindurch detektieren. Sie sind zudem unempfindlich gegenüber Verunreinigungen in der Luft.

Was ist die Funktionsweise eines Platinenkondensators?

Ein Platinenkondensator funktioniert, indem eine Spannung angelegt wird, was zu einer Ladungsverschiebung auf den Platten führt. Dies erzeugt ein elektrisches Feld, das die Kapazität des Kondensators beeinflusst.

Wie beeinflusst das Material die Kapazität eines Kondensators?

Das Material, das sich im elektrischen Feld des Kondensators befindet, beeinflusst dessen Kapazität durch die Polarisierung der Moleküle im Material, was die Spannung und damit die Kapazität verringert.

Welche Rolle spielt die elektrische Konstante eines Materials bei kapazitiven Sensoren?

Die elektrische Konstante eines Materials beeinflusst, wie stark das Material das elektrische Feld des Kondensators abschwächt. Materialien mit höheren elektrischen Konstanten, wie Wasser, haben einen stärkeren Einfluss auf die Kapazität.

Was ist der Schaltabstand eines kapazitiven Sensors?

Der Schaltabstand eines Sensors ist die maximale Entfernung, bei der der Sensor ein Signal ausgibt, wenn er ein Material detektiert. Dieser Abstand variiert je nach Material und seinen Eigenschaften.

Wie kann der Schaltabstand eines kapazitiven Sensors berechnet werden?

Der Schaltabstand wird berechnet, indem der normierte maximale Schaltabstand mit dem Korrekturfaktor des Materials multipliziert wird, das detektiert werden soll.

Welche Anwendungen gibt es für kapazitive Sensoren?

Kapazitive Sensoren finden Anwendung in der Füllstandskontrolle, der Inhaltskontrolle und der Anwesenheitskontrolle. Sie werden beispielsweise in der Verpackungsindustrie oder der Solarindustrie eingesetzt.

Was sind die Unterschiede zwischen bündigem und nicht bündigem Einbau eines kapazitiven Sensors?

Ein bündiger Einbau wird ohne Medienkontakt verwendet und hat nur die aktive Fläche auf der Frontseite. Ein nicht bündiger Einbau erfolgt mit Medienkontakt und erfordert ein Loch in der Wand des Behälters.

Warum ist der Schaltabstand bei feuchten oder dichten Materialien höher?

Der Schaltabstand ist bei feuchten oder dichten Materialien höher, weil diese Materialien eine höhere elektrische Konstante haben und das elektrische Feld stärker beeinflussen, was die Kapazität des Sensors verändert und einen größeren Schaltabstand ermöglicht.