- Cảm biến tiệm cận điện dung giống về kích thước, hình dáng, cơ sở hoạt động so với cảm biến tiệm cận điện cảm. Điểm khác biệt căn bản giữa chúng là cảm biến tiệm cận điện dung tạo ra vùng điện trường còn cảm biến tiệm cận điện cảm tạo ra vùng điện từ trường.
- Cảm biến tiệm cận điện dung có thể phát hiện đối tượng có chất liệu kim loại cũng như không phải kim loại.
36
Hình 3.7. Cảm biến tiệm cận điện dung
b. Cấu tạo: Gồm có 4 phần chính
+ Bộ phận cảm biến (các bản cực hay điện cực cách điện) + Mạch dao động
+ Mạch phát tín hiệu + Mạch đầu ra
c. Nguyên lý hoạt động.
- Tụ điện gồm hai bản cực và chất điện môi ở giữa. Khoảng cách giữa hai điện cực ảnh hưởng đến khả năng tích trữ điện tích của một tụ điện (điện dung là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích trữ điện tích của một tụ điện).
- Nguyên tắc hoạt động của cảm biến tiệm cận loại điện dung dựa trên sự thay đổi điện dung khi vật thể xuất hiện trong vùng điện trường. Từ sự thay đổi này trạng thái “On” hay “Off” của tín hiệu ngõ ra được xác định.
- Một bản cực là thành phần của cảm biến, đối tượng cần phát hiện là bản cực còn lại.
- Tùy thuộc vào cấu tạo của sản phẩm, dải đo của cảm biến tiệm cận với khoảng cách phát hiện nhỏ từ 0 đến 50mm
d. Phân loại cảm biến tiệm cận điện dung.
- Cảm biến tiệm cận điện dung cũng phân thành 2 loại: Được bảo vệ và không
37
- Cảm biến tiệm cận điện dung loại được bảo vệ: Có vòng kim loại bao quanh
giúp hướng vùng điện trường về phía trước và có thể đặt ngang bằng với bề mặt làm việc.
- Cảm biến tiệm cận điện cảm loại không được bảo vệ: Không có vòng kim loại bao quanh và không thể đặt ngang bằng với bề mặt làm việc. Xung quanh cảm biến phải có 1 vùng trống, kích thước vùng trống tùy thuộc vào từng loại cảm biến.
e. Những yếu tố ảnh hưởng đến tầm phát hiện của cảm biến tiệm cận điện dung.
- Kích thước của điện cực của cảm biến. - Vật liệu và kích thước đối tượng
- Nhiệt độ môi trường
- Đối tượng tiêu chuẩn và hằng số điện môi: Đối tượng tiêu chuẩn được chỉ định riêng với từng loại cảm biến tiệm cận điện dung. Thông thường chất liệu của đối tượng tiêu chuẩn được định nghĩa là kim loại hoặc nước
f. Ưu điểm và nhược điểm của cảm biến tiệm cận điện dung. * Ưu điểm.
- Có thể cảm nhận vật dẫn điện, không dẫn điện
- Tính chất tuyến tính và độ nhạy không tùy thuộc vào vật liệu kim loại. - Nó có thể cảm nhận được vật thể nhỏ, nhẹ.
- Vận tốc hoạt động nhanh.
- Tuổi thọ cao và độ ổn định cũng cao đối với nhiệt độ. - Đối tượng phát hiện có thể là chất lỏng, vật liệu phi kim
- Phạm vi cảm nhận lớn.
- Đầu cảm biến nhỏ, có thể lắp đặt ở nhiều nơi.
* Nhược điểm.
- Bị ảnh hưởng bởi độ ẩm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Dây nối với sensor phải ngắn để điện dung dây không ảnh hưởng đến bộ cộng hưởng của bộ dao động.
38
g. Một số ứng dụng của cảm biến tiệm cận điện dung.
Công nghiệp thực phẩm Đo mực chất lỏng
Chế biến gỗ
Kiểm tra số lượng sản phẩm trong công nghiệp thực phẩm
Đo mực chất lỏng
Chế biến gỗ
39
Dùng để phát hiện sữa trong hộp giấy Phát hiện được bề mặt chất lỏng, không bị ảnh hưởng bởi màu sắc chất lỏng và khi ống bị bẩn
Hình 3.8. Một số ứng dụng của cảm biến tiệm cận điện dung