- تهران خیابان لاله زار جنوبی پاساژ رزاق منش طبقه اول پلاک 2/3
فروش و مشاوره
فروش و مشاوره
اشنایی با سنسور سطح خازنی نشان می‌دهد این Sensor با تشخیص تغییر Capacitance برای کنترل سطح مایعات، پودر و گرانول استفاده می‌شود. در فروش سنسور سطح خازنی باید نوع ماده، Sensitivity، Probe، خروجی و شرایط نصب بررسی شوند. برسی سنسور سطح خازنی همچنین شامل توجه به رطوبت، رسوب و Dielectric Constant ماده است.
اشنایی با سنسور سطح خازنی برای انتخاب صحیح تجهیزات کنترل سطح مایعات، پودرها، گرانول‌ها و مواد جامد اهمیت زیادی دارد. سنسور سطح خازنی یا Capacitive Level Sensor یکی از تجهیزات پرکاربرد در اتوماسیون صنعتی است که با تشخیص تغییر ظرفیت خازنی، حضور یا نبود ماده در مخزن را تشخیص می‌دهد.
یکی از مزیت‌های مهم این فناوری امکان تشخیص مواد فلزی و غیرفلزی است. آب، روغن، مواد شیمیایی، پلاستیک، پودر، آرد، خوراک دام، گرانول و بسیاری از مواد دیگر را می‌توان با Sensor خازنی مناسب تشخیص داد.
در فروش سنسور سطح خازنی باید به نوع ماده، ثابت دی‌الکتریک، جنس مخزن، ضخامت دیواره، Temperature، Pressure، رطوبت، نوع Output، طول Probe و شرایط نصب توجه شود.
همچنین در برسی سنسور سطح خازنی باید مشخص شود هدف سیستم Point Level Detection است یا Continuous Level Measurement؛ زیرا تجهیزات مورد استفاده در این دو کاربرد یکسان نیستند.
Capacitive Level Sensor سنسوری است که بر اساس تغییر Capacitance یا ظرفیت خازنی کار می‌کند.
Sensor و محیط اطراف آن بخشی از یک میدان الکتریکی را تشکیل می‌دهند.
هنگامی که ماده به ناحیه حساس Sensor نزدیک می‌شود، ویژگی Dielectric محیط تغییر کرده و در نتیجه Capacitance تغییر می‌کند.
مدار Electronic این تغییر را تشخیص داده و Output Sensor را فعال می‌کند.
برای اشنایی با سنسور سطح خازنی باید ابتدا مفهوم ظرفیت خازنی را بشناسیم.
Capacitance به توانایی یک ساختار برای ذخیره Charge الکتریکی گفته می‌شود.
مقدار ظرفیت به عواملی مانند:
وابسته است.
Sensor خازنی از تغییر همین پارامترها برای تشخیص سطح ماده استفاده می‌کند.
در سنسور Level خازنی، Probe یا سطح حساس Sensor یک میدان الکتریکی ایجاد می‌کند.
وقتی Tank خالی است، اطراف Probe عمدتاً Air وجود دارد.
زمانی که سطح ماده بالا آمده و به Probe می‌رسد، Dielectric Constant محیط تغییر می‌کند.
مدار داخلی Sensor این تغییر Capacitance را تشخیص داده و وضعیت Level را اعلام می‌کند.
Dielectric Constant یکی از مهم‌ترین پارامترها در برسی سنسور سطح خازنی است.
مواد مختلف تأثیر متفاوتی بر میدان الکتریکی دارند.
هرچه تفاوت ثابت دی‌الکتریک ماده با Air بیشتر باشد، تشخیص آن معمولاً آسان‌تر خواهد بود.
به همین دلیل Sensor باید متناسب با ماده مورد نظر تنظیم یا انتخاب شود.
خیر.
یکی از مزیت‌های اصلی Capacitive Level Sensor امکان تشخیص مواد مختلف است.
این Sensor می‌تواند برای:
استفاده شود.
البته عملکرد واقعی به Dielectric Constant و شرایط Process وابسته است.
سنسورهای Level خازنی را می‌توان به چند گروه تقسیم کرد:
در فروش سنسور سطح خازنی ابتدا باید مشخص شود کدام ساختار برای Process مناسب است.
Point Level Sensor برای تشخیص رسیدن ماده به یک نقطه مشخص استفاده می‌شود.
برای مثال می‌توان Sensor را در قسمت بالای Tank نصب کرد.
اگر ماده به Sensor برسد، High Level تشخیص داده می‌شود.
این Sensor مقدار دقیق Level را به‌صورت سانتی‌متر یا درصد ارائه نمی‌دهد و بیشتر وضعیت Presence/Absence را مشخص می‌کند.
Continuous Capacitive Level Measurement ساختار متفاوتی دارد.
در این روش Probe در ارتفاع بیشتری از Tank قرار گرفته و تغییر Capacitance در طول Probe برای محاسبه Level استفاده می‌شود.
خروجی می‌تواند متناسب با میزان پرشدگی مخزن باشد.
Level Switch:
Level Transmitter:
این تفاوت در فروش سنسور سطح خازنی بسیار مهم است.
Capacitive Sensor می‌تواند برای تشخیص High یا Low Level آب استفاده شود.
در بعضی مخازن پلاستیکی حتی می‌توان Sensor را خارج Tank نصب کرد تا بدون تماس مستقیم با Water، وجود مایع پشت دیواره تشخیص داده شود.
البته Thickness و Material دیواره باید مناسب باشند.
یکی از کاربردهای جالب Sensor خازنی، تشخیص Liquid از پشت Non-metallic Wall است.
در این حالت Sensor با ماده تماس مستقیم ندارد.
میدان الکتریکی از دیواره Plastic عبور کرده و تغییر ناشی از حضور Liquid را تشخیص می‌دهد.
این قابلیت در:
کاربرد دارد.
در بسیاری از کاربردها خیر.
Metal Wall میدان الکتریکی Sensor را Shield می‌کند.
اگر Tank فلزی باشد معمولاً Probe باید از طریق Process Connection داخل مخزن قرار گیرد یا طراحی Sensor مخصوص Tank فلزی باشد.
این موضوع باید در برسی سنسور سطح خازنی قبل از انتخاب تجهیز مشخص شود.
Oil Level Detection یکی دیگر از کاربردهای Sensor خازنی است.
از این Sensor می‌توان برای:
استفاده کرد.
نوع Oil و Dielectric Constant آن باید بررسی شود.
در Food Industry می‌توان از Capacitive Level Sensor برای مواد مختلف استفاده کرد، از جمله:
اگر Sensor با Food تماس داشته باشد، جنس Probe و Process Connection باید برای Hygienic Application مناسب باشد.
در Silo آرد، Sensor خازنی می‌تواند رسیدن Powder به نقطه مشخصی را تشخیص دهد.
این قابلیت برای:
مناسب است.
مواد Granular مانند Sugar و Salt نیز می‌توانند با Sensor خازنی مناسب تشخیص داده شوند.
Sensitivity Sensor باید با ماده تنظیم شود تا تغییرات محیطی باعث False Switching نشوند.
در Grain Silo می‌توان Sensor را برای تشخیص سطح:
استفاده کرد.
محل نصب باید به‌گونه‌ای باشد که فشار مکانیکی Material روی Probe بیش از حد نباشد.
یکی از کاربردهای رایج Capacitive Level Sensor در Plastic Industry، تشخیص Granule داخل Hopper است.
Sensor می‌تواند برای کنترل Feed Material در:
استفاده شود.
در Hopper دستگاه Injection، کمبود مواد اولیه می‌تواند فرآیند تولید را مختل کند.
Sensor خازنی می‌تواند Low Level Granule را تشخیص داده و فرمان Refill ایجاد کند.
در Extruder نیز Hopper باید مقدار کافی Material داشته باشد.
Sensor سطح خازنی می‌تواند وضعیت Level مواد اولیه را به PLC ارسال کند.
در Pharmaceutical Industry از Level Sensorهای مناسب برای Powder، Liquid و مواد فرآیندی استفاده می‌شود.
در این کاربرد Hygiene، Cleaning و Material Compatibility اهمیت زیادی دارند.
در Chemical Tankها می‌توان از Capacitive Level Switch برای تشخیص Level استفاده کرد.
اما جنس Probe باید در برابر ماده شیمیایی مقاوم باشد.
مواد رایج پوشش Probe می‌توانند بسته به مدل شامل:
باشند.
در مواد Corrosive باید Sensor دارای Wetted Part مناسب باشد.
حتی اگر اصل Measurement خازنی باشد، تماس نامناسب Probe با ماده می‌تواند باعث خوردگی و خرابی Sensor شود.
Cement و Powderهای صنعتی را می‌توان با Sensor خازنی مناسب تشخیص داد.
اما تجمع Material روی Probe و Dust شدید باید در طراحی سیستم در نظر گرفته شوند.
در Feed Industry از Capacitive Level Switch برای کنترل سطح مواد در Silo و Hopper استفاده می‌شود.
این Sensor می‌تواند Fill یا Empty Condition را به سیستم Automation اعلام کند.
High Level Detection برای جلوگیری از پر شدن بیش از حد Tank استفاده می‌شود.
Sensor در نزدیکی Maximum Level نصب می‌شود.
وقتی ماده به Sensor برسد، Output فعال شده و می‌تواند:
Low Level Detection برای تشخیص کمبود ماده استفاده می‌شود.
این قابلیت می‌تواند برای جلوگیری از:
مناسب باشد.
Overflow یکی از مشکلات رایج Tankها است.
Sensor خازنی High Level می‌تواند به‌عنوان بخشی از Overflow Prevention System استفاده شود.
برای کاربردهای Safety-critical ممکن است نیاز به سیستم حفاظتی مستقل و دارای استاندارد مناسب باشد.
سنسورهای High و Low Level می‌توانند برای Pump Control استفاده شوند.
برای مثال:
Low Level → Pump Filling روشن
High Level → Pump Filling خاموش
منطق دقیق به نوع Process بستگی دارد.
بسیاری از Capacitive Sensorها دارای Sensitivity Adjustment هستند.
این تنظیم معمولاً توسط:
انجام می‌شود.
در برسی سنسور سطح خازنی وجود تنظیم Sensitivity اهمیت زیادی دارد، مخصوصاً زمانی که مواد مختلف استفاده می‌شوند.
Sensitivity نباید بیش از حد بالا تنظیم شود.
اگر Sensor بیش از حد حساس باشد ممکن است:
را به‌عنوان Level تشخیص دهد.
اگر Sensitivity بیش از حد پایین باشد، ماده اصلی تشخیص داده نمی‌شود.
Teach-in روشی برای تنظیم Sensor بر اساس شرایط واقعی است.
Sensor می‌تواند وضعیت Empty و Full یا حضور و عدم حضور Material را یاد بگیرد.
این قابلیت Commissioning را ساده‌تر می‌کند.
Moisture می‌تواند روی Capacitance اثر بگذارد.
در Powder Application تغییر رطوبت ماده ممکن است Dielectric Constant را تغییر دهد.
این مسئله در فروش سنسور سطح خازنی برای مواد پودری اهمیت زیادی دارد.
Build-up روی Probe می‌تواند باعث تغییر Capacitance دائمی شود.
Sensorهای پیشرفته ممکن است قابلیت Compensation برای مقدار مشخصی از Build-up داشته باشند.
اما رسوب شدید می‌تواند باعث False Detection شود.
در موادی مانند:
Material می‌تواند روی Probe باقی بماند.
در این شرایط Sensor باید قابلیت تشخیص بین Residue و Level واقعی را داشته باشد یا Technology دیگری بررسی شود.
Temperature می‌تواند:
را تحت تأثیر قرار دهد.
Sensor باید برای Process Temperature مناسب انتخاب شود.
در Tankهای Pressurized باید Maximum Process Pressure سنسور بررسی شود.
Process Connection و Seal نیز باید Pressure Rating مناسب داشته باشند.
Probe بخش حساس Sensor در بسیاری از Level Sensorهای خازنی است.
Probe می‌تواند:
باشد.
ساختار مناسب بر اساس ارتفاع Tank و نوع Material انتخاب می‌شود.
Rod Probe برای Tankهای کوتاه یا متوسط رایج است.
مزایای آن:
است.
Cable Probe برای Silo یا Tankهای بلند قابل استفاده است.
طول Cable می‌تواند متناسب با ارتفاع Process انتخاب شود.
در مواد جامد باید نیروی کششی Material نیز بررسی شود.
Probe Length در Continuous Measurement اهمیت مستقیم دارد.
در Point Level Detection نیز طول Probe می‌تواند تعیین کند Sensor تا چه عمقی وارد Tank شود.
Point Level Sensor می‌تواند روی Side Wall مخزن نصب شود.
این روش برای High یا Low Level بسیار رایج است.
در مواد جامد باید فشار Material روی Probe بررسی شود.
Sensor می‌تواند از Top Tank نیز نصب شود.
این ساختار برای Probeهای بلند و Continuous Level Measurement کاربرد زیادی دارد.
در Hopper باید Sensor در نقطه‌ای نصب شود که Material Flow باعث ضربه شدید یا سایش زیاد نشود.
نصب مستقیم روبه‌روی Material Inlet می‌تواند عمر Sensor را کاهش دهد.
در Powder و Granule امکان ایجاد Bridging یا Material Build-up وجود دارد.
Sensor ممکن است سطح واقعی Process را در همه شرایط نشان ندهد.
Geometry مخزن و رفتار Material باید بررسی شوند.
PNP یکی از خروجی‌های رایج Sensorهای صنعتی DC است.
در حالت فعال، Output ولتاژ مثبت را به PLC Input منتقل می‌کند.
باید با نوع Input سیستم کنترل سازگار باشد.
NPN در حالت فعال مسیر Output را به 0V متصل می‌کند.
انتخاب PNP یا NPN باید مطابق PLC و استاندارد Wiring مجموعه انجام شود.
بعضی Level Sensorها قابلیت انتخاب:
دارند.
منطق Output باید بر اساس Safe State سیستم انتخاب شود.
Capacitive Level Controllerهای صنعتی ممکن است Relay Output داشته باشند.
Relay را می‌توان برای:
استفاده کرد.
در Continuous Capacitive Level Transmitter، 4–20mA یکی از Outputهای رایج است.
Level به Current تبدیل می‌شود.
برای مثال:
4mA = Empty
20mA = Full
Point Level Sensor می‌تواند به Digital Input PLC متصل شود.
برای مثال:
Capacitive Level Sensor → PNP Output → PLC Digital Input
در Continuous Measurement:
Capacitive Level Transmitter → 4–20mA → PLC Analog Input
سنسورهای صنعتی می‌توانند دارای Supply Voltageهای مختلف باشند.
24V DC یکی از گزینه‌های رایج است.
اما مقدار دقیق باید از Datasheet بررسی شود.
برخی Capacitive Level Switchها می‌توانند Two-wire باشند.
Wiring و Load Requirement آنها با مدل‌های سه سیمه متفاوت است.
Three-wire Sensor معمولاً دارای:
است.
مدل‌های PNP و NPN معمولاً در این گروه دیده می‌شوند.
در بعضی Sensorهای Compact از M12 Connector استفاده می‌شود.
این اتصال Maintenance و تعویض Sensor را ساده‌تر می‌کند.
مدل Cable Type برای نصب ساده و محیط‌هایی که Connector لازم نیست استفاده می‌شود.
Cable Material باید با Environment سازگار باشد.
IP Rating در محیط‌های صنعتی اهمیت زیادی دارد.
برای محیط مرطوب، شست‌وشو یا Dusty باید Sensor دارای Protection مناسب باشد.
مقدار دقیق مانند IP65، IP67 یا IP69K بسته به مدل متفاوت است.
Flush Mounted Capacitive Sensor را می‌توان تا سطح Mounting نصب کرد.
Beam یا میدان Sensitivity آن نسبت به مدل Non-Flush محدودتر است.
این مدل برای بعضی نصب‌های فشرده مناسب است.
Non-Flush Sensor نیاز به فضای آزاد بیشتری اطراف قسمت حساس دارد.
این مدل معمولاً Sensing Range بیشتری ایجاد می‌کند.
Mounting Instruction باید رعایت شود.
اصل عملکرد هر دو مشابه است.
Capacitive Proximity Sensor بیشتر برای:
استفاده می‌شود.
Capacitive Level Sensor برای:
طراحی و تنظیم می‌شود.
Capacitive:
Ultrasonic:
Radar برای Continuous Measurement و Tankهای بزرگ‌تر بسیار رایج است.
Capacitive Sensor برای Point Level و بسیاری از کاربردهای ساده‌تر گزینه اقتصادی‌تری است.
Radar کمتر به Dielectric تغییرات کوچک وابسته است، ولی هزینه بالاتری دارد.
Hydrostatic Sensor فشار ستون Liquid را اندازه‌گیری می‌کند.
Capacitive Sensor تغییر ظرفیت را تشخیص می‌دهد.
Hydrostatic بیشتر برای Liquid مناسب است.
Capacitive می‌تواند Liquid و Solid را در مدل مناسب تشخیص دهد.
Float Sensor دارای بخش متحرک مکانیکی است.
Capacitive Sensor می‌تواند بدون Moving Part کار کند.
این موضوع Maintenance را در بعضی Applicationها کاهش می‌دهد.
Conductive Level Sensor برای مایعات Conductive مناسب است.
Capacitive Sensor می‌تواند مواد Conductive و Non-conductive را در شرایط مناسب تشخیص دهد.
بنابراین کاربرد گسترده‌تری روی مواد مختلف دارد.
از مهم‌ترین مزایا می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
محدودیت‌های مهم عبارت‌اند از:
Capacitive Sensor گزینه مناسبی است اگر:
اگر Continuous Measurement بسیار دقیق در Tank بزرگ نیاز باشد، Radar یا Ultrasonic ممکن است مناسب‌تر باشند.
اگر Material بسیار چسبنده باشد، Build-up می‌تواند مشکل ایجاد کند.
اگر Dielectric Constant بسیار پایین و متغیر باشد نیز باید Technology جایگزین بررسی شود.
در برسی سنسور سطح خازنی ابتدا باید مشخص شود ماده چیست.
سپس موارد زیر بررسی شوند:
در فروش سنسور سطح خازنی باید نوع کاربرد مشخص شود.
Point Level یا Continuous Measurement تعیین شود.
نوع ماده مشخص شود.
Tank Plastic یا Metal بودن بررسی شود.
Sensitivity Range تعیین شود.
Probe Material انتخاب شود.
Process Temperature بررسی شود.
Pressure مشخص شود.
نوع PNP، NPN، Relay یا 4–20mA انتخاب شود.
NO یا NC بودن Output تعیین شود.
Cable یا Connector مشخص شود.
IP Rating بررسی شود.
در فروش سنسور سطح خازنی برای Plastic Tank باید:
بررسی شوند.
در بسیاری از کاربردها امکان تشخیص Liquid بدون سوراخ کردن Tank وجود دارد.
برای Powder باید موارد زیر مشخص باشند:
Sensitivity Adjustment در این کاربرد اهمیت زیادی دارد.
در Granule Application باید Sensor در برابر Material Impact محافظت شود.
محل نصب در Hopper نیز باید طوری باشد که Material Stream مستقیماً به Sensor ضربه نزند.
اگر Sensor همیشه روشن است، ممکن است علت یکی از موارد زیر باشد:
اگر Sensor ماده را تشخیص نمی‌دهد، ممکن است:
False Trigger یعنی Sensor بدون رسیدن واقعی Material تغییر وضعیت دهد.
علل رایج:
هستند.
اگر Probe با Material تماس دارد، Cleaning دوره‌ای می‌تواند لازم باشد.
روش Cleaning باید با جنس Sensor و ماده Process سازگار باشد.
یکی از مزایای Sensor خازنی نبود قطعه مکانیکی متحرک است.
با این حال Inspection موارد زیر مفید است:
برندهای مختلفی Capacitive Level Sensor و Capacitive Proximity Sensor صنعتی تولید می‌کنند.
از برندهای شناخته‌شده می‌توان به:
اشاره کرد.
در فروش سنسور سطح خازنی بهتر است ابتدا نیاز Process تعیین شده و سپس برند و مدل مناسب انتخاب شود.
اشنایی با سنسور سطح خازنی نشان می‌دهد این Sensor یکی از تجهیزات کاربردی برای تشخیص سطح مایعات، پودرها و مواد جامد است. عملکرد آن بر اساس تغییر Capacitance در اثر ورود ماده به میدان الکتریکی Sensor انجام می‌شود.
در برسی سنسور سطح خازنی باید Dielectric Constant، نوع ماده، Tank Material، Temperature، Pressure، رطوبت و احتمال Build-up بررسی شوند.
از Sensor خازنی می‌توان برای High Level، Low Level، کنترل Pump، جلوگیری از Overflow، تشخیص مواد داخل Hopper و Silo و حتی تشخیص مایع از پشت بعضی مخازن پلاستیکی استفاده کرد.
در فروش سنسور سطح خازنی باید علاوه بر نوع Sensor، Sensitivity، Probe، Process Connection، PNP یا NPN بودن، NO یا NC بودن، IP Rating و سازگاری با PLC بررسی شوند. انتخاب صحیح Sensor و تنظیم مناسب Sensitivity نقش مهمی در جلوگیری از False Detection و افزایش پایداری سیستم دارد.
