سنسور خازنی، با ظرافتِ خازن‌ها، تغییراتِ ظریف در محیط را رصد می‌کند. از اندازه‌گیریِ دقیقِ موقعیتِ اجسام تا سنجشِ سطحِ مایعات، این سنسورها با تنوع و کاراییِ خود، در قلبِ اتوماسیونِ صنعتی و اندازه‌گیری‌هایِ علمی می‌درخشند.

سنسور خازنی چیست؟

سنسورهای خازنی دو خط یکی از پرکاربردترین و مؤثرترین ابزارهای اندازه‌گیری در علم و صنعت هستند. این سنسورها با استفاده از اصل خازن‌ها، توانایی اندازه‌گیری متغیرهای محیطی مانند فشار، رطوبت، و درجه حرارت را دارند. عملکرد اصلی آنها بر پایه تغییرات در ظرفیت خازن است که به دلیل تغییرات فاصله بین دو الکترود یا خواص ماده عایقی در میان آنها رخ می‌دهد.

این سنسورها دارای دو خط (یا الکترود) هستند که به طور مستقیم به یک منبع تغذیه متصل می‌شوند. هنگامی که متغیر محیطی مانند فشار یا رطوبت تغییر می‌کند، فاصله بین الکترودها نیز تغییر می‌کند که باعث تغییر در ظرفیت خازن و در نتیجه تغییر در خروجی الکتریکی سنسور می‌شود. این تغییرات در خروجی الکتریکی به کمک مدارهای الکترونیکی قابل اندازه‌گیری و تحلیل هستند.

انواع سنسورهای خازنی

سنسور خازنی القایی

سنسور خازنی القایی یک نوع سنسور است که بر اساس اصل القای الکترومغناطیسی عمل می‌کند. این سنسورها معمولاً شامل یک القای الکترومغناطیسی (coil) است که به یک خازن متصل است. وقتی که یک میدان مغناطیسی متغیر در محیط سنسور ایجاد می‌شود، جریان القایی در القای سنسور ایجاد می‌شود که باعث تغییر در ولتاژ یا جریان خروجی سنسور می‌شود.

این نوع سنسورها معمولاً برای اندازه‌گیری میدان‌های الکترومغناطیسی مورد استفاده قرار می‌گیرند، از جمله اندازه‌گیری فرکانس، جریان، و ولتاژ القایی. آنها در بسیاری از برنامه‌های صنعتی و علمی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مطالعه کنید:ترموکوپل چیست و چه کاربردی دارد

سنسور خازنی غیر تماسی

سنسورهای خازنی غیر تماسی، با ظرافتِ خازن‌ها، بدون نیاز به تماس فیزیکی، تغییراتِ ظریف در محیط را رصد می‌کنند.ین سنسورها از یک مدار نوسان‌ساز و یک الکترود سنسور تشکیل شده‌اند. میدان الکتریکیِ متناوبِ سنسور، ظرفیت خازن را تحت تاثیر قرار می‌دهد. هنگامی که جسمی در میدانِ سنسور قرار می‌گیرد، ظرفیت خازن تغییر می‌کند. این تغییرِ ظرفیت، سیگنالی الکتریکی ایجاد می‌کند که توسط سنسور تجزیه و تحلیل می‌شود. با توجه به مقدار این سیگنال، سنسور وجود یا عدم وجودِ جسم و همچنین فاصله‌ی آن تا سنسور را تشخیص می‌دهد.

سنسور خازنی دیجیتال

سنسورهای خازنی دیجیتال، نسلِ جدیدی از سنسورهای خازنی هستند که با ترکیبِ ظرافتِ خازن‌ها و قدرتِ پردازشِ دیجیتال، دنیایِ اندازه‌گیری را ارتقا داده‌اند.این سنسورها مانند سنسورهای خازنی معمولی، از تغییرات در ظرفیت خازن برای اندازه‌گیری استفاده می‌کنند.اما به جای استفاده از مدارهای آنالوگ، از یک مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) برای تبدیلِ سیگنالِ آنالوگ به سیگنالِ دیجیتال استفاده می‌کنند.سیگنالِ دیجیتال سپس توسط مدارِ پردازشگر سنسور تجزیه و تحلیل می‌شود.نتایجِ اندازه‌گیری به صورت داده‌های دیجیتال قابل فهم برای رایانه‌ها و سیستم‌های کنترلی ارائه می‌شود.

سنسور حرکتی خازنی

سنسور حرکتی خازنی یک نوع سنسور حرکتی است که بر اساس تغییرات در ظرفیت یک خازن، حرکت را تشخیص می‌دهد. این سنسورها معمولاً شامل یک یا چند الکترود و یک ماده عایقی میان آنها هستند. وقتی که یک شی در محدوده‌ی عملکرد سنسور وارد شود و فاصله بین الکترودها تغییر کند، ظرفیت خازن نیز تغییر می‌کند که منجر به تغییر در خروجی سنسور می‌شود.

سنسور خازنی دو سیمه

سنسور خازنی دو سیمه یک نوع سنسور است که برای اندازه‌گیری و کنترل فشار، سطح مایعات، و یا متغیرهای دیگری که می‌توانند به صورت ظرفیت الکتریکی تغییر کنند، استفاده می‌شود. این سنسورها از دو الکترود (سیم) تشکیل شده‌اند که به یک خازن متصل هستند.

زمانی که فشار یا متغیر محیطی دیگر تغییر می‌کند، فاصله بین دو الکترود نیز تغییر می‌کند که منجر به تغییر در ظرفیت خازن می‌شود. این تغییر در ظرفیت باعث تغییر در بار الکتریکی خازن می‌شود که قابل اندازه‌گیری است. با تغییر بار الکتریکی، مقادیر ولتاژ و یا جریان در دو سیم سنسور نیز تغییر می‌کند که به عنوان خروجی سنسور استفاده می‌شود.

سنسور خازنی سه سیمه

سنسور خازنی سه سیمه، نوعی از سنسورهای خازنی است که برای اندازه‌گیری فشار، سطح مایعات، و متغیرهای دیگری که می‌توانند به صورت ظرفیت الکتریکی تغییر کنند، استفاده می‌شود. این نوع سنسور دارای سه سیم یا الکترود است که به یک خازن متصل هستند.

عملکرد اصلی سنسور خازنی سه سیمه بر اساس تغییرات در ظرفیت خازن است که به وسیلهٔ تغییر فاصله بین دو الکترود اصلی ایجاد می‌شود. در این نوع سنسور، دو الکترود اصلی برای اندازه‌گیری تغییرات ظرفیت استفاده می‌شوند، در حالی که الکترود سوم به عنوان الکترود مرجع (رفرنس) عمل می‌کند.وقتی فشار یا متغیر محیطی دیگر تغییر می‌کند، فاصله بین دو الکترود اصلی نیز تغییر می‌کند که باعث تغییر در ظرفیت خازن می‌شود. تغییرات در ظرفیت خازن باعث تغییر در بار الکتریکی خازن می‌شود که قابل اندازه‌گیری است و به عنوان خروجی سنسور استفاده می‌شود.

سنسور خازنی کنترل سطح

عملکرد اصلی یک سنسور خازنی کنترل سطح بر پایه تغییرات در ظرفیت خازن است که به وسیلهٔ تغییر فاصله بین دو الکترود ایجاد می‌شود. هنگامی که سطح مایع یا ماده مورد نظر تغییر می‌کند، فاصله بین الکترودها نیز تغییر می‌کند که باعث تغییر در ظرفیت خازن می‌شود. این تغییرات در ظرفیت خازن باعث تغییر در بار الکتریکی خازن می‌شود که می‌تواند به عنوان خروجی سنسور استفاده شود.

کاربردهای کنترل سطح مایعات خازنی

سنجش خازنی یک روش دقیق و مقرون به صرفه برای اندازه گیری سطح مایعات، رطوبت، ضخامت، فاصله و سایر پارامترها است. این روش در صنایع مختلف کاربردهای گسترده ای دارد.

برخی از کاربردهای سنجش خازنی عبارتند از:

• کنترل سطح مایعات: سنسورهای خازنی برای کنترل سطح مایعات در مخازن ذخیره سازی، دیگ های بخار، سیستم های خنک کننده و سایر کاربردها استفاده می شوند.
• اندازه گیری رطوبت: سنسورهای خازنی برای اندازه گیری رطوبت هوا، خاک و مواد دیگر استفاده می شوند.
• اندازه گیری ضخامت: سنسورهای خازنی برای اندازه گیری ضخامت مواد مختلف مانند ورق فلز، پلاستیک، کاغذ و پارچه استفاده می شوند.
• اندازه گیری فاصله: سنسورهای خازنی برای اندازه گیری فاصله بین دو جسم استفاده می شوند.
• تشخیص اشیاء: سنسورهای خازنی برای تشخیص اشیاء فلزی و غیر فلزی استفاده می شوند.
• کنترل کیفیت: سنسورهای خازنی برای کنترل کیفیت محصولات در فرآیندهای تولید استفاده می شوند.
• پزشکی: سنسورهای خازنی برای اندازه گیری فشار خون، ضربان قلب و سایر پارامترهای پزشکی استفاده می شوند.
• صنایع غذایی: سنسورهای خازنی برای کنترل سطح مایعات، رطوبت و ضخامت مواد غذایی استفاده می شوند.
• صنایع شیمیایی:سنسورهای خازنی برای کنترل سطح مایعات، رطوبت و غلظت مواد شیمیایی استفاده می شوند.
• صنایع خودروسازی: سنسورهای خازنی برای اندازه گیری سطح مایعات، رطوبت و ضخامت مواد در خودروها استفاده می شوند.

کلیک کنید: تفاوت ترموکوپل و pt100

نکاتی برای خرید سنسور خازنی

انتخاب سنسور خازنی مناسب برای کاربرد مورد نظر شما، به عوامل متعددی بستگی دارد. در این مقاله به برخی از مهمترین این نکات اشاره می کنیم:

نوع مایع:

سنسورهای خازنی برای مایعات رسانا مانند آب مناسب هستند. اگر مایعات مورد نظر شما غیر رسانا مانند روغن باشند، باید از سنسورهای دیگری مانند سنسورهای التراسونیک استفاده کنید.

رنج اندازه گیری:

سنسورهای خازنی در رنج های اندازه گیری مختلف موجود هستند. شما باید سنسوری را انتخاب کنید که رنج اندازه گیری آن با نیاز شما مطابقت داشته باشد.

دما و فشار:

سنسورهای خازنی برای استفاده در دما و فشارهای بالا مناسب نیستند. قبل از انتخاب سنسور، باید از محدوده دما و فشار محیطی که سنسور در آن نصب می شود، اطمینان حاصل کنید.

دقت:

سنسورهای خازنی می توانند سطح مایعات را با دقت بسیار بالایی اندازه گیری کنند. اگر به دقت بالایی نیاز دارید، باید سنسوری را انتخاب کنید که دقت آن با نیاز شما مطابقت داشته باشد.

نوع خروجی:

سنسورهای خازنی با خروجی های مختلف مانند آنالوگ و دیجیتال موجود هستند. شما باید سنسوری را انتخاب کنید که نوع خروجی آن با سیستم کنترل شما مطابقت داشته باشد.

جنس بدنه:

سنسورهای خازنی در جنس های مختلف مانند پلاستیک، فلز و سرامیک موجود هستند. شما باید سنسوری را انتخاب کنید که جنس بدنه آن با محیطی که سنسور در آن نصب می شود، سازگار باشد.

مشاوره با متخصصان:

برای انتخاب سنسور خازنی مناسب، می توانید از مشاوره متخصصان در این زمینه استفاده کنید.

مشاوره قبل از خرید

برای کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با خرید محصولات می‌توانید با شماره تلفن‌های زیر تماس بگیرید: