電容式傳感器的功能與技術(shù)

電容式傳感器的工作原理與開放式電容器基本相同。測(cè)量電極與接地電極之間形成一個(gè)電場(chǎng)，如果介電常數(shù)εr大于空氣介電常數(shù)的物質(zhì)進(jìn)入電場(chǎng)，那么電場(chǎng)的電容會(huì)增加，具體取決于該物質(zhì)的εr。

傳感器中的電子模塊可測(cè)量出這一電容增加，所產(chǎn)生的信號(hào)在后續(xù)信號(hào)處理期間進(jìn)行調(diào)節(jié)，并在對(duì)應(yīng)幅值處觸發(fā)輸出開關(guān)動(dòng)作。

帶接地電極的傳感器

這些傳感器的感應(yīng)面可以齊平安裝在材料內(nèi)。由于這些傳感器的測(cè)量區(qū)域從測(cè)量點(diǎn)延伸到集成的接地電極，因此測(cè)量區(qū)域有限。這些傳感器特別適合檢測(cè)油、玻璃、木材、塑料等非導(dǎo)電材料，但也適合檢測(cè)導(dǎo)電材料。為了避免傳感器意外開關(guān)或者表面產(chǎn)生濕氣，傳感器上集成了補(bǔ)償電極，以抑制有害物體的影響。

不帶接地電極的傳感器

一般來說，這些傳感器不能齊平安裝。由于沒有接地電極，所以被測(cè)物體起到接地電極的功能。不帶接地電極的傳感器對(duì)于污染和冷凝液不敏感，因此特別適合物位檢測(cè)應(yīng)用。為了獲得較大的感應(yīng)距離，被測(cè)介質(zhì)必須導(dǎo)電并且良好接地。

介電常數(shù)

電容式傳感器可檢測(cè)介電常數(shù)εr>1的導(dǎo)電和非導(dǎo)電介質(zhì)。物質(zhì)的介電常數(shù)εr（亦稱相對(duì)電容率或感應(yīng)電容）說明了當(dāng)該物質(zhì)進(jìn)入測(cè)量區(qū)域時(shí)，電通量密度增大的倍數(shù)。 

導(dǎo)電介質(zhì)

導(dǎo)電介質(zhì)的電導(dǎo)率通常大于20 µS/cm。所有傳感器類型，不論是否帶有接地電極，都能夠輕松檢測(cè)。感應(yīng)距離不受導(dǎo)電介質(zhì)的介電常數(shù)的影響。物體的大小及其接地影響感應(yīng)距離。

導(dǎo)電介質(zhì)包括：

• 水
• 血液
• 油墨
• 牛奶
• 丙酮
• 金屬 

非導(dǎo)電介質(zhì)

非導(dǎo)電介質(zhì)的電導(dǎo)率通常小于20 µS/cm。一般而言，對(duì)于非導(dǎo)電介質(zhì)，推薦采用帶接地電極的傳感器。當(dāng)非導(dǎo)電物體進(jìn)入傳感器的電場(chǎng)時(shí)，電場(chǎng)根據(jù)被測(cè)物體的介電常數(shù)和大小而增大，測(cè)量區(qū)域增大。εr越小，介質(zhì)檢測(cè)越困難。例如，對(duì)于εr = 3的塑料，實(shí)際感應(yīng)距離（Sr）等于額定感應(yīng)距離（Sn）的大約50%。 

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• 即便受到各種環(huán)境因素的影響，也能確保可靠的檢測(cè)結(jié)果
• 檢測(cè)距離長(zhǎng)達(dá)30 mm，甚至可以透過非金屬容器壁進(jìn)行檢測(cè)