電容式傳感器在液位測量技術(shù)中屬于真正的全能型設備：它堅固耐用并且用途廣泛，不僅適合探測金屬物體，也適合探測非金屬物體，既可以與介質(zhì)直接接觸，也可以透過(guò)（非導電材料）容器壁進(jìn)行“透視”。不過(guò)遺憾的是，由于有時(shí)候測量區域過(guò)小，常規的齊平安裝傳感器無(wú)法圓滿(mǎn)地完成所有測量任務(wù)。因此，傳感器技術(shù)專(zhuān)家堡盟公司采取了相應的對策，推出了全新的CFAK系列電容式傳感器。憑借其“外部接地電極”，該系列傳感器的最大開(kāi)關(guān)距離可以達到30毫米。堅固耐用的非齊平安裝傳感器有各種規格尺寸，開(kāi)關(guān)距離既可固定又可調節。它們被安裝在一個(gè)堅固的PBT塑料外殼內，這種外殼可直接接觸油墨、礦物潤滑劑、酒精和（弱）酸或堿；當然，這種新型傳感器還可以作為“透視工具”來(lái)使用。除了包裝、塑料和印刷制圖機械以外，其典型應用領(lǐng)域還包括過(guò)程或實(shí)驗室自動(dòng)化領(lǐng)域以及木材加工。

圖1：全新CFAK系列非齊平式傳感器

　　在液位測量方面，必須根據應用條件以及需要監控的介質(zhì)種類(lèi)選擇合適的傳感器。然而，用途多樣、采用無(wú)接觸式工作原理的電容式傳感器是過(guò)程監控方面真正的全能型選手。它們具有良好的性?xún)r(jià)比、高度的過(guò)程可靠性以及較低的維護成本。這種傳感器的應用潛力非常巨大，加之其研發(fā)工作并未停止，其應用范圍將會(huì )進(jìn)一步擴大。最新一代電容式液位傳感器的開(kāi)關(guān)距離更大，可適用于到目前為止仍然較為棘手的應用領(lǐng)域。

　　在液位測量技術(shù)方面，電容式傳感器憑借其眾多優(yōu)良特性表現出獨特的應用優(yōu)勢。它們非常堅固耐用而且用途多樣，既適用于探測金屬物體，又適用于探測非金屬物體。其有效表面通常包含兩個(gè)同心排列的電極，在原理上近似一個(gè)打開(kāi)的電容器。由于測量區域的電容會(huì )隨被測物體的距離及其材料不同而發(fā)生變化，因此傳感器能夠探測到環(huán)境中的介電特性。電容式傳感器的電容器形成一個(gè)散射場(chǎng)。它是一個(gè)諧振電路的一部分，一旦一個(gè)物體或介質(zhì)進(jìn)入散射場(chǎng)，諧振電路就開(kāi)始振蕩。電極將分析由此造成的電流變化，如果相應的信號足夠大，則將導致輸出接通。

　　“透視”容器壁

　　由于測量區域可以穿透非導電材料，因此電容式傳感器也可以透過(guò)玻璃、塑料或厚紙板等非金屬屏障進(jìn)行探測。這是由于它們可以透過(guò)容器壁來(lái)探測介質(zhì)，因此也適用于液體、膏體或者粒料的液位/料位監控。這在實(shí)際應用中具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　傳感器不一定必須與介質(zhì)接觸，這一點(diǎn)在腐蝕性介質(zhì)環(huán)境下特別有意義。這樣不必擔心介質(zhì)粘著(zhù)或污染傳感器，既降低了維護成本，又顯著(zhù)提高了過(guò)程可靠性。同時(shí)在這種安裝方式下，不必擔心介質(zhì)受到傳感器的污染。

　　通過(guò)外部地電位實(shí)現更大的測量區域

圖2：迄今為止的齊平安裝電容式傳感器的測量范圍有限

　　不過(guò)遺憾的是，常規的齊平安裝傳感器無(wú)法圓滿(mǎn)地完成所有液位測量任務(wù)。這一點(diǎn)在測量范圍過(guò)小的情況下尤其明顯（圖2）。清晰定義的地電位的優(yōu)點(diǎn)此時(shí)可能成為缺點(diǎn)，因為它限制了探測區域。傳感器技術(shù)專(zhuān)家堡盟公司采取了相應的對策，推出了全新的CFAK系列電容式傳感器。由于其開(kāi)關(guān)距離顯著(zhù)增大，因此也能夠適用于到目前為止仍然較為棘手的應用領(lǐng)域，例如酒精或油墨等介質(zhì)。與之前的型號相比，非齊平安裝傳感器的測量區域明顯更大（圖3）。它們既可以直接接觸介質(zhì)，也可以作為“透視工具”使用。如果想把傳感器安裝在容器外面，那么容器壁稍厚一些也沒(méi)有關(guān)系，因為傳感器4至30毫米的開(kāi)關(guān)距離為用戶(hù)提供了充分的余地。

圖3：新型傳感器的接地電極位于介質(zhì)形體內或者傳感器外部的一個(gè)接地物體內，這顯著(zhù)增大了傳感器的探測范圍

　　新一代傳感器的技術(shù)原理很容易理解：在新一代傳感器的有效感應表面上只安裝了測量電極（圖3）。測量所需的地電位位于傳感器之外，由此大大增大了探測范圍。附加的屏蔽電極屏蔽了傳感器的測量區域，并補償了傳感器表面的污染和殘留介質(zhì)所造成的影響。新一代電容式傳感器的典型應用很多，因為在大多數應用中，可以找到一種可用作第二電容器板的對立體。此外，由于這種傳感器的規格包括M12、M18和M30，用戶(hù)在選擇有效表面的大小時(shí)也有足夠的余地。該種傳感器的開(kāi)關(guān)距離既可以固定又可以調節。它們被安裝在一個(gè)堅固的PBT塑料外殼內，這種外殼可直接接觸油墨、礦物潤滑劑、酒精和（弱）酸或堿。

　　實(shí)踐中的應用舉例

　　為了保障油墨供應，必須對印刷機油墨容器的液位進(jìn)行監測。油墨有多種顏色，有水性的，也有溶劑型的。電容式傳感器承擔著(zhù)液位監控的任務(wù)。這種傳感器即使在狹小的空間中也很容易安裝；其測量精度不受顏色影響，從而確保了高度的過(guò)程可靠性；此外，由于塑料外殼具有耐溶劑性，即使直接接觸介質(zhì)也不必擔心傳感器會(huì )損壞。這種特性在輥筒印花機上也非常有用（圖4）。電容式傳感器適用于對墨斗進(jìn)行持續監控。

圖4：大型油墨槽的液位也可以通過(guò)電容式傳感器進(jìn)行監控

　　其他的應用領(lǐng)域多如牛毛：包裝技術(shù)、實(shí)驗室自動(dòng)化等——只要是涉及液體輸送或灌裝的地方都能夠用到它。穿透容器壁進(jìn)行探測的傳感技術(shù)防止了對原產(chǎn)品的造成污染。由于電容式傳感器也有耐高溫型產(chǎn)品，即使用于如圖5中所示應用也毫無(wú)問(wèn)題。其中，膠粒在進(jìn)入涂膠系統進(jìn)行使用前，需要在180 °C的溫度下融化。料槽中的料位將通過(guò)一個(gè)M30傳感器進(jìn)行監測。探頭的特富龍涂層能夠防止膠料殘留物附著(zhù)。此外，由于傳感器的溫漂很小，即使在有溫差的情況下，也可以確保最大的過(guò)程可靠性。憑借全新的傳感器系列，電容式液位測量技術(shù)一定會(huì )開(kāi)拓出更多其他的應用領(lǐng)域，例如塑料加工、過(guò)程自動(dòng)化等。

圖5：即使在像這臺高溫涂膠機這樣的高溫環(huán)境中，電容式傳感器也適合用于液位測量

　　堡盟集團

　　堡盟集團是國際領(lǐng)先的工廠(chǎng)自動(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化生產(chǎn)廠(chǎng)家之一。目前堡盟集團的足跡已遍布全球16個(gè)國家并擁有34家分公司，近2000名員工。堡盟集團的產(chǎn)品業(yè)務(wù)主要涉及傳感器、運動(dòng)控制、視覺(jué)技術(shù)、過(guò)程儀表和粘膠系統這五大塊，其豐富的產(chǎn)品線(xiàn)覆蓋在各個(gè)行業(yè)并使客戶(hù)受益于堡盟所提供的完整咨詢(xún)和可靠服務(wù)的國際平臺。

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