Sensor capacitivo
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Sensor capacitivo. Es un tipo de sensor eléctrico. Los sensores capacitivos (KAS) reaccionan ante metales y no metales que al aproximarse a la superficie activa sobrepasan una determinada capacidad. La distancia de conexión respecto a un determinado material es tanto mayor cuanto más elevada sea su constante dieléctrica.
Sumario
Funcionamiento
Desde el punto de vista puramente teórico, se dice que el sensor está formado por un oscilador cuya capacidad la forman un electrodo interno (parte del propio sensor) y otro externo (constituido por una pieza conectada a masa). El electrodo externo puede estar realizado de dos modos diferentes; en algunas aplicaciones dicho electrodo es el propio objeto a sensar, previamente conectado a masa; entonces la capacidad en cuestión variará en función de la distancia que hay entre el sensor y el objeto. En cambio, en otras aplicaciones se coloca una masa fija y, entonces, el cuerpo a detectar utilizado como dieléctrico se introduce entre la masa. y la placa activa, modificando así las características del condensador equivalente.
Aplicaciones
Estos sensores se emplean para la identificación de objetos, para funciones contadoras y para toda clase de controles de nivel de carga de materiales sólidos o líquidos. También son utilizados para muchos dispositivos con pantalla táctil, como teléfonos móviles, ya que el sensor percibe la pequeña diferencia de potencial entre membranas de los dedos eléctricamente polarizados de una persona.
Detección de nivel
En esta aplicación, cuando un objeto (líquidos, granulados, metales, aislantes, etc.) penetra en el campo eléctrico que hay entre las placas sensor, varía el dieléctrico, variando consecuentemente el valor de capacitancia.
Sensor de humedad
El principio de funcionamiento de esta aplicación es similar a la anterior. En esta ocasión el dieléctrico, por ejemplo el aire, cambia su permitividad con respecto a la humedad del ambiente.
Detección de posición
Esta aplicación es básicamente un condensador variable, en el cual una de las placas es móvil, pudiendo de esta manera tener mayor o menor superficie efectiva entre las dos placas, variando también el valor de la capacitancia, y también puede ser usado en industrias químicas. pero como sabemos este tipo de aplicación no suele ser lo correcto.
Ventajas e inconvenientes
Las ventajas de este dispositivo son algunas más que en el caso de los sensores inductivos. La primera ventaja es común para ambos, detectan sin necesidad de contacto físico, pero además esto sensor lo realiza de cualquier objeto. Además, debido a su funcionamiento tiene muy buena adaptación a los entornos industriales, adecuado para la detección de materiales polvorientos o granulados. La duración de este sensor es independiente del número de maniobras que realice y soporta bien las cadencias de funcionamiento elevados.
Entre los inconvenientes se encuentra el alcance, dependiendo del diámetro del sensor, puede alcanzar hasta los 60mm, igual que la modalidad inductiva. Otro inconveniente es que depende de la masa a detectar, si quiero realizar una detección de cualquier tipo de objeto este sensor no nos sirve, puesto que depende de la constante eléctrica. Esta desventaja viene encadenada con la puesta en servicio, antes de colocar el sensor lo tenemos que instalar; los detectores cuentan con un potenciómetro de ajuste que permite ajustar la sensibilidad. Según la aplicación será necesario adaptar el ajuste, por ejemplo para materiales de constante dieléctrica (er) débil como el papel, cartón o vidrio, en caso de tener una er fuerte tenemos que reducir la sensibilidad, con objetos del tipo metales o líquidos.
Normativa
La normativa a la que se ajustan los sensores capacitivos es la misma que los sensores inductivos.
Las normas referentes a los tipos o grados de protección son:
NEMA
- TIPO 1: Propósito general. Envolvente destinada a prevenir de contactos accidentales con los aparatos.
- TIPO 2: Hermético a gotas. Previene contra contactos accidentales que pueden producirse por condensación de gotas o salpicaduras.
- TIPO 3: Resistencia a la intemperie. Para instalación en el exterior.
- TIPO 3R: Hermético a la lluvia.
- TIPO 4: Hermético al agua. Protege contra chorro de agua.
- TIPO 5: Hermético al polvo.
- TIPO 6: Sumergible en condiciones especificadas de presión y tiempo.
- TIPO 7: Para emplazamientos peligrosos Clase I. El circuito de ruptura de corriente actúa al aire.
- TIPO 8: Para emplazamientos peligrosos Clase I. Los aparatos están sumergidos en aceite.
- TIPO 9: Para emplazamientos peligroso Clase II y funcionamiento intermitente.
- TIPO 10: A prueba de explosión.
- TIPO 11: Resistente a ácidos o gases.
- TIPO 12: Protección contra polvo, hilos, fibras, hojas, rebose de aceite sobrante o refrigerante.
- TIPO 13: Protección contra polvo. Protege de contactos accidentales y de que su operación normal no se interfiera por la entrada de polvo
DIN
La norma DIN 40 050 establece la grado de protección IP; éste se compone de dos dígitos:
- El primero indica la protección contra sólidos.
- El segundo indica la protección contra el agua.
Transductores
La medición en este tipo de sensores se suele hacer mediante una señal variable, típicamente sinusoidal, que es modulada con la variación de la capacidad del sensor para luego obtener su valor eficaz.
