堡盟全新推出开关距离更大的电容式传感器

电容式传感器在液位测量技术中属于真正的全能型设备：它坚固耐用并且用途广泛，不仅适合探测金属物体，也适合探测非金属物体，既可以与介质直接接触，也可以透过（非导电材料）容器壁进行“透视”。不过遗憾的是，由于有时候测量区域过小，常规的齐平安装传感器无法圆满地完成所有测量任务。因此，传感器技术专家堡盟公司采取了相应的对策，推出了全新的CFAK系列电容式传感器。凭借其“外部接地电极”，该系列传感器的最大开关距离可以达到30毫米。坚固耐用的非齐平安装传感器有各种规格尺寸，开关距离既可固定又可调节。它们被安装在一个坚固的PBT塑料外壳内，这种外壳可直接接触油墨、矿物润滑剂、酒精和（弱）酸或碱；当然，这种新型传感器还可以作为“透视工具”来使用。除了包装、塑料和印刷制图机械以外，其典型应用领域还包括过程或实验室自动化领域以及木材加工。

图1：全新CFAK系列非齐平式传感器

　　在液位测量方面，必须根据应用条件以及需要监控的介质种类选择合适的传感器。然而，用途多样、采用无接触式工作原理的电容式传感器是过程监控方面真正的全能型选手。它们具有良好的性价比、高度的过程可靠性以及较低的维护成本。这种传感器的应用潜力非常巨大，加之其研发工作并未停止，其应用范围将会进一步扩大。最新一代电容式液位传感器的开关距离更大，可适用于到目前为止仍然较为棘手的应用领域。
　　在液位测量技术方面，电容式传感器凭借其众多优良特性表现出独特的应用优势。它们非常坚固耐用而且用途多样，既适用于探测金属物体，又适用于探测非金属物体。其有效表面通常包含两个同心排列的电极，在原理上近似一个打开的电容器。由于测量区域的电容会随被测物体的距离及其材料不同而发生变化，因此传感器能够探测到环境中的介电特性。电容式传感器的电容器形成一个散射场。它是一个谐振电路的一部分，一旦一个物体或介质进入散射场，谐振电路就开始振荡。电极将分析由此造成的电流变化，如果相应的信号足够大，则将导致输出接通。
“透视”容器壁
　　由于测量区域可以穿透非导电材料，因此电容式传感器也可以透过玻璃、塑料或厚纸板等非金属屏障进行探测。这是由于它们可以透过容器壁来探测介质，因此也适用于液体、膏体或者粒料的液位/料位监控。这在实际应用中具有以下优点：
　　传感器不一定必须与介质接触，这一点在腐蚀性介质环境下特别有意义。这样不必担心介质粘着或污染传感器，既降低了维护成本，又显著提高了过程可靠性。同时在这种安装方式下，不必担心介质受到传感器的污染。
通过外部地电位实现更大的测量区域

图2：迄今为止的齐平安装电容式传感器的测量范围有限

　　不过遗憾的是，常规的齐平安装传感器无法圆满地完成所有液位测量任务。这一点在测量范围过小的情况下尤其明显（图2）。清晰定义的地电位的优点此时可能成为缺点，因为它限制了探测区域。传感器技术专家堡盟公司采取了相应的对策，推出了全新的CFAK系列电容式传感器。由于其开关距离显著增大，因此也能够适用于到目前为止仍然较为棘手的应用领域，例如酒精或油墨等介质。与之前的型号相比，非齐平安装传感器的测量区域明显更大（图3）。它们既可以直接接触介质，也可以作为“透视工具”使用。如果想把传感器安装在容器外面，那么容器壁稍厚一些也没有关系，因为传感器4至30毫米的开关距离为用户提供了充分的余地。

　　图3：新型传感器的接地电极位于介质形体内或者传感器外部的一个接地物体内，这显著增大了传感器的探测范围。

　　新一代传感器的技术原理很容易理解：在新一代传感器的有效感应表面上只安装了测量电极（图3）。测量所需的地电位位于传感器之外，由此大大增大了探测范围。附加的屏蔽电极屏蔽了传感器的测量区域，并补偿了传感器表面的污染和残留介质所造成的影响。新一代电容式传感器的典型应用很多，因为在大多数应用中，可以找到一种可用作第二电容器板的对立体。此外，由于这种传感器的规格包括M12、M18和M30，用户在选择有效表面的大小时也有足够的余地。该种传感器的开关距离既可以固定又可以调节。它们被安装在一个坚固的PBT塑料外壳内，这种外壳可直接接触油墨、矿物润滑剂、酒精和（弱）酸或碱。
实践中的应用举例
　　为了保障油墨供应，必须对印刷机油墨容器的液位进行监测。油墨有多种颜色，有水性的，也有溶剂型的。电容式传感器承担着液位监控的任务。这种传感器即使在狭小的空间中也很容易安装；其测量精度不受颜色影响，从而确保了高度的过程可靠性；此外，由于塑料外壳具有耐溶剂性，即使直接接触介质也不必担心传感器会损坏。这种特性在辊筒印花机上也非常有用（图4）。电容式传感器适用于对墨斗进行持续监控。

图4：大型油墨槽的液位也可以通过电容式传感器进行监控

　　其他的应用领域多如牛毛：包装技术、实验室自动化等——只要是涉及液体输送或灌装的地方都能够用到它。穿透容器壁进行探测的传感技术防止了对原产品的造成污染。由于电容式传感器也有耐高温型产品，即使用于如图5中所示应用也毫无问题。其中，胶粒在进入涂胶系统进行使用前，需要在180 �C的温度下融化。料槽中的料位将通过一个M30传感器进行监测。探头的特富龙涂层能够防止胶料残留物附着。此外，由于传感器的温漂很小，即使在有温差的情况下，也可以确保最大的过程可靠性。凭借全新的传感器系列，电容式液位测量技术一定会开拓出更多其他的应用领域，例如塑料加工、过程自动化等。

图5：即使在像这台高温涂胶机这样的高温环境中，电容式传感器也适合用于液位测量。