Sensores capacitivos

Sensores capacitivos
Introducción
Los sensores capacitivos pueden detectar materiales
conductores y no conductores, en forma líquida o
sólida. Existen distintas aplicaciones, incluso control de
niveles en depósitos, también para detectar el
contenido de contenedores, o en máquinas
empaquetadoras. Otras aplicaciones incluyen el
posicionado y contaje de materiales en sistemas de
transportey almacenaje, por ejemplo cintas
transportadoras y mecanismos de guía.
Materiales típicos que pueden ser detectados:
Sólidos:
Madera, cerámica, vidrio, apilamientos de papel,
plástico, piedra, goma, hielo, materiales no férricos, y
materias vegetales.
Líquidos:
Agua, aceite, adhesivo y pinturas.
Granulados:
Granulados plásticos, semillas, alimentos, y sal.
Polvos:
Tintas, polvo dejabón, arena, cemento, fertilizantes,
azúcar, harina y café.
Especificaciones técnicas
La función del detector capacitivo consiste en señalar
un cambio de estado, basado en la variación del
estímulo de un campo eléctrico. Los sensores
capacitivos detectan objetos metálicos, o no metálicos,
midiendo el cambio en la capacitancia, la cual depende
de la constante dieléctrica del material adetectar, su
masa, tamaño, y distancia hasta la superficie sensible
del detector.
Los detectores capacitivos están construidos en base a
un oscilador RC. Debido a la influencia del objeto a
detectar, y del cambio de capacitancia, la amplificación
se incrementa haciendo entrar en oscilación el
oscilador. El punto exacto de ésta función puede
regularse mediante un potenciómetro, el cual controlala realimentación del oscilador. La distancia de
actuación en determinados materiales, pueden por
ello, regularse mediante el potenciómetro. La señal de
salida del oscilador alimenta otro amplificador, el cual a
su vez, pasa la señal a la etapa de salida.
Cuando un objeto conductor se acerca a la cara activa
del detector, el objeto actúa como un condensador. El
cambio de la capacitancia essignificativo durante una
larga distancia. Si se aproxima un objeto no conductor,
(>1) solamente se produce un cambio pequeño en la
constante dieléctrica, y el incremento en su
capacitancia es muy pequeño comparado con los
materiales conductores. Hay que tomar nota de los
factores de corrección, al comparar las distintas
distancias de detección.
Factores de corrección
Acero u otros metalesconectados a tierra 1.00
Superficie del agua 1.00
Acero 150 x 150 x 1 mm no conectados a tierra 0.85
Mármol 150 x 150 x 12,5 mm 0.65
Vidrio 150 x 150 x 7,5 mm 0.65
Pila de papel (500 hojas) 0.55
Conglomerado de maderas 150 x 150 x 16 mm 0.45
Baldosa cerámica 150 x 150 x 6 mm 0.25
PVC 150 x 150 x 4 mm 0.15
Los factores dados, son valores aproximados, y los
alcances de sensibilidad vieneninfluenciados por
condiciones individuales del objeto, y del ambiente en
el que se encuentra situado el sensor. En todas las
aplicaciones, resulta importante tener en cuenta la
influencia de la humedad envolvente al detector y al
objeto. Un elevado grado de humedad en madera o en
papel, por ejemplo, incrementa la distancia de
detección.
Se encuentran disponibles detectores capacitivospara:
- Montajes enrasados o apantallados.
- Montajes no enrasados o no apantallados
Hay que procurar una zona libre alrededor de la zona
sensitiva de los detectores no enrasables, a fin de
evitar la influencia del material que puede afectar el
sensor. Gracias al control de sensibilidad, se pueden
montar detectores no enrasables en áreas donde la
“zona libre” queda restringida. Estos sensoresson
menos sensibles a la suciedad o humedad en la
atmósfera, comparados con los sensores enrasables.
Los sensores enrasables tienen un electrodo de
pantalla incorporado, el cual va conectado a tierra.
Cuando ambos electrodos están muy cercanos, son
particularmente eficientes en la detección de diferentes
dieléctricos. Sin embargo, con esto resultan más
propensos a detectar suciedad o...