Dal condensatore al sensore capacitivo: fatti interessanti su una tecnologia collaudata
La storia dei sensori capacitivi inizia già nel 1745, quando il decano della cattedrale Ewald Jürgen Georg von Kleist e, un anno dopo, lo scienziato naturale Pieter van Musschenbroek sperimentarono in modo indipendente la disposizione di parti di vetro e metallo, subendo lievi scosse elettriche. Questa scoperta è oggi nota come bottiglia di Kleist o di Leida e rappresenta il primo condensatore della storia moderna. Negli anni successivi, questo condensatore è stato continuamente sviluppato e ha portato a un flusso costante di nuove applicazioni, anche nella tecnologia dei sensori, dove è meglio conosciuto come sensori capacitivi.
Questi sensori sono, in una certa misura, condensatori con design speciali che consentono di mantenere la capacità variabile e di valutarla tramite un circuito elettronico. Questa variabilità può essere ottenuta, ad esempio, muovendo le piastre del condensatore. Se la distanza tra le piastre aumenta a causa di una forza meccanica, la capacità del condensatore diminuisce. Se un lato del condensatore è costituito da una membrana, è possibile determinare, ad esempio, la pressione dell'acqua. Se il sensore è immerso in un lago, la pressione idrostatica può essere utilizzata per determinare il livello di riempimento.
L'isolante tra le piastre del condensatore offre un altro modo per influenzare la capacità. Ciò è possibile, ad esempio, con i condensatori cilindrici, in cui un'asta rappresenta una piastra del condensatore e un tubo posto sopra di essa rappresenta l'altra. Se l'aria nel tubo viene spostata da un altro mezzo con una maggiore permittività εᵣ, la capacità cambia anche in questo caso e può essere convertita, ad esempio, in una distanza.
Questi metodi sono utilizzati nei nostri sensori di pressione, livello e livello, che possono essere trovati rapidamente utilizzando il nostro selettore di prodotti. Le piastre del condensatore non devono necessariamente correre in parallelo o essere rivolte l'una verso l'altra. Un condensatore con piastre aperte o sovrapposte può essere inteso come aperto ed è la base dei nostri interruttori di prossimità capacitivi, i classici assoluti di questa famiglia di sensori. Anche in questo caso, l'isolante è solitamente costituito da aria nella posizione iniziale. Se questo viene spostato da un altro mezzo, la permittività relativa nell'area di rilevamento del sensore cambia, innescando un'operazione di commutazione.
I campi elettrici possono sempre propagarsi. Il vuoto ε0 serve quindi come punto di riferimento per la permittività relativa εᵣ. In pratica, i sensori rilevano qualsiasi materiale con una permittività relativa >1,5. Più alto è questo valore, maggiore sarà la distanza di commutazione. La possibilità di impostare il valore di soglia dei sensori amplia ulteriormente la gamma di applicazioni. Ad esempio, i livelli di riempimento possono essere rilevati attraverso una parete di plastica o di vetro se la permittività del mezzo supera di circa cinque volte quella della parete.
Poiché gli interruttori di prossimità di questa famiglia di sensori sono sempre stati fedeli compagni nel nostro portafoglio, abbiamo deciso di offrire una serie speciale per mantenere un buon equilibrio tra requisiti e prezzo. I sensori sono disponibili in una custodia cilindrica filettata per il montaggio a filo con i seguenti codici articolo.
Codice articolo Dimensione filettatura Versione
KA080170 M8 Distanza di commutazione 2 mm
KA120120 M12 Distanza di commutazione 6 mm
KA180120 M18 Distanza di commutazione 12 mm
KA300120 M30 Distanza di commutazione 25 mm
