Capacitieve sensoren

Capacitieve sensoren voor industriële detectie

Een capacitieve sensor wordt gebruikt voor het contactloos detecteren van materialen en producten. Waar een inductieve sensor voornamelijk geschikt is voor metalen objecten, kan een capacitieve sensor ook reageren op niet-metalen materialen zoals kunststof, glas, hout, papier, vloeistoffen, poeders en granulaten.

Dit maakt capacitieve sensoren bijzonder geschikt voor toepassingen waarbij niet alleen de aanwezigheid van een object, maar bijvoorbeeld ook een vulniveau, materiaaltoevoer of productaanwezigheid moet worden gecontroleerd.

Ze worden onder andere toegepast in:

• machinebouw
• verpakkingsmachines
• tanks en reservoirs
• silo's en voorraadbakken
• voedselverwerking
• logistieke installaties
• procesinstallaties
• productie- en assemblagelijnen

Hoe werkt een capacitieve sensor?

Een capacitieve sensor creëert aan de actieve zijde een elektrisch veld. Wanneer een object of materiaal het detectiegebied nadert, verandert de capaciteit in dit veld. De elektronica in de sensor registreert deze verandering en schakelt vervolgens de uitgang.

Doordat verschillende materialen invloed hebben op het elektrische veld kan een capacitieve sensor zowel metalen als niet-metalen materialen detecteren.

Het uitgangssignaal kan vervolgens worden verwerkt door bijvoorbeeld een PLC, I/O-module, relais of machinebesturing.

Capacitieve sensoren zijn hierdoor interessant wanneer een standaard inductieve sensor niet kan worden gebruikt, bijvoorbeeld bij detectie van:

• kunststof onderdelen
• glazen producten
• karton en papier
• vloeistoffen
• poeders
• korrels en granulaten
• hout en andere niet-metalen materialen

Capacitieve sensor voor niveaudetectie

Een van de meest voorkomende toepassingen is capacitieve niveaudetectie. Hierbij controleert de sensor of een vloeistof, poeder of granulaat een bepaald niveau heeft bereikt in bijvoorbeeld een tank, silo, trechter of voorraadbak.

Dit kan worden gebruikt voor zowel minimaal- als maximaalniveaubewaking.

Voorbeelden zijn:

• controleren of een tank voldoende vloeistof bevat
• signaleren wanneer een reservoir vol is
• bewaken van poeder in een silo
• detecteren van granulaat in een voorraadbak
• productaanvoer controleren in een verpakkingsmachine
• materiaaltekort signaleren in een productieproces

De juiste uitvoering hangt sterk af van het materiaal, de montage en de omgeving waarin de sensor wordt toegepast.

Vloeistof detecteren met een capacitieve sensor

Capacitieve sensoren worden veel gebruikt voor het detecteren van vloeistoffen. Afhankelijk van de toepassing kan de sensor direct bij het medium worden gemonteerd, maar detectie kan in sommige situaties ook plaatsvinden door een niet-metalen wand.

Dit kan interessant zijn bij kunststof reservoirs, leidingen of tanks waarbij direct contact tussen sensor en vloeistof ongewenst is.

Bij vloeistofdetectie moet rekening worden gehouden met onder andere:

• type vloeistof
• materiaal van de tank
• wanddikte
• montagepositie
• gewenste detectieafstand
• gevoeligheidsinstelling
• vocht en condens
• productresten rondom de sensor

Voor betrouwbare detectie is het daarom belangrijk de sensor niet alleen op basis van de nominale detectieafstand te selecteren.

Poeder en granulaat detecteren

Ook voor poeder- en granulaatdetectie is het capacitieve meetprincipe geschikt. Dit wordt bijvoorbeeld toegepast bij kunststofgranulaat, grondstoffen, verpakkingsmateriaal en andere droge bulkproducten.

De sensor kan worden gebruikt voor:

• niveaubewaking
• materiaaltekortdetectie
• overvulbeveiliging
• controle van productaanvoer
• aanwezigheidsdetectie in een trechter
• materiaalbewaking in een silo of voorraadbak

Vooral bij sterk wisselende materialen of omstandigheden is het belangrijk dat gevoeligheid en montage goed op de toepassing worden afgestemd.

Detectie door kunststof of glas

Een interessant voordeel van capacitieve detectie is dat materiaal in bepaalde toepassingen door een kunststof of glazen wand kan worden waargenomen.

Hierdoor kan een sensor bijvoorbeeld aan de buitenzijde van een kunststof tank worden gemonteerd om de aanwezigheid van vloeistof aan de binnenzijde te detecteren.

Dit voorkomt direct contact tussen de sensor en het product.

Of detectie door een wand mogelijk is, hangt onder andere af van:

• het materiaal van de wand
• de wanddikte
• het te detecteren product
• de gevoeligheid van de sensor
• de afstand tussen sensor en materiaal
• omgevingsinvloeden

Voor dit soort toepassingen adviseren wij de sensor altijd te selecteren op basis van de daadwerkelijke situatie.

Waar moet u op letten bij het kiezen van een capacitieve sensor?

De juiste capacitieve sensor kiezen begint bij het materiaal dat moet worden gedetecteerd. Daarnaast spelen elektrische, mechanische en omgevingsfactoren een belangrijke rol.

PNP, NPN, NO of NC?

Bij het selecteren of vervangen van een capacitieve sensor is ook het uitgangstype belangrijk.

Veel industriële sensoren zijn uitgevoerd met een PNP- of NPN-uitgang en kunnen daarnaast een NO- of NC-schakelfunctie hebben.

Bij vervanging moet deze uitvoering aansluiten op de bestaande PLC of besturing. Een sensor die mechanisch dezelfde afmetingen heeft en dezelfde detectieafstand biedt, is daarom niet automatisch een geschikte vervanger.

Controleer altijd:

• PNP of NPN
• NO of NC
• voedingsspanning
• aantal aansluitdraden
• kabel of connector
• pinbezetting
• aansluiting op PLC of I/O

Capacitieve sensor vervangen

Moet een bestaande capacitieve sensor worden vervangen omdat deze defect, verouderd of niet meer leverbaar is? Dan zoeken we bij Indusen niet alleen naar hetzelfde typenummer, maar kunnen we ook kijken naar een technisch gelijkwaardig alternatief.

Bij een vervanging controleren we onder andere:

• bouwvorm en afmetingen
• montagewijze
• detectieafstand
• te detecteren materiaal
• PNP- of NPN-uitgang
• NO- of NC-schakelfunctie
• voedingsspanning
• aansluiting en connector
• gevoeligheidsinstelling
• beschermingsklasse
• temperatuurbereik
• omgevingscondities

Bij niveaudetectie kijken we daarnaast naar het medium, de wanddikte en de positie van de sensor.

Heeft u alleen het bestaande typenummer of een foto? Stuur deze dan mee. Op basis daarvan kunnen we zoeken naar een technisch én economisch passend sensoralternatief.

Capacitieve of inductieve sensor?

Het verschil tussen een capacitieve en inductieve sensor zit voornamelijk in het detectieprincipe en het materiaal dat kan worden waargenomen.

Een inductieve sensor is vooral bedoeld voor het betrouwbaar detecteren van metalen objecten. Wanneer uitsluitend staal, aluminium of andere metalen onderdelen moeten worden gedetecteerd, is inductieve detectie daarom vaak de meest logische keuze.

Een capacitieve sensor kan daarnaast ook niet-metalen materialen detecteren en is daardoor geschikter voor bijvoorbeeld:

• kunststof
• glas
• papier
• karton
• hout
• vloeistoffen
• poeders
• granulaten

Welk principe het beste past, hangt af van het object, de gewenste afstand en de omstandigheden rondom de sensor.

Capacitieve, optische of ultrasone sensor?

Een capacitieve sensor is niet voor iedere detectietaak de beste oplossing.

Voor grotere detectieafstanden of toepassingen waarbij contactloze objectdetectie op grotere afstand nodig is, kan een optische sensor of laser sensor beter geschikt zijn.

Voor contactloze detectie van objecten en vloeistoffen op grotere afstand kan een ultrasone sensor een alternatief zijn.

Wanneer niet alleen aanwezigheid maar een nauwkeurige afstand of positie moet worden gemeten, kunt u beter kijken naar onze industriële meetsensoren en laserafstandssensoren.

De toepassing bepaalt dus welk detectieprincipe technisch het beste past.

Toepassingen van capacitieve sensoren

Capacitieve sensoren worden onder andere ingezet voor:

• niveaudetectie van vloeistoffen
• vloeistofdetectie door een kunststof wand
• niveaubewaking in tanks
• vulniveaucontrole in reservoirs
• detectie van poeders
• detectie van granulaten
• bewaking van materiaal in silo's
• aanwezigheidsdetectie van kunststof onderdelen
• detectie van glas
• papier- en kartondetectie
• productaanvoer in verpakkingsmachines
• materiaalcontrole in productielijnen
• controle van trechters en voorraadbakken

Capacitieve sensoren voor machinebouw

Binnen de machinebouw worden capacitieve sensoren vooral gebruikt wanneer materialen moeten worden gedetecteerd die met een inductieve sensor niet betrouwbaar kunnen worden waargenomen.

Denk aan de aanwezigheid van kunststof componenten, verpakkingsmateriaal, vloeistoffen of grondstoffen.

Bij nieuwe machines kan direct worden gekeken naar de gewenste aansluiting en besturing. Bij retrofit en vervanging is juist de compatibiliteit met de bestaande installatie belangrijk.

Bekijk ook onze sensoroplossingen voor andere mogelijkheden op het gebied van industriële detectie en meting.

Capacitieve sensoren voor tanks, silo's en procesinstallaties

Voor tanks, silo's, trechters en procesinstallaties kunnen capacitieve sensoren worden gebruikt voor eenvoudige en betrouwbare aanwezigheids- of niveaudetectie.

Hierbij kan bijvoorbeeld worden gecontroleerd of:

• een tank leeg of vol is
• vloeistof een bepaald niveau heeft bereikt
• voldoende poeder aanwezig is
• granulaat beschikbaar is voor een productieproces
• een trechter opnieuw gevuld moet worden
• producttoevoer is onderbroken

Voor een betrouwbare werking moeten sensor, product en montagewijze goed op elkaar worden afgestemd.

Merken capacitieve sensoren

Indusen levert capacitieve sensoren van verschillende fabrikanten, waaronder Omron, Telemecanique Sensors, Xecro en Akusense.

Hiermee kunnen we ondersteunen bij zowel nieuwe toepassingen als bij het vervangen van bestaande capacitieve sensoren.

We kijken daarbij niet uitsluitend naar het merk, maar vooral naar de technische eigenschappen die voor de toepassing noodzakelijk zijn. Hierdoor kan in veel gevallen ook een technisch en economisch interessant alternatief worden gevonden wanneer een bestaand type niet meer leverbaar of relatief kostbaar is.

Veelgestelde vragen over capacitieve sensoren

Wat kan een capacitieve sensor detecteren?

Een capacitieve sensor kan zowel metalen als verschillende niet-metalen materialen detecteren. Voorbeelden zijn kunststof, glas, hout, papier, vloeistoffen, poeders en granulaten.

Kan een capacitieve sensor vloeistof door kunststof detecteren?

In bepaalde toepassingen kan een capacitieve sensor vloeistof door een kunststof wand detecteren. Of dit betrouwbaar mogelijk is, hangt onder andere af van de wanddikte, het materiaal, de vloeistof en de gevoeligheid van de sensor.

Wat is het verschil tussen een inductieve en capacitieve sensor?

Een inductieve sensor wordt voornamelijk gebruikt voor metalen objecten. Een capacitieve sensor kan daarnaast ook niet-metalen materialen zoals kunststof, glas, vloeistoffen, poeder en granulaat detecteren.

Kan een capacitieve sensor worden gebruikt voor niveaudetectie?

Ja. Niveaudetectie is een veelvoorkomende toepassing van capacitieve sensoren. Ze kunnen bijvoorbeeld worden ingezet voor vloeistof, poeder en granulaat in tanks, silo's, trechters en voorraadbakken.

Welke capacitieve sensor heb ik nodig?

Dat hangt af van het materiaal, de gewenste detectieafstand, montage, voedingsspanning, uitgang, aansluiting en omgevingscondities. Bij vervanging zijn ook de eigenschappen van de bestaande sensor belangrijk.

Hulp bij selectie of vervanging van een capacitieve sensor

Zoekt u een capacitieve sensor voor niveaudetectie, materiaalcontrole of aanwezigheidsdetectie? Of wilt u een bestaande capacitieve sensor vervangen?

Stuur ons bij voorkeur:

• het huidige typenummer
• een foto van de sensor en aansluiting
• het materiaal dat moet worden gedetecteerd
• de gewenste detectieafstand
• informatie over de toepassing
• beschikbare voedingsspanning
• gewenste PNP- of NPN-uitgang
• informatie over de montage en omgeving

Indusen vergelijkt de technische eigenschappen en helpt bij het selecteren van een passende oplossing.

Bekijk daarnaast onze pagina's over sensoroplossingen en retrofit & vervanging voor ondersteuning bij het selecteren of vervangen van industriële sensoren.