Kurz erklärt
Ein kapazitiver Sensor erkennt berührungslos Objekte und Füllstände, indem er die Änderung eines elektrischen Feldes zwischen seinen Elektroden auswertet.
Inhalt
Was ist Kapazitiver Sensor?
Ein kapazitiver Sensor bildet mit seiner aktiven Fläche einen offenen Kondensator. Gelangt ein Objekt in das Streufeld, ändert sich die Kapazität, weil das Material eine andere Dielektrizitätszahl als Luft hat. Damit erkennt er nicht nur Metall, sondern auch Kunststoff, Glas, Holz, Pulver, Granulat und Flüssigkeiten. Häufige Anwendungen sind Füllstandsabfragen an Behältern oder Silos und die Anwesenheitskontrolle nichtmetallischer Teile.
Kenngrößen sind Schaltabstand, Bauform, Einbauart, Ausgangsart (PNP, NPN, Öffner, Schließer), Versorgungsspannung, Schutzart und Temperaturbereich. Die Empfindlichkeit ist bei vielen Geräten per Potentiometer oder Teach-in einstellbar. Der tatsächliche Schaltabstand hängt stark vom Material ab; Stoffe mit niedriger Dielektrizitätszahl werden erst in kürzerer Distanz erkannt. Für Flüssigkeiten gibt es Bauformen mit medienbeständigem Gehäuse, die direkt in einen Behälter eingeschraubt werden.
Fehlschaltungen entstehen oft durch Anhaftungen, Feuchtigkeit oder Kondensat an der Sensorfläche sowie durch eine nicht nachgeführte Empfindlichkeit. Nach einem Austausch muss die Einstellung meist neu vorgenommen werden. Moderne Geräte kompensieren leichte Anhaftungen teilweise selbst, ersetzen aber keine regelmäßige Reinigung der aktiven Fläche.
Praxis in Instandhaltung und Beschaffung
Neben Herstellerteilenummer, Bauform, Ausgangsart und Spannung sollte angegeben werden, welches Medium erfasst wird und ob der Sensor durch eine Behälterwand hindurch misst. Notieren Sie die eingestellte Empfindlichkeit, damit das Ersatzgerät schnell wieder abgeglichen werden kann.
Synonyme und Abkürzungen: Kapazitiver Näherungsschalter · Capacitive Sensor · Kapazitiver Füllstandssensor · Näherungssensor
Häufige Fragen
Welche Materialien erkennt ein kapazitiver Sensor?
Kapazitive Sensoren erkennen nahezu alle Stoffe, deren Dielektrizitätszahl sich von Luft unterscheidet, also Metalle, Kunststoffe, Glas, Holz, Papier, Schüttgüter und Flüssigkeiten. Je höher die Dielektrizitätszahl, desto größer ist der erreichbare Schaltabstand. Wasserhaltige Medien werden daher meist zuverlässiger erkannt als trockene Kunststoffgranulate.
Kann ein kapazitiver Sensor durch eine Behälterwand messen?
Ja, wenn die Wand aus einem nichtleitenden Material wie Kunststoff oder Glas besteht und nicht zu dick ist. Der Sensor erkennt dann das Medium hinter der Wand, etwa zur Füllstandsabfrage. Die Empfindlichkeit muss so eingestellt werden, dass die Wand selbst nicht als Objekt erkannt wird.
Welche Angaben braucht man für einen Ersatz-Kapazitivsensor?
Benötigt werden Herstellerteilenummer, Bauform und Größe, Schaltabstand, Einbauart, Ausgangsart, Öffner- oder Schließerfunktion, Versorgungsspannung, Steckertyp, Schutzart und Temperaturbereich. Hilfreich ist zudem die Angabe des erfassten Mediums und ob der Sensor in Kontakt mit dem Produkt kommt, etwa in Lebensmittelanwendungen.