Kapazitive Sensoren. Elektrosensible Spürnasen. KD/KL 18 ab Seite 620. KD/KL 06 ab Seite 614. KD/KL 12 ab Seite 618. KD/KL 08 ab Seite 616

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1 Kapazitive Sensoren Elektrosensible Spürnasen KD/KL 06 ab Seite 64 KD/KL 08 ab Seite 66 KD/KL 2 ab Seite 68 KD/KL 8 ab Seite 620 KD/KL 30 ab Seite 622 Kleinste Bauform (ø 6,5 mm) mit robustem Edelstahlgehäuse Schaltabstand 0,,5 mm () bzw. 0, 3 mm () Geeignet für die Objekterkennung und Füllstandsmessung bei beengten Einbauverhältnissen Kompakte Bauform im Edelstahlgehäuse Einfache Montage dank durchgängigem M8-Gewinde Schaltabstand 0,,5 mm () bzw. 0, 3 mm () mit durchgängigem M2-Gewinde Schaltabstand 4 mm () bzw. 8 mm () Erhöhter Schaltabstand () bzw. 2 5 mm () Geeignet für Messungen durch Wandungen und Füllstandsmessungen Hoher Schaltabstand 20 mm () bzw. 30 mm () Geeignet für Messungen durch Wandungen und für Messungen mit erforderlichem Abstand zum Erfassungsobjekt Kapazitive Sensoren eignen sich für die Erkennung metallischer und nichtmetallischer Objekte beliebiger Art. Selbst hochtransparente Gläser oder Flüssigkeiten lassen sich mit einem kapazitiven Sensor sicher erkennen. Funktions relevant ist lediglich die dielektrische Leitfähigkeit der zu detektierenden Materialien: Je größer die Dielektrizitätskonstante eines Materials ist, umso höher sind die möglichen Schaltabstände bzw. umso sicherer ist die Detektion. Da viele Flüssigkeiten vergleichsweise hohe Dielektrizitätskonstan ten aufweisen, gehört die Füllstandmessung zu den klassischen Anwendungen kapazitiver Sensoren. Auch eine Messung von außer halb des Behälters ist unter bestimmten Umständen möglich, da kapazitive Sensoren gleichsam durch die Wand sehen können. Darüber hinaus werden sie auch zur Detektion fester Materialien wie Holz, Papier und Kunststoffen eingesetzt. Aufgrund ihrer weitgehenden Unempfindlichkeit gegen Störeinflüsse aller Art sind sie in den unterschiedlichsten Industriebranchen anzutreffen. SensoPart bietet eine breite Auswahl von kapazitiven Sensoren in zylindrischer Bauform für alle Einsatzbereiche an. TYPISCH SENSOPART Schaltabstände von 0, bis 30 mm in zylindrischer Bauform (6,5 bis 30 mm) Einfache Montage dank gängiger Zylinderbauform Einfache Verschiedene Ausführungen für e und e Montage Schaltausgang oder N.O. oder N.C. Kapazitive Sensoren Produktübersicht Einbauweise Einstellung Schaltabstand Besonderheit Seite KD / KL 06 / Potentiometer 0,,5 / 0, 3 mm 64 KD / KL 08 / Potentiometer 0,,5 / 0, 3 mm 66 KD / KL 2 / Potentiometer 4 / 8 mm 68 KD / KL 8 / Potentiometer 2 8 / 2 5 mm hoher Schaltabstand 620 KD / KL 30 / Potentiometer 20 / 30 mm hoher Schaltabstand

2 Kapazitive Sensoren Systembeschreibung Funktionsweise Der berührungslos wirkende kapazitive Sensor wandelt eine pro duktionstechnisch interessante Größe (Distanz oder Füllstand) in ein weiterverwertbares Signal um. Die Funktion beruht auf der Änderung des elektrischen Feldes in der Umgebung seiner aktiven Zone. Der Sensor besteht in seinem Grundaufbau aus einem RC-Oszillator als Aufnehmer, einem Demodulator und einer Ausgangsstufe. Die Annäherung von Metallen oder Nichtmetallen in die aktive Zone des kapazitiven Sensors bewirkt eine Kapazitätsänderung, wodurch der RC-Oszillator zu schwingen beginnt. Dies bewirkt, dass die dem Oszillator nachgeschaltete Triggerstufe kippt und der Schaltverstärker seinen Ausgangszustand ändert. Die Schaltfunktion am Ausgang ist je nach Gerätetyp Schließer, Öffner oder Wechsler. Einbau Bündige Version Sensoren mit einem geradlinigen elektrischen Feld. Diese Geräte tasten Festkörper (z.b. Wafer, Bauteile, Leiterplatten, Hybride, Kartonagen, Papierstapel, Flaschen, Kunststoffblöcke und -platten) auf Distanz oder Flüssigkeiten durch eine Trennwand aus Glas oder Kunststoff (Dicke max. 4 mm) ab. Nicht e Version Sensoren mit einem kugelförmigen elektrischen Feld. Diese Geräte sollen mit ihrer aktiven Fläche das aktive abzutastende Produkt (z. B. Granulat, Sand, Öl oder Wasser) berühren. Größenkorrekturfaktor Für nicht plane und bezüglich der aktiven Fläche kleinere Ob jekte erhält man die folgenden Schaltabstände in Ab hängig keit von der normierten Oberfläche F/F0 mit F0 = Sensorstirnfläche (aktive Fläche) und F = Stirnfläche des abzu tas ten den Objektes. A B Die Angaben beziehen sich auf e Sen soren und als + lange, - dünne Stäbe ausgebildete Objekte. Normierte Objektfläche Schaltabstand S in % +A -B ø Objekt F in mm 2 in mm, , , , , ,5 0, ,8 0,5 82, ,6 0,05 67, ,4 0,03 57, ,6 Tabelle C a C b S in mm Anwendungen Die kapazitiven Näherungsschalter eignen sich zur Steuerung und Überwachung von Maschinenprozessen und als Signalgeber für Zählaufgaben, wo Metalle und Nichtmetalle zur Verfügung stehen, ebenso zur Füllstandsmeldung in Behältern und durch Behälterwandungen hindurch, wo flüssige, pulverisierte oder körnige Stoffe zu erfassen sind. Beeinflussungsarten Metallischer Leiter +A -B Dielektrikum +A -B A + A + C a C a C b C b B - B - Fig. Fig. 2 +A -B Kapazitive Sensoren werden sowohl von leitenden als auch von nichtleitenden Objekten betätigt. Objekte aus leitfähigen Stoffen bilden zur aktiven Fläche des Sensors eine eigene Gegenelektrode. Diese bildet mit den Elektrodenflächen A und B zwei Kapazitäten, C A und C B, die in Reihe geschaltet sind (Fig. ). Die Kapazität dieser Reihenschaltung ist stets größer als die Kapazität der unbedeckten Elektrode A und B. Metalle erreichen aufgrund ihres sehr hohen Leitwerts die größ ten Schaltabstände. Reduktionsfaktoren für unterschiedli che Metalle wie bei induktiven Sensoren sind zu berücksichtigen. Betätigung durch Objekte aus nichtleitenden Stoffen (Isolato ren): Bringt man einen Isolator zwischen die Elektroden eines Kondensators, so erhöht sich die Kapazität in Abhängigkeit von der Dielektrizitätskonstante ε (Fig. 2) des Isolators. Die Dielektrizitätskonstante ist für alle festen und flüssigen Stoffe größer als für Luft (ε Luft = ; siehe Tabelle 2). In gleicher Weise wirken Objekte aus nichtleitenden Stoffen auf die aktive Fläche eines kapazitiven Sensors, die Koppelkapazität wird erhöht. Stoffe mit großer Dielektrizitätskonstante erzielen hohe Schaltabstände. Beim Abtasten organischer Materia lien (Holz, Getreide, etc.) ist zu beachten, dass der erzielbare Schaltabstand sehr stark von ihrem Wassergehalt beeinflusst wird (ε Wasser = 80!). A + C a C b B

3 Kapazitive Sensoren Systembeschreibung Einfluss der Umgebungsbedingungen Schaltabstand und Dielektrizitätskonstante Der Schaltabstand (S r ) ist von der Dielektrizitätskonstanten (ε r ) des Erfassungsobjektes abhängig. Bei metallischen Objekten wird der maximale Schalt abstand (00 %) erreicht, bei anderen Materialien reduziert er sich in Abhängigkeit von der Dielektrizitätskonstanten des Erfassungsobjekts. In der untenstehenden Tabelle 2 sind die Dielektrizitätskonstanten einiger wichtiger Stoffe aufgeführt. Aufgrund der hohen Dielektrizitätszahl von Wasser ergeben sich bei Holz relativ große Schwankungen. Feuchtes Holz wird demnach von kapazitiven Sensoren erheblich besser erfasst als trockenes. Dielektrizitätskon stanten (ε r ) verschiedener Stoffe Luft, Vakuum Plexiglas 3,2 Teflon 2 Araldit 3,6 Holz 2 7 Bakelit 3,6 Paraffin 2,2 Quarzglas 3,7 Petroleum 2,2 Hartgummi 4 Terpentinöl 2,2 Ölpapier 4 Trafoöl 2,2 Preßspan 4 Papier 2,3 Porzellan 4,4 Polyäthylen 2,3 Hartpapier 4,5 Polypropylen 2,3 Quarzsand 4,5 Kabelvergussmasse 2,5 Glas 5 Weichgummi 2,5 Polyamid 5 Silikongummi 2,8 Glimmer 6 3 Polyvinylchlorid 2,9 Marmor 8 Polystyrol 3 Alkohol 25,8 Zelluloid 3 Wasser 80 Tabelle

4 KD/KL 06 Kleine Bauform Wahlweise N.O. oder N.C. Varianten Wahlweise e oder e Ausführungen Steckeranschluss () Steckeranschluss () Schaltabstand () Schaltabstand () Temperaturdrift 0,,5 mm 0, 3 mm 5 % 2 % 5 % / C [-5 55 C] max. Schaltabstand Anschluss 3-polig 2 BK Betriebsspannung Schaltfrequenz f (ti/tp :) 30 V DC 0 ma 50 ma / N.O. / N.C. 00 Hz Material Frontfläche Ø 6,5 x 54 mm IP 65 Edelstahl V2A C ,,5 mm 0,,5 mm 0,,5 mm 0,,5 mm 0, 3 mm 0, 3 mm 0, 3 mm 0, 3 mm KD 06 B-PSM3 KD 06 B-POM3 KD 06 B-NSM3 KD 06 B-NOM3 KL 06 NB-PSM3 KL 06 NB-POM3 KL 06 NB-NSM3 KL 06 NB-NOM Stand 06/202; Änderungen vorbehalten; Abbildungen ähnlich Stand 06/202; Änderungen vorbehalten; Abbildungen ähnlich 65

5 KD/KL 08 Ideal geeignet für Füllstandsmessungen Wahlweise N.O. oder N.C. Varianten Wahlweise e oder e Ausführungen Steckeranschluss () Steckeranschluss () Schaltabstand () Schaltabstand () Temperaturdrift 0,,5 mm 0, 3 mm 5 % 2 % 5 % / C [-5 55 C] max. Schaltabstand Anschluss 3-polig 2 BK Betriebsspannung Schaltfrequenz f (ti/tp :) 30 V DC 0 ma 50 ma / N.O. / N.C. 00 Hz Material Frontfläche M8 x 54 mm IP 65 Edelstahl V2A C ,,5 mm 0,,5 mm 0,,5 mm 0, 3 mm 0, 3 mm 0, 3 mm 0, 3 mm KD 08 B-PSM3 KD 08 B-POM3 KD 08 B-NSM3 KL 08 NB-PSM3 KL 08 NB-POM3 KL 08 NB-NSM3 KL 08 NB-NOM Stand 06/202; Änderungen vorbehalten; Abbildungen ähnlich Stand 06/202; Änderungen vorbehalten; Abbildungen ähnlich 67

6 KD/KL 2 Ideal geeignet für Füllstandsmessungen Wahlweise N.O. oder N.C. Varianten Wahlweise e oder e Ausführungen Steckeranschluss () Steckeranschluss () Schaltabstand () Schaltabstand () Temperaturdrift () Temperaturdrift () 4 mm 8 mm 5 % 2 % 20 % / C [-5 55 C] 5 % / C [-5 55 C] max. Schaltabstand Anschluss 4-polig 2 4 BK Betriebsspannung Schaltfrequenz f (ti/tp :) 2 35 V DC 0 ma 200 ma / N.O. / N.C. 00 Hz Material Frontfläche M2 x 60 mm IP 65 Edelstahl VA C mm 4 mm 4 mm 4 mm 8 mm 8 mm 8 mm 8 mm KD 2 B-PSL4 KD 2 B-POL4 KD 2 B-NSL4 KD 2 B-NOL4 KL 2 NB-PSL4 KL 2 NB-POL4 KL 2 NB-NSL4 KL 2 NB-NOL Stand 06/202; Änderungen vorbehalten; Abbildungen ähnlich Stand 06/202; Änderungen vorbehalten; Abbildungen ähnlich 69

7 KD/KL 8 Ideal geeignet für Füllstandsmessungen Wahlweise N.O. oder N.C. Varianten Wahlweise e oder e Ausführungen Steckeranschluss () Steckeranschluss () Schaltabstand () Schaltabstand () Temperaturdrift 2 5 mm 5 % 2 % 5 % / C [-5 55 C] max. Schaltabstand Anschluss 4-polig 2 Betriebsspannung Schaltfrequenz f (ti/tp :) 0 35 V DC 0 ma 300 ma / N.O. / N.C. 00 Hz Material Frontfläche () Material Frontfläche () M8 x 75mm IP 67 Edelstahl VA PBT C 4 BK mm 2 5 mm 2 5 mm 2 5 mm KD 8 B-PSL4 KD 8 B-POL4 KD 8 B-NSL4 KD 8 B-NOL4 KL 8 NB-PSL4 KL 8 NB-POL4 KL 8 NB-NSL4 KL 8 NB-NOL Stand 06/202; Änderungen vorbehalten; Abbildungen ähnlich Stand 06/202; Änderungen vorbehalten; Abbildungen ähnlich 62

8 KD/KL 30 Steckeranschluss () Steckeranschluss () N.O. / N.C. umschaltbar Schaltabstandseinstellung Hoher Schaltabstand S/Ö (N.O./N.C.) Poti S S S/Ö (N.O./N.C.) Poti S S LED LED LED LED / / Schaltabstand () Schaltabstand () Temperaturdrift () Temperaturdrift () 20 mm 30 mm 5 % 5 % 0 % / C [-5 55 C] 5 % / C [-5 55 C] Anzeige LED grün Einstellmöglichkeiten Betriebsspannungsanzeige N.O. / N.C. max. Schaltabstand und N.O. Anschluss 4-polig 2 4 BK Betriebsspannung Schaltfrequenz f (ti/tp :) 0 35 V DC 5 ma 300 ma / N.O. / N.C. 00 Hz Material Frontfläche () Material Frontfläche () M30 x 87 mm IP 64 Edelstahl VA PBT C mm 20 mm 30 mm 30 mm KD 30 B-PSOL4 KD 30 B-NSOL4 KL 30 NB-PSOL4 KL 30 NB-NSOL Stand 06/202; Änderungen vorbehalten; Abbildungen ähnlich Stand 06/202; Änderungen vorbehalten; Abbildungen ähnlich 623

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