Sensoren für die Automation

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1 Sensoren für die Automation Teilkatalog Kapazitive Sensoren ALSEN TK 9 Ausgabe 4. Klaschka Industrieelektronik Klaschka GmbH & Co. GmbH KG Am Steinegger Zeller Pfad Straße Neuhausen Tiefenbronn/ Enzkreis Germany GERMANY Fon Fax vertrieb@klaschka.de info@klaschka.de

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4 Kapazitive Näherungsschalter Aufgabe, Arbeitsweise und Anwendungsbeispiele Aufgabe Mit Hilfe kapazitiver Näherungsschalter können sowohl metallische als auch nicht-metallische Objekte erfasst werden, insbesondere feste, pulverförmige und flüssige Materialien. Sie eignen sich daher besonders zur Niveau- und Füllstandskontrolle. Arbeitsweise Grundsätzlich erfordern kapazitive Näherungsschalter einen ähnlichen Aufbau wie induktive Näherungsschalter. Sie setzen sich aus einem Oszillator O mit dem aktiven Schalterelement S, einem Messgleichrichter M und einem Schaltverstärker mit Endstufe V zusammen. Das Schalterelement S besteht aus einem Elektrodenarray, das als offener Kondensator fungiert. Kapazitiver Näherungsschalter Die Messplatte besteht aus einer mm dicken quadratischen Stahlscheibe (St 7). Die Kantenlänge der Messplatte entspricht entweder dem Durchmesser, der Seitenlänge der aktiven oder dem dreifachen Bemessungsschaltabstand s n. Der größere Wert ist ausschlaggebend. Die Messplatte muss geerdet sein. Der für den s n berechnete Wert ist die absolute Obergrenze, die der Schaltabstand des entsprechenden kapazitiven Näherungsschalters einnehmen darf. Betätigungselemente aus anderen Materialien, insbesondere Nichtmetalle, erzeugen geringere Schaltabstände. Diese hängen entscheidend von der materialspezifischen Dielektrizitätskonstante r ab. Empfindlichkeitseinstellung durch Potentiometer Die Empfindlichkeitseinstellung für verschiedene Materialien und Umgebungsbedingungen erfolgt über ein Potentiometer. Der realisierbare Schaltabstand ist abhängig vom Material des Objektes. B Z S O M V A Materialkorrekturfaktor In der nachstehenden Tabelle sind Korrekturfaktoren für einige Materialien aufgeführt. Sie legen den materialspezifischen Maximal- Schaltabstand in Bezug auf den Bemessungsschaltabstand s n fest. Die s n -Werte der verschiedenen Sensoren sind in den Tabellen auf Seite aufgelistet. Beim Einbringen eines metallischen oder dielektrischen Betätigungselementes B in die aktive Zone Z des Schalters S ändert sich dessen Kapazität und beeinflusst damit den Oszillator. Der Messgleichrichter M und der Schaltverstärker V setzen das veränderte Oszillatorsignal in ein Ausgangssignal A um. Anwendungsbeispiele - Niveaukontrolle von Schüttgut und Granulat in Silos und anderen Behältern Material Metalle (geerdet) Metalle (nicht geerdet) Wasser (geerdet) Glas Kunststoff (PVC, Polyamid) Karton Holz (je nach Feuchtigkeitsgrad) Öl (je nach Zusammensetzung) Korrekturfaktor,0 0,8,0 0,5 0,6 0, 0,2... 0, , - Füllstandsüberwachung von Flüssigkeiten - Kontrollschalter für Papierstapelabtastung - Bruchkontrolle von Treibriemen und Förderbändern - Materialflusskontrolle an Mischanlagen - Kantenkontrolle von Kunststoffbahnen - Signalgeber für Zählaufgaben in der Verpackungs- und Nahrungsmittelindustrie, in der holz- und kunststoffverarbeitenden Industrie - Selektion von Flüssigkeiten mit unterschiedlichen dielektrischen Eigenschaften. Hinweise Bei stark netzenden Flüssigkeiten können Flüssigkeitsreste an der Behälterwand oder direkt am Schaltergehäuse zu einem Fehlverhalten führen. Bei organischen Betätigungselementen (Holz, Karton) hat der Wassergehalt einen großen Einfluss. Je höher der Wassergehalt, desto höher der Schaltabstand. Öle sind im allgemeinen gute Isolierstoffe und lassen sich meist schlecht mit kapazitiven Näherungsschaltern erfassen. Im Bedarfsfall ist der Realschaltabstand empirisch zu ermitteln. Nicht bündig einbaubare kapazitive Näherungsschalter können bündig in Kunststoffe mit geringer Dielektrizitätskonstante eingebaut werden. Im Gegensatz zu induktiven Näherungsschaltern hängt der Schaltabstand bei kapazitiven Näherungsschaltern stark von dem Material und der Größe des Betätigungselementes sowie dem Einbau und der Umgebung ab. Aus diesem Grund verfügen kapazitive Näherungsschalter über ein eingebautes Potentiometer, das mit einem Schraubendreher zugänglich ist und mit dem der Arbeitsabstand eingestellt werden kann. Gemäß DIN EN wird der Bemessungsschaltabstand s n als Maximalabstand zwischen einer Normmessplatte und der aktiven des Schalters, der ein Ausgangssignal erzeugt, definiert by Klaschka GmbH Industrieelektronik & Co. KG D-752 GmbH Tiefenbronn Fon Fon Fax Fax vertrieb@klaschka.de 2 info@klaschka.de

5 Einbauvorschriften Einbauvorschriften für zylindrische Sensoren Bündiger Einbau (b): Ein zylindrischer kapazitiver Sensor ist bündig einbaubar, wenn ein beliebiger dämpfender Werkstoff um die Aktive angebracht werden kann, ohne die kennzeichnenden Merkmale zu beeinflussen. Zylindrischer kapazitiver Sensor: Bündiger Einbau (b) Zylindrischer kapazitiver Sensor: Nicht bündiger Einbau (n) Der bündig einbaubare Sensor mit dem Durchmesser d und dem Bemessungsschaltabstand s n kann bis zur Aktiven im bedämpfenden Werkstoff eingebaut werden. Es gelten folgende Einbauvorschriften: d d d - Abstand zwischen der Mitte von zwei Sensoren bei Anordnung in Reihe 2 d d - Abstand zu einer gegenüberliegenden bedämpfenden s n 2 d d - Abstand zu einer Seitenfläche d d d Nicht bündiger Einbau (n): Ein zylindrischer kapazitiver Sensor ist nicht bündig einbaubar, wenn eine bestimmte Freizone um seine Aktive notwendig ist, um die kennzeichnenden Merkmale aufrecht zu erhalten. sn sn 2 sn Der nicht bündig einbaubare Sensor mit dem Durchmesser d und dem Bemessungsschaltabstand s n muss mindestens um 2 s n aus einer Oberfläche herausragen. Es gelten folgende Einbauvorschriften: - Abstand zwischen der Mitte von zwei Sensoren bei Anordnung in Reihe d - Abstand der Aktiven zu einer gegenüberliegenden bedämpfenden s n - Abstand zu einer Seitenfläche d Einbauvorschriften für rechteckförmige Sensoren Bündiger Einbau (b): Ein rechteckförmiger kapazitiver Sensor ist bündig einbaubar, wenn er auf einem beliebigen dämpfenden Werkstoff bis zur Aktiven angebracht werden kann, ohne die kennzeichnenden Merkmale zu beeinflussen. Rechteckförmiger kapazitiver Sensor: Bündiger Einbau (b) Rechteckförmiger kapazitiver Sensor: Nicht bündiger Einbau (n) Der bündig einbaubare Sensor mit der Breite b und dem Bemessungsschaltabstand s n kann bis zu seiner Aktiven auf den bedämpfenden Werkstoff aufgebaut werden. Es gelten folgende Einbauvorschriften: - Abstand zwischen der Mitte von zwei Sensoren bei Anordnung in Reihe 2 b b b b b - Abstand zu einer gegenüberliegenden bedämpfenden s n 2 b b - Abstand zu einer Seitenfläche b Bei L- oder U-förmigem Einbau im Werkstoff (siehe Bild unten) ist das Maß e s einzuhalten. b b Nicht bündiger Einbau (n): Ein rechteckförmiger kapazitiver Sensor ist nicht bündig einbaubar, wenn eine bestimmte Freizone um seine Aktive notwendig ist, um die kennzeichnenden Merkmale aufrecht zu erhalten. sn sn b Der nicht bündig einbaubare Sensor mit der Breite b und dem Bemessungsschaltabstand s n muss mindestens um b aus der Oberfläche herausragen. Es gelten folgende Einbauvorschriften: - Abstand zwischen der Mitte von zwei Sensoren bei Anordnung in Reihe b b - Abstand der Aktiven zu einer gegenüberliegenden bedämpfenden s n e - Abstand zu einer Seitenfläche b by Klaschka GmbH Industrieelektronik & Co. KG D-752 GmbH Tiefenbronn Fon Fon Fax Fax vertrieb@klaschka.de 2 info@klaschka.de

6 Notizen by Klaschka GmbH Industrieelektronik & Co. KG D-752 GmbH Tiefenbronn Fon Fon Fax Fax vertrieb@klaschka.de 2 info@klaschka.de

7 Kapazitive Näherungsschalter Bauart kapazitiv DC -polig Merkmale Typ Sach-Nr Schaltabstand in mm Einbauart *) Typ Sach-Nr Schaltabstand in mm Einbauart *) KAD-8mg45b,5-PDcA KAD-2mg80b4-ScA KAD-2fg80n4-NDA ,5 b 4,0 b 4,0 n KAD-8mg95b8-ScA KAD-8fg60n8-NKcA KAD-0mg90b20-2SdA KAD-0fg60n5-NKcA ,0 b 8,0 n 20,0 b 5,0 n *) b = bündig einbaubar, n = nicht bündig einbaubar by Klaschka GmbH Industrieelektronik & Co. KG D-752 GmbH Tiefenbronn Fon Fon Fax Fax vertrieb@klaschka.de 2 info@klaschka.de

8 Kapazitive Näherungsschalter Baureihe KAD-8mg, -2mg, -2fg Typbezeichnung, Sach-Nummer (Anschluss) Bauform; Baulänge Werkstoff der Aktiven / des Gehäuses Bemessungsschaltabstand, Einbauart (siehe Seite 9.0.2) Bereich Gesicherter Schaltabstand Schließer plusschaltend Sp Öffner plusschaltend Öp Schließer und Öffner plusschaltend Sp + Öp Schließer plus-, Öffner minusschaltend Sp + Ön Schließer minusschaltend Sn Öffner minusschaltend Ön Maximale Schaltfrequenz / Mindestbedämpfungsdauer Anschlussart (Steckverbinder oder Leitung); Anzahl der Leiter O M8 x ; 45 mm POM / Messing,5 mm, bündig 0...,22 mm KAD-8mg45b,5-PDcA, () 00 Hz / 5 ms Leitung; Leiter O M2 x ; 80 mm POM / Messing 4 mm, bündig 0...,24 mm KAD-2mg80b4-ScA,.24-5 (2) 00 Hz / 5 ms Steckverbinder M2; Leiter Gemeinsame Technische Daten Hysterese des Schaltpunkts s 5 % Wiederholungenauigkeit des Schaltpunkts s 5 % zulässige Restwelligkeit der Betriebsspannung 0 % kurzschlussfest? ja, taktend verpolsicher? ja Spannungsfall über einem geschlossenen Kontakt 2 V DC Umgebungstemperaturbereich C Aktive M8x Aktive SW 7 M2x 50 Für.24-0 gilt: Wiederholungenauigkeit des Schaltpunkts s 0 % - bei fester Betriebsspannung... und Umgebungstemperatur 5 % Spannungsfall über einem geschlossenen Kontakt V DC SW Standardleitungslänge 2,0 m 45 4-seitig sichtbar M2x 8 80 Spezifische Technische Daten zulässiger Betriebsspannungsbereich Stromaufnahme ohne Last Laststrom Ø Aktive Funktionsanzeige? Maximale Länge der Zuleitung Leitungsart / Standard-Leitungslänge / Anzahl der Leiter x Leiterquerschnitt 0 ma 6,4 mm 00 m PUR / 2,0 m / x 0,5 mm^2 0 ma 0,5 mm 00 m EMV-Klasse Schutzart nach IEC Schutzklasse zulässiges Anzugsdrehmoment ohne / mit Zahnscheibe Gewicht Empfohlenes Zubehör IEC Nm / 2 Nm 0 g + Gewicht der Zuleitung IEC Nm / 0 Nm 40 g Bei Näherungsschaltern mit Steckern: Gewünschten Steckverbinder mit Anschlussleitung bitte dem Zubehör Kapitel 2 entnehmen. Gesondert bestellen. Bei Näherungsschaltern mit Anschlussleitung: Die Standardlänge ist 2,0 m bzw. 5,0 m. Leitungslängen sind in der Sach-Nr am Schluss durch den Index -020 bzw gekennzeichnet. Abweichende Längen bitte in der Sach-Nr entsprechend angeben. Beispiele: Leitungslänge 0,0 m: Index -00, Leitungslänge 0,5 m: Index Anschluss () DC -polig, Leitungsanschluss Sp YE BN BK BU L+ L- Zulassungen Näherungsschalter nach Norm: DIN EN (VDE 0660 Teil 208). Wir sind zertifiziert nach DIN EN ISO 900 Sicherheitsbestimmungen Anschluss, Inbetriebnahme und Wartung dürfen nur durch Fachkräfte oder eingewiesenes Personal erfolgen. Technische Änderungen vorbehalten! Anschluss (2) DC -polig, Steckanschluss Sp YE BN 4 BK BU L+ L- Eurostecker M2 mit -Anzeige YE by Klaschka GmbH Industrieelektronik & Co. KG D-752 GmbH Tiefenbronn Fon Fon Fax Fax vertrieb@klaschka.de 2 info@klaschka.de

9 O M2 x ; 80 mm PA 6.6 / PA mm, nicht bündig 0...,24 mm KAD-2fg80n4-NDA, () 5 Hz / 67 ms Leitung; Leiter aktive M2x SW Standardleitungslänge 2,0 m 20 ma 0,5 mm 500 m PVC / 2,0 m / x 0,4 mm^2 IEC , Part II,,5 Nm / 2 Nm 5 g + Gewicht der Zuleitung by Klaschka Industrieelektronik GmbH Fon Fax vertrieb@klaschka.de by Klaschka GmbH & Co. KG D-752 Tiefenbronn Fon Fax info@klaschka.de

10 Kapazitive Näherungsschalter Baureihe KAD-8mg, -8fg, -0mg, -0fg Typbezeichnung, Sach-Nummer (Anschluss) Bauform; Baulänge Werkstoff der Aktiven / des Gehäuses Bemessungsschaltabstand, Einbauart (siehe Seite 9.0.2) Bereich Gesicherter Schaltabstand Schließer plusschaltend Sp Öffner plusschaltend Öp Schließer und Öffner plusschaltend Sp + Öp Schließer plus-, Öffner minusschaltend Sp + Ön Schließer minusschaltend Sn Öffner minusschaltend Ön Maximale Schaltfrequenz / Mindestbedämpfungsdauer Anschlussart (Steckverbinder oder Leitung); Anzahl der Leiter O M8 x ; 95 mm PBT / Messing 8 mm, bündig ,48 mm KAD-8mg95b8-ScA,.24- () 00 Hz / 5 ms Steckverbinder M2; Leiter O M8 x ; 60 mm PA 6.6 / PA mm, nicht bündig ,48 mm KAD-8fg60n8-NKcA, (2) 0 Hz / 50 ms Leitung; Leiter Gemeinsame Technische Daten Hysterese des Schaltpunkts s 5 % Wiederholungenauigkeit des Schaltpunkts s 5 % zulässige Restwelligkeit der Betriebsspannung 0 % kurzschlussfest? ja, taktend verpolsicher? ja Spannungsfall über einem geschlossenen Kontakt 2 V DC Umgebungstemperaturbereich C aktive SW24 M8x 58 aktive SW24 M8x Für.24-2 und.24-4 gilt: Spannungsfall über einem geschlossenen Kontakt V DC 95 4-seitig sichtbar M2x 8 Standardleitungslänge 2,0 m Spezifische Technische Daten zulässiger Betriebsspannungsbereich Stromaufnahme ohne Last Laststrom Ø Aktive Funktionsanzeige? Maximale Länge der Zuleitung Leitungsart / Standard-Leitungslänge / Anzahl der Leiter x Leiterquerschnitt 0 ma 6,5 mm 00 m 20 ma 6,5 mm 00 m PVC / 2,0 m / x 0,4 mm^2 EMV-Klasse Schutzart nach IEC Schutzklasse zulässiges Anzugsdrehmoment ohne / mit Zahnscheibe Gewicht Empfohlenes Zubehör IEC Nm / 70 Nm 00 g IEC ,5 Nm /,5 Nm 60 g + Gewicht der Zuleitung Bei Näherungsschaltern mit Steckern: Gewünschten Steckverbinder mit Anschlussleitung bitte dem Zubehör Kapitel 2 entnehmen. Gesondert bestellen. Anschluss () DC -polig, Steckanschluss Eurostecker M2 mit -Anzeige YE Bei Näherungsschaltern mit Anschlussleitung: Die Standardlänge ist 2,0 m bzw. 5,0 m. Leitungslängen sind in der Sach-Nr am Schluss durch den Index -020 bzw gekennzeichnet. Abweichende Längen bitte in der Sach-Nr entsprechend angeben. Sp BN 4 BK L+ 2 4 Beispiele: Leitungslänge 0,0 m: Index -00, Leitungslänge 0,5 m: Index YE BU L- Zulassungen Näherungsschalter nach Norm: DIN EN (VDE 0660 Teil 208). Wir sind zertifiziert nach DIN EN ISO 900 Sicherheitsbestimmungen Anschluss, Inbetriebnahme und Wartung dürfen nur durch Fachkräfte oder eingewiesenes Personal erfolgen. Technische Änderungen vorbehalten! Anschluss (2) DC -polig, Leitungsanschluss Sp YE BN BK BU L+ L by Klaschka GmbH Industrieelektronik & Co. KG D-752 GmbH Tiefenbronn Fon Fon Fax Fax vertrieb@klaschka.de 2 info@klaschka.de

11 O M0 x,5; 90 mm PCP / Messing 20 mm, bündig ,2 mm O M0 x,5; 60 mm PA 6.6 / PA mm, nicht bündig ,2 mm KAD-0fg60n5-NKcA, () KAD-0mg90b20-2SdA,.24- () 00 Hz / 5 ms Steckverbinder M2; 4 Leiter 0 Hz / 50 ms Leitung; 4 Leiter Aktive M0x,5 Aktive M0x,5 SW 6 58 SW M2 GN/YE Standardleitungslänge 2,0 m 0 ma 27,4 mm ja, GN/YE 00 m IEC , Part 7.2.6: Nm / 200 Nm 80 g 20 ma 27,4 mm 00 m PVC / 2,0 m / x 0,4 mm^2 IEC Nm / 200 Nm 00 g + Gewicht der Zuleitung Anschluss () DC 4-polig, Steckanschluss GN Sp Öp YE BN 4 BK 2 WH BU L+ L- Eurostecker M2 mit -Anzeige GN/YE 2 4 by Klaschka GmbH Industrieelektronik & Co. KG D-752 GmbH Tiefenbronn Fon Fon Fax Fax vertrieb@klaschka.de 2 info@klaschka.de