Dziś przyjrzymy się bliżej pozornie zwyczajnym czujnikom, które są znane w przemyśle raczej jako proste elementy pomiarowe. Jednak specjalna konstrukcja, opracowana przez Micro-Epsilon sprawia, że czujniki pojemnościowe stają się urządzeniami o wyjątkowej precyzji do najbardziej wymagających aplikacji, jak choćby Ekstremalnie Wielki Teleskop, tworzony na zlecenie Europejskiego Obserwatorium Południowego (ang. ESO - European Southern Observatory).
Funkcjonalność i metoda pomiaru czujników pojemnościowych
Bezkontaktowe czujniki pojemnościowe służą do pomiaru przemieszczenia, odległości i pozycji oraz grubości materiałów przewodzących prąd.
Czujnik składa się z pierścienia ekranującego, elektrody i uziemienia, umieszczonego na krawędzi czujnika wraz z elektrodą pomiarową. Specjalna konstrukcja czujnika z dodatkowym pierścieniem ekranującym umożliwia otrzymanie jednorodnego pola pomiarowego bezpośrednio pod czołem głowicy pomiarowej. Istotnym elementem systemu jest również trójwarstwowy przewód zapewniający idealne dopasowanie czujnika oraz kontrolera. W następstwie systemy pomiarowe capaNCDT producenta Micro-Epsilon oznaczają wysoką precyzję i stabilność sygnału. W zastosowaniach przemysłowych czujniki pojemnościowe osiągają rozdzielczości w zakresie poniżej nanometrów.
Działanie czujnika pojemnościowego polega na wykryciu zmiany pojemności elektrycznej. W przypadku kondensatora płytkowego pojemność między dwiema płytkami o stałej wielkości zmienia się przez różnicę odległości lub przez umieszczenie dielektryka w szczelinie pomiarowej.
Dzięki metodzie pojemnościowej (czujnik) i przewodzącym elemencie pomiarowym (obiekt) oddziaływają wzajemnie na siebie jak idealny kondensator płytkowy. Jeżeli prąd przemienny o stałej częstotliwości przepływa przez kondensator czujnika, amplituda napięcia przemiennego na czujniku jest proporcjonalna względem odległości mierzonego obiektu (elektrody uziemiającej).
Ze względu na konstrukcję czujników z podwójnym pierścieniem ekranującym, w praktyce uzyskiwana jest niemal idealna charakterystyka liniowości, co jest cechą szczegółną tych sensorów. Do stałego pomiaru wymagana jest stała dielektryczna między czujnikiem a obiektem testowym.
Wysoka odporność na zakłócenia przeciwko polom magnetycznym
Do zastosowań w środowiskach o silnym polu magnetycznym Micro-Epsilon oferuje czujniki i przewody czujników wykonane z materiałów niemagnetycznych, takich jak tytan i stal nierdzewna. Osłona uzyskana dzięki trójosiowej konstrukcji zapewnia wyjątkowo wysoką odporność na zakłócenia.
Zastosowania w próżni i przestrzeni sterylnej
Pojemnościowe czujniki przemieszczenia Micro-Epsilon są często stosowane w aplikacjach próżniowych i pomieszczeniach typu clean room, gdzie osiągają rozdzielczości na poziomie nanometrów w otoczeniu bez cząstek.
Do zastosowań próżniowych Micro-Epsilon oferuje specjalne czujniki, przewody i akcesoria połączeniowe.Te czujniki i przewody są w dużym stopniu pozbawione cząstek i stosowane w pomieszczeniach sterylnych o klasie czystości ISO1.
Najwyższa precyzja w ekstremalnych temperaturach
Pełna kompatybilność: wymiana czujnika i sterownika bez kalibracji
Czujniki, przewody i kontrolery capaNCDT można szybko i łatwo wymieniać. Ze względu na ich modularność systemu dodatkowa kalibracja i linearyzacja nie jest wymagana. Łatwa wymienialność elementów capaNCDT i prosta wymiana czujników o różnych zakresach pomiarowych mogą być przeprowadzone na miejscu w krótkim czasie. Warto podkreślić, że Micro-Epsilon oferuje największą na świecie różnorodność kombinacji w pojemnościowych pomiarach przemieszczenia.
Nowoczesna i łatwa w obsłudze technologia sterowania
Nowoczesne kontrolery capaNCDT są wyposażone w różne interfejsy, takie jak analogowy, Ethernet i EtherCAT. Pojemnościowe systemy pomiarowe można łatwo regulować za pomocą interfejsu sieciowego z dostępem za pomocą przeglądarki internetowej. Kontroler jest podłączony do komputera za pomocą interfejsu Ethernet. Ustawienia, filtry i funkcje arytmetyczne są następnie zapisywane bezpośrednio w sterowniku.
Ekstremalnie Wielki Teleskop
Jednym z największych projektów, w jakim są wdrażane czujniki pojemnościowe Micro-Epsilon jest Ekstremalnie Wielki Teleskop - największy na świecie teleskop optyczny i na podczerwień opracowany przez Europejskie Obserwatorium Południowe ( ang. ESO).
Samo lustro główne będzie miało średnicę 39 metrów i będzie zawierało 798 pojedynczych segmentów. Te segmenty o strukturze plastra miodu muszą być dokładnie ustawione względem siebie, aby stworzyć idealny układ optyczny. 4608 czujników dostarczonych przez konsorcjum FAMES (Fogale i Micro-Epsilon) zapewnia dokładne ustawienie z dokładnością do nanometrów.
Micro-Epsilon odpowiada za produkcję czujników, które są najdokładniejszymi kiedykolwiek stosowanymi w teleskopie. Przeznaczone do zastosowań zewnętrznych czujniki wyróżniają się długoterminową stabilnością temperaturową, a także wysoką odpornością na wpływy zewnętrzne. Będą stanowić fundamentalną część bardzo kompleksowego systemu, który będzie nieustannie mierzył położenie segmentów zwierciadła głównego ELT względem sąsiednich segmentów i pozwoli segmentom pracować razem, aby tworzyły idealny system obrazujący.
Projekt ma zostać ukończony w 2025 roku. Gigantyczny teleskop pozwoli na realizację badań, które dotąd nikt na świecie nie był w stanie wykonać, m.in. na badanie atmosfer planet pozasłonecznych.
Czujniki pojemnościowe do zastosowań w dużych ilościach i OEM
Pojemnościowy system pomiarowy można dostosować do konkretnych zadań pomiarowych zgodnie z Twoimi instrukcjami, np. konstrukcję, kalibrację, wersję do zastosowań w komorze kriogenicznej, próżni / UHV, długości przewodów, modyfikację zakresów pomiarowych lub czujniki ze zintegrowanym sterownikiem.
Dowiedz się więcej o możliwościach czujników pojemnościowych – skontaktuj się z naszymi doradcami, którzy dobiorą odpowiedni system do Twoich potrzeb.