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Kapazitive Sensoren

Sensor-Anwendungen zur Objekt- und Füllstandserfassung

Kapazitive Sensoren

Die kapazitiven Sensoren von Balluff messen und erfassen Füllstände von Flüssigkeiten, Granulate und Pulver in direktem Kontakt oder durch eine nichtmetallische Behälterwandung.

Systeme, die mit einem kapazitiven Sensor von Balluff ausgestattet sind, profitieren von der im Sensor integrierten patentierten Smart Level Technologie. Die Sensoren kompensieren Feuchtigkeit, Schaum und Anhaftungen jeglicher Art – sogar durch bis zu 10 mm dicke Glas- und Kunststoffwandungen. Das macht die Sensoren zu idealen Füllstandssensoren für leitfähige Medien. Ein Sensor, der Ihnen eine hohe Applikationssicherheit garantiert. Die Anwendungsfelder und Einsatzgebiete sind vielseitig und ermöglichen eine zuverlässige Messung.

Kapazitive Sensoren zur Objekterkennung

  • kapazitive Sensoren in Kunststoff- und Edelstahlausführungen
  • zur Erfassung von Medien mit geringer Dielektrizitätszahl
  • in kompakten Bauformen ab Ø 6,5 mm und flachen Bauformen, wie z. B. Scheibenbauformen, mit Schaltabständen bis 25 mm
  • bündig einbaubar und über Potenziometer oder Kabelteach zu justieren
  • IO-Link verfügbar

Kapazitive Füllstandssensoren ohne Medienkontakt

  • zur Füllstandserfassung von Flüssigkeiten und Schüttgütern
  • große Auswahl an Bauformen und Gehäusematerialien sowie preiswerten Ausführungen
  • einfache Anpassung und Einstellung, auch via IO-Link
  • patentierte Smart Level Technologie kompensiert Anhaftung, Feuchtigkeit und Schaum durch bis zu 10 mm dicke Glas- und Kunststoffwandungen

Kapazitive Füllstandssensoren mit Medienkontakt

  • zur Füllstandserfassung von Kunststoffgranulat, Getreide, Futter- und Holzpellets, Ölen, wässrigen Flüssigkeiten, Säuren, Laugen, leitfähigem Pulver etc.
  • große Auswahl an Bauformen und Gehäusematerialien sowie preiswerten Ausführungen
  • einfache Anpassung und Einstellung, auch via IO-Link
  • patentierte Smart Level Technologie zur Kompensation von Anhaftung, Schaum und Feuchtigkeit

Kapazitive Sensorköpfe für Nachschaltverstärker

  • kapazitive Sensorköpfe aus PTFE-Material und im Edelstahlgehäuse für extreme Temperaturen, hohen Druck sowie enge Platzverhältnisse
  • Betrieb über einen separaten Nachschaltverstärker, wahlweise mit Schaltsignal – analog oder mit IO-Link
  • schnelle einfache und kostengünstige Montage
  • besonders umgebungsresistente und robuste Varianten erhältlich

Nachschaltverstärker für kapazitive Sensorköpfe

  • zur einfachen Einstellung und Auswertung nahezu aller kapazitiven Sensorköpfe von Balluff
  • mit Komfort- oder IO-Link-Auswertegerät zur Hutschienenmontage
  • Justierung außerhalb kritischer und beengter Umgebungsbedingungen möglich
  • kompakte Bauformen und verschiedenste Funktionsmodi

Kapazitive Sensoren mit besonderen Eigenschaften

  • kapazitive Sensoren mit Edelstahl-, Kunststoff- oder PTFE-Gehäuse
  • hochtemperaturfest bis 250 °C und bei 180 °C druckfest bis 6 bar sowie hochdruckfest bis 150 bar
  • Sensorköpfe für den Betrieb mit separatem Verstärker, IO-Link-fähig
  • selbstklebende Varianten zur einfachen und flexiblen Befestigung

Was ist ein kapazitiver Sensor?

Ein kapazitiver Sensor ist ein elektronisches Bauteil, das Füllstände von Flüssigkeiten, Granulaten und Pulvern messen und erfassen kann. Er kann entweder direkt mit dem Medium in Kontakt kommen oder durch eine nichtmetallische Behälterwandung hindurch messen. Kapazitive Sensoren nutzen die Kapazitätsänderung zwischen zwei Elektroden, um das Vorhandensein oder den Füllstand eines Mediums zu erkennen. Sie sind ideal für die Objekterkennung und Füllstandsmessung in verschiedenen Anwendungen.

Wie funktioniert ein kapazitiver Sensor?

Ein kapazitiver Sensor funktioniert, indem er die Kapazitätsänderung zwischen zwei Elektroden misst. Die Elektroden bilden ein elektrisches Feld, das von einem Dielektrikum beeinflusst wird, das sich zwischen ihnen befindet. Wenn sich ein Objekt oder ein Medium in der Nähe der Elektroden befindet, verändert es die Kapazität des elektrischen Feldes. Der Sensor erkennt diese Veränderung und wandelt sie in ein elektrisches Signal um, das dann von einem Auswertungssystem interpretiert werden kann. Durch die Messung der Kapazitätsänderung kann der Sensor das Vorhandensein oder den Füllstand eines Mediums erfassen.

Welche Arten von kapazitiven Sensoren gibt es?

Es gibt verschiedene Arten von kapazitiven Sensoren, die für unterschiedliche Anwendungen geeignet sind. Hier sind einige Beispiele:

  1. Kapazitive Sensoren zur Objekterkennung: Diese Sensoren werden verwendet, um das Vorhandensein oder die Annäherung von Objekten zu erkennen. Sie sind in Kunststoff- und Edelstahlausführungen erhältlich und können Medien mit geringer Dielektrizitätszahl erfassen. Sie sind in kompakten Bauformen ab Ø 6,5 mm und flachen Bauformen erhältlich und können bündig eingebaut werden.

  2. Kapazitive Füllstandssensoren ohne Medienkontakt: Diese Sensoren werden verwendet, um den Füllstand von Flüssigkeiten und Schüttgütern zu erfassen, ohne direkten Kontakt mit dem Medium zu haben. Sie sind in verschiedenen Bauformen und Gehäusematerialien erhältlich und können einfach über IO-Link angepasst und eingestellt werden.

  3. Kapazitive Füllstandssensoren mit Medienkontakt: Diese Sensoren werden verwendet, um den Füllstand von Medien wie Kunststoffgranulat, Getreide, Ölen, Flüssigkeiten usw. zu erfassen, indem sie direkten Kontakt mit dem Medium haben. Sie bieten eine große Auswahl an Bauformen und Gehäusematerialien und können ebenfalls über IO-Link angepasst und eingestellt werden.

  4. Kapazitive Sensorköpfe für Nachschaltverstärker: Diese Sensorköpfe sind speziell für extreme Temperaturen, hohen Druck und enge Platzverhältnisse ausgelegt. Sie werden mit einem separaten Nachschaltverstärker betrieben und bieten verschiedene Funktionen wie analoge oder IO-Link-Schaltsignale.

  5. Nachschaltverstärker für kapazitive Sensorköpfe: Diese Verstärker dienen zur Einstellung und Auswertung von kapazitiven Sensorköpfen. Sie sind mit Komfort- oder IO-Link-Auswertegeräten erhältlich und können einfach auf einer Hutschiene montiert werden.

  6. Kapazitive Sensoren mit besonderen Eigenschaften: Diese Sensoren zeichnen sich durch spezielle Eigenschaften aus, wie zum Beispiel ein Edelstahl-, Kunststoff- oder PTFE-Gehäuse. Sie sind hochtemperaturfest, druckfest und können auch in Umgebungen mit hohem Druck eingesetzt werden. Sie können mit separaten Verstärkern betrieben werden und sind auch IO-Link-fähig.

Welche Vorteile bieten kapazitive Sensoren mit IO-Link Schnittstelle?

Kapazitive Sensoren mit IO-Link-Schnittstelle bieten mehrere Vorteile für Anwender:

  1. Einfache Anpassung und Einstellung: Durch die Verbindung mit einem IO-Link-Master können kapazitive Sensoren einfach und bequem über eine digitale Schnittstelle eingestellt und angepasst werden. Dies ermöglicht eine schnelle Konfiguration und erleichtert die Integration in bestehende Systeme.

  2. Flexibilität und Vielseitigkeit: Mit IO-Link können verschiedene Parameter des Sensors, wie Schaltabstand oder Empfindlichkeit, ferngesteuert und in Echtzeit angepasst werden. Dadurch können Anwender den Sensor flexibel an unterschiedliche Anforderungen und Umgebungen anpassen, ohne physische Einstellungen am Sensor vornehmen zu müssen.

  3. Diagnose- und Überwachungsfunktionen: IO-Link ermöglicht die Übertragung von Diagnose- und Zustandsdaten des Sensors in Echtzeit. Dadurch können potenzielle Probleme frühzeitig erkannt und Wartungsarbeiten geplant werden. Die Überwachungsfunktionen bieten eine höhere Anlagenverfügbarkeit und reduzieren Ausfallzeiten.

  4. Vereinfachte Integration in übergeordnete Steuerungssysteme: Die Kommunikation über IO-Link ermöglicht eine nahtlose Integration des kapazitiven Sensors in übergeordnete Steuerungssysteme. Dadurch können Daten einfach ausgetauscht und Prozesse effizienter gesteuert werden.

  5. Zukunftssicherheit: IO-Link ist ein etablierter und standardisierter Kommunikationsstandard in der Industrie 4.0. Durch die Verwendung von kapazitiven Sensoren mit IO-Link-Schnittstelle sind Anwender für zukünftige Entwicklungen und Anforderungen im Bereich der industriellen Automatisierung gut gerüstet.

Welche Faktoren sind bei der Auswahl eines kapazitiven Sensors wichtig?

Bei der Auswahl eines kapazitiven Sensors sind mehrere Faktoren zu berücksichtigen, um sicherzustellen, dass er den Anforderungen der Anwendung gerecht wird. Hier sind einige wichtige Faktoren:

  1. Erfassungsbereich: Der Erfassungsbereich des Sensors sollte den benötigten Schaltabstand oder die gewünschte Reichweite abdecken. Es ist wichtig sicherzustellen, dass der Sensor das gewünschte Objekt oder Medium zuverlässig erkennen kann.

  2. Bauform und Gehäusematerial: Je nach den Umgebungsbedingungen und Anforderungen der Anwendung kann die Wahl der Bauform und des Gehäusematerials des Sensors wichtig sein. Es gibt verschiedene Bauformen wie z. B. kompakte oder flache Bauformen, die sich für unterschiedliche Einbausituationen eignen. Die Auswahl des richtigen Gehäusematerials, z. B. Edelstahl oder Kunststoff, hängt von Faktoren wie Temperatur, Druck oder chemischer Beständigkeit ab.

  3. Anschlussmöglichkeiten: Es ist wichtig zu überprüfen, welche Anschlussmöglichkeiten der Sensor bietet. Dies kann z. B. Potenziometer zur Justierung oder eine IO-Link-Schnittstelle für eine digitale Kommunikation umfassen. Die Auswahl der richtigen Anschlussmöglichkeiten erleichtert die Integration und Konfiguration des Sensors in das Gesamtsystem.

  4. Umgebungsbedingungen: Die Umgebungsbedingungen, in denen der Sensor eingesetzt wird, spielen eine wichtige Rolle bei der Auswahl. Dazu gehören Faktoren wie Temperatur, Feuchtigkeit, Staub, Vibrationen usw. Der Sensor sollte den spezifischen Anforderungen der Umgebung standhalten können, um eine zuverlässige und langfristige Funktion sicherzustellen.

  5. Anwendungsspezifische Anforderungen: Jede Anwendung kann spezifische Anforderungen haben, die bei der Auswahl des Sensors berücksichtigt werden müssen. Dies können beispielsweise Anforderungen an die Genauigkeit, Reaktionszeit, Anpassungsfähigkeit oder Integration in übergeordnete Steuerungssysteme sein.

Durch die Berücksichtigung dieser Faktoren können Sie sicherstellen, dass der ausgewählte kapazitive Sensor optimal zu Ihrer Anwendung passt und zuverlässige Messergebnisse liefert.

Was ist der Unterschied zwischen kapazitivem und induktivem Sensor?

Der Hauptunterschied zwischen einem kapazitiven und einem induktiven Sensor liegt in der Art und Weise, wie sie arbeiten und welche physikalischen Eigenschaften sie erfassen können.

Ein kapazitiver Sensor erkennt Veränderungen in der Kapazität zwischen zwei Elektroden. Wenn sich ein Objekt oder ein Medium in der Nähe der Elektroden befindet, verändert es die Kapazität des elektrischen Feldes, was vom Sensor erkannt wird. Kapazitive Sensoren werden häufig zur Objekterkennung oder zur Füllstandsmessung von Flüssigkeiten und Schüttgütern eingesetzt.

Ein induktiven Sensor hingegen erkennt Veränderungen im magnetischen Feld. Er besteht aus einer Spule, die ein magnetisches Feld erzeugt. Wenn sich ein metallisches Objekt in der Nähe der Spule befindet, wird das magnetische Feld gestört und der Sensor erkennt diese Veränderung. Induktive Sensoren werden häufig zur Objekterkennung oder zur Messung von Abständen verwendet.

Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass kapazitive Sensoren auch nichtmetallische Materialien erkennen können, während induktiven Sensoren nur metallische Objekte erfassen können.

Die Wahl zwischen einem kapazitiven und einem induktiven Sensor hängt von den spezifischen Anforderungen der Anwendung ab. Wenn Sie beispielsweise nichtmetallische Materialien erkennen müssen, wäre ein kapazitiver Sensor die bessere Wahl. Wenn es jedoch darum geht, nur metallische Objekte zu erfassen, wäre ein induktiven Sensor geeigneter.

Haben Sie Fragen oder Anregungen? Wir sind für Sie da.

Sie haben mehrere Möglichkeiten mit uns in Kontakt zu treten. Wir freuen uns, Ihnen weiterhelfen zu können.


Balluff GmbH

Schurwaldstraße 9
73765 Neuhausen a.d.F.