Capteurs capacitifs - · PDF fileet non-conducteurs. Les objets en matériaux...

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Capteurs capacitifsLes détecteurs électro-sensibles

KD/KL 06

à partir de la page 666

• Le plus petit modèle (ø 6,5 mm) avec un boîtier en acier inoxydable

• Distance de détection 0,1 … 1,5 mm (noyable) ou 0,1 … 3 mm (non noyable)

• Idéal pour la reconnaissance d’objets et le contrôle de niveau dans des petits contenants

KD/KL 08


• Modèle compact avec boîtier en acier inoxydable

• Fixation simple par filetage M8• Distance de détection

0,1 … 1,5 mm (noyable) ou 0,1 … 3 mm (non noyable)

KD/KL 12


• Boîtier en acier inoxydable robuste avec filetage M12

• Distance de détection 1 … 4 mm (noyable) ou 1 … 8 mm (non noyable)

• Réglage de la sensibilité par potentiomètre

Les capteurs capacitifs s’utilisent pour la reconnaissance de tout type d’objets, métalliques ou non. Ils sont même capables de re-connaître de façon fiable des verres transparents ou des fluides. La conductibilité électrique des matériaux à détecter est déter-minante. Plus la constance diélectrique d’un matériau est grande, plus les distances de détection possibles sont élevées et plus la détection est fiable.

Comme de nombreux liquides ont des constantes diélectriques élevées, l’application standard des capteurs capacitifs est le contrôle de niveau. Même une mesure en dehors du contenant est possible, dans certains cas, puisque les capteurs capacitifs peuvent, pour ainsi dire, voir «à travers les parois». En outre, ils sont utilisés pour la détection de matériaux solides comme le bois, le papier, et les plastiques. En raison de leur grande insensi-bilité aux interférences, on les utilise dans les branches les plus variées de l’industrie. SensoPart propose un large choix de cap-teurs capacitifs pour tous les domaines d’application.

TYPIQUEMENT SENSOPART

• Distances de détection de 0,1 à 30 mm

• Boîtier en acier inoxydable robuste de forme cylindrique (6,5 à 30 mm)

• Montage simple grâce au boîtier cylindrique le plus courant

• Réglage simple de la sensibilité par potentiomètre

• Différents modèles noyables et non noyables

• Sortie de commutation PNP ou NPN

• Fonction de sortie N.O. ou N.C.

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13

666

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672

674

KD/KL 18


• Distance de détection plus élevée 1 … 8 mm (noyable) ou 2 … 15 mm (non noyable)

• Idéal pour les mesures à travers des parois et les contrôles de niveau

• Réglage de la sensibilité par potentiomètre

KD/KL 30


• Distance de détection élevée 1 … 20 mm (noyable) ou 1 … 30 mm (non noyable)

• Idéal pour les mesures à travers des parois et pour celles nécessi-tant une certaine distance avec l’objet à détecter

Capteurs capacitifs – Aperçu produits

Type de montage Réglage Distance de détection Particularité Page

KD / KL 06 noyable / non noyable Potentiomètre Potentiometer0,1 … 1,5 / 0,1 … 3 mm

KD / KL 08 noyable / non noyable Potentiomètre Potentiometer0,1 … 1,5 / 0,1 … 3 mm

KD / KL 12 noyable / non noyable Potentiomètre Potentiometer1 … 4 / 1 … 8 mm

KD / KL 18 noyable / non noyable Potentiomètre Potentiometer1 … 8 / 2 … 15 mm Distance de détection élevée

KD / KL 30 noyable / non noyable Potentiomètre Potentiometer1 … 20 / 1 … 30 mm Distance de détection élevée

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Le capteur capacitif fonctionne sans contact physique avec l’objet à détecter : il transforme une donnée intéressante pour la tech-nique de production (par ex. distance ou niveau de remplissage) en un signal pouvant être exploité à son tour. Le fonctionnement repose sur la modification du champ électrique dans l’environne-ment de la zone active. Le capteur, dans sa forme de base, com-prend un oscillateur rc, un démodulateur et un étage de sortie.

Le fait d’approcher des métaux ou non-métaux en regard de la face sensible du capteur capacitif provoque une transformation de la capacité, entraînant elle-même le démarrage de l’oscillateur rc. Après mise en forme, un signal de sortie correspondant, selon l’appareil, à un contact à fermeture, à ouverture ou complémen-taire est délivré.

Capteurs capacitifsDescription du système

Mode de fonctionnement

Modèles non-noyablesCapteur avec champ électrique en arc de cercle. La face sensible de ces appareils doit boutonr le produit à détecter (par ex. gra-nulés, sable, huile ou eau).

Facteur de correction de la taille Pour les objets non plats ou plus petits au vu de la face sensible, on obtient les distances de détection suivantes en rapport à la surface normée F/F0 avec F0 = surface frontale du capteur (face sensible) et F = surface frontale de l’objet à détecter. Les indica-tions fournies se rapportent aux modèles noyables et à des ob-jets de type baguettes fines et longues.

Surface d’objet normée

Distance de détection S en %

ø – objet en mm

F en mm2 S en mm

1,50 100 22 380 8

1,24 100 20 314 8

0,8 100 16 201 8

0,61 100 14 154 8

0,31 94 10 79 7,5

0,20 85 8 50 6,8

0,15 82,5 7 38 6,6

0,05 67,5 4 13 5,4

0,03 57,5 3 7 4,6

Tableau 1

Modèles noyablesCapteurs avec champ électrique en ligne droite. Ces appareils détectent des objets solides à distance (par ex. wafers, compo-sants, circuits imprimés, hybrides , cartons, piles de papier, bou-teilles, blocs et plaques en plastique) ainsi que des liquides à tra-vers une paroi en verre ou en plastique (épaisseur maxi 4 mm).

Modèle


13

A A

A A

Les détecteurs de proximité capacitifs s’utilisent pour la com-mande et le contrôle de processus d’automatisation et comme signal dans les opérations de comptage où des métaux et des non-métaux sont à disposition ; ils s’utilisent également pour le contrôle de niveau dans les contenants ou à travers les parois de contenants remplis de matières liquides, pulvérisées ou en grains.

Applications

Les capteurs capacitifs sont activés par des objets conducteurs et non-conducteurs. Les objets en matériaux conducteurs for-ment une contre-électrode à la face sensible du capteur. Cette contre-électrode et les surfaces des électrodes A et B forment ensemble deux condensateurs, CA et CB, montés en série (fig. 1). La capacité de ce circuit en série est toujours plus grande que la capacité des électrodes non couvertes A et B.

En raison de leur forte conductance, les métaux atteignent les distances de détection les plus élevées. Il est nécessaire de prendre en compte les facteurs de réduction pour les différents métaux – comme pour les capteurs inductifs.

Activation par des objets en matériaux non-conducteurs (isolants): Si l’on amène un isolant entre les électrodes d’un condensateur, la capacité augmente en fonction de la constance diélectrique ε (Fig. 2) de l’isolant.La constante diélectrique est plus grande pour tous les maté-riaux solides ou liquides que pour l’air (εAir = 1; cf. tableau 2). De la même façon, les objets en matériaux isolants agissent sur

Fig. 2

Fig. 1

Type de perturbations

la face sensible d’un capteur capacitif, la capacité couplée est ac-crue. Les matériaux possédant une grande constance diélec-trique autorisent des distances de détection élevées. Lors de la détection de matériaux organiques (bois, céréales, etc.), il est im-portant de considérer que la distance de détection pouvant être atteinte est fortement influencée par la teneur en eau (εEau = 80!)

Objet métallique

Diélectrique

Installation avec influence réciproque

La norme IEC 60947-5-2 définit les valeurs minimales ci-dessus à respecter au niveau des distancesCelles-ci se réfèrent à un montage correspondant aux boîtiers cylindriques les plus courantsEn cas d’utilisation de plusieurs capteurs capacitifs du même type disposés les uns à côté des autres, il est impératif de res-pecter une certaine distance minimum entre ceux-ci.

A: Surface actived: DiamètreSn: Valeur de distance de commutation

Modèles noyables

Modèles non-noyables

A+

B-

Ca Cb

+A -B

A+

B-

Ca Cb

+A -B

A+

B-

Ca Cb

+A -B

A+

B-

Ca Cb

+A -B

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Capteurs capacitifsDescription du système

Influence des conditions environnementales

Distance de détection et constance diélectriqueComme on le voit sur le diagramme, la distance de détection (Sr) est liée à la constante diélectrique (εr) de l’objet à détecter. La distance maximale de détection est atteinte pour les objets métalliques (100 %) et diminue, pour les autres matériaux, pro-portionnellement à la constante diélectrique de l’objet à détecter.

Le tableau 2 ci-dessous indique la constante diélectrique de cer-tains matériaux importants. En raison de la grande constante diélectrique de l’eau, il peut y avoir des fluctuations importantes pour le bois. Le bois mouillé est ainsi bien mieux détecté par les capteurs capacitifs que le bois sec.

Constante diélectrique (εr) de différents matériaux

Air, vide 1 Plexiglass 3,2

Téflon 2 Araldite 3,6

Bois 2 … 7 Bakélite 3,6

Paraffine 2,2 Verre de quartz 3,7

Pétrole 2,2 Caouctchouc dur 4

Essence de térébenthine 2,2 Papier huilé 4

Huile de transformateur 2,2 Aggloméré 4

Papier 2,3 Porcelaine 4,4

Polyéthylène 2,3 Papier bakélisé 4,5

Polypropylène 2,3 Sable de quartz 4,5

Compound de câbles 2,5 Verre 5

Caoutchouc mou 2,5 Polyamide 5

Caoutchouc silicone 2,8 Mica 6

PVC 2,9 Marbre 8

Polystyrène 3 Alcool 25,8

Celluloïd 3 Eau 80

Tableau 2


13

Reconnaissance d’objets72

Les capteurs capacitifs (p. ex. KL 18) déterminent le nombre des produits en vrac séparés au travers de parois de réservoirs d’une épaisseur jusqu’à 4 mm.

Contrôle de niveauPage 668

Le capteur capacitif (p. ex. KL 08) reconnaît le niveau d’un con-teneur pour liquide réfrigérant.

Contrôle de niveauPage 674

Pour le contrôle du réservoir transparent contenant des compri-més, on utilise un capteur capacitif (p. ex. KD 12) .

666 www.sensopart.com Mise à jour 07/2016. Sous réserve de modifications ; photos non contractuelles.

Caractéristiques du capteur Fonctions

Distance de détection (noyable)

Distance de détection (non noyable)

Hystérésis

Reproductibilité

Dérive en température

0,1 … 1,5 mm

0,1 … 3 mm

15 %1

2 %1

15 % / °C1 [-5 … +55 °C]

Affichage LED jaune

Réglage de la sensibilité

Réglage usine

Sortie de commutation

Par potentiomètre

Distance de détection maxi

Données électriques Données mécaniques

Tension d’alim. +UB

Courant à vide I0Courant de sortie Ie

Circuits de protection

Temps de démarrage

Sortie de commutation Q

Fonction de sortie

Fréquence de commutation f (ti/tp 1:1)

11 … 30 V DC

≤ 10 mA

≤ 50 mA

Protection contre inversions de polarité UB / Courts-circuits (Q) / Surcharges

< 300 ms

PNP / NPN (cf. tableau)

N.O. / N.C. (cf. tableau)

100 Hz

Dimensions

Indice de protection

Matériau boîtier

Matériau face sensible

Type de raccordement

Température de fonctionnement

Résistance aux chocs et vibrations

Ø 6,5 x 54 mm

IP 65

Acier inoxydable V2A

PTFE

cf. tableau

-10 … +70 °C

EN 60947-5-2

1 en rapport à la distance de détection

KD/KL 06Capteur capacitif

POINTS FORTS

• Boîtier en acier inoxydable robuste

• Petit boîtier

• Variantes N.O. ou N.C. au choix

• Au choix, modèles noyables ou non noyables

Distance de détection Modèle Sortie de commutation Type de raccordement Réf. produit N° article

0,1 … 1,5 mm

0,1 … 1,5 mm

0,1 … 1,5 mm

0,1 … 1,5 mm

0,1 … 3 mm

0,1 … 3 mm

0,1 … 3 mm

0,1 … 3 mm

noyable

noyable

noyable

noyable

non noyable

non noyable

non noyable

non noyable

PNP (N.O.)

PNP (N.C.)

NPN (N.O.)

NPN (N.C.)

PNP (N.O.)

PNP (N.C.)

NPN (N.O.)

NPN (N.C.)

Connecteur, M8x1, 3 pôles








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-NOM3

681-50878

681-50879

681-50880

681-50881

681-50886

681-50887

681-50888

681-50889


13

Mise à jour 07/2016. Sous réserve de modifications ; photos non contractuelles.

Raccordement connecteur (noyable) Raccordement connecteur (non noyable)

153-

0051

6

153-

0051

7

Raccordement 3 pôles

154-

0045

9

Accessoires

Câbles de raccordement

Fixations

p. A-38 et suivantes

p. A-4 et suivantes

1 +UBBN

-UB

2 BK

3 BU

PNP

NPN





Hystérésis

Reproductibilité


0,1 … 1,5 mm

0,1 … 3 mm

15 %1

2 %1

15 % / °C1 [-5 … +55 °C]

Affichage LED jaune


Réglage usine


Par potentiomètre






Temps de démarrage


Fonction de sortie


11 … 30 V DC

≤ 10 mA

≤ 50 mA


< 300 ms



100 Hz

Dimensions


Matériau boîtier





M8 x 54 mm

IP 65

Acier inoxydable V2A

PTFE

cf. tableau

-10 … +70 °C

EN 60947-5-2



POINTS FORTS

• Idéal pour les contrôles de niveau





0,1 … 1,5 mm

0,1 … 1,5 mm

0,1 … 1,5 mm

0,1 … 3 mm

0,1 … 3 mm

0,1 … 3 mm

0,1 … 3 mm

noyable

noyable

noyable

non noyable

non noyable

non noyable

non noyable

PNP (N.O.)

PNP (N.C.)

NPN (N.O.)

PNP (N.O.)

PNP (N.C.)

NPN (N.O.)

NPN (N.C.)








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-NOM3

681-50894

681-50895

681-50896

681-50902

681-50903

681-50904

681-50905


13



153-

0051

8

153-

0051

9


154-

0045

9

Accessoires


Fixations


p. A-4 et suivantes

1 +UBBN

-UB

2 BK

3 BU

PNP

NPN





Hystérésis

Reproductibilité

Dérive en température (noyable)

Dérive en température (non noyable)

1 … 4 mm

1 … 8 mm

15 %1

2 %1

20 % / °C1 [-5 … +55°C]

15 % / °C1 [-5 … +55°C]

Affichage LED jaune


Réglage usine


Par potentiomètre






Temps de démarrage


Fonction de sortie


12 … 35 V DC

≤ 10 mA

≤ 200 mA


< 300 ms



100 Hz

Dimensions


Matériau boîtier





M12 x 60 mm

IP 65

Acier inoxydable VA

PTFE

cf. tableau

-30 … +70 °C

EN 60947-5-2



POINTS FORTS

• Idéal pour le contrôle de niveau





1 … 4 mm

1 … 4 mm

1 … 4 mm

1 … 4 mm

1 … 8 mm

1 … 8 mm

1 … 8 mm

1 … 8 mm

noyable

noyable

noyable

noyable

non noyable

non noyable

non noyable

non noyable

PNP (N.O.)

PNP (N.C.)

NPN (N.O.)

NPN (N.C.)

PNP (N.O.)

PNP (N.C.)

NPN (N.O.)

NPN (N.C.)









KD 12 B-PSL4

KD 12 B-POL4

KD 12 B-NSL4

KD 12 B-NOL4

KL 12 NB-PSL4

KL 12 NB-POL4

KL 12 NB-NSL4

KL 12 NB-NOL4

681-50914

681-50915

681-50916

681-50917

682-50994

682-50995

682-50996

682-50997


13



153-

0052

0

153-

0052

1


154-

0046

0

Accessoires


Fixations


p. A-4 et suivantes

3 BUPNP

1 +UB

-UB

BN

2

4 BK

NPN





Hystérésis

Reproductibilité


1 … 8 mm

2 … 15 mm

15 %1

2 %1

15 % / °C1 [-5 … +55 °C]

Affichage LED jaune


Réglage usine


Par potentiomètre



Tension d’alim. +UB (noyable)

Tension d’alim. +UB (non noyable)

Courant à vide I0 (noyable)

Courant à vide I0 (non noyable)

Courant de sortie Ie (noyable)

Courant de sortie Ie (non noyable)


Temps de démarrage


Fonction de sortie


10 … 30 V DC

10 … 35 V DC

≤ 18 mA

≤ 10 mA

≤ 100 mA

≤ 300 mA


< 300 ms



100 Hz

Dimensions


Matériau boîtier

Matériau face sensible (noyable)

Matériau face sensible (non noyable)


Température de fonctionnement (noyable)

Température de fonctionnement (non noyable)


M18 x 75mm

IP 67

Acier inoxydable VA

PBT

PTFE

cf. tableau

-25 … +85 °C

-30 … +70 °C

EN 60947-5-2



POINTS FORTS

• Idéal pour les contrôles de niveau





1 … 8 mm

1 … 8 mm

1 … 8 mm

1 … 8 mm

2 … 15 mm

2 … 15 mm

2 … 15 mm

2 … 15 mm

noyable

noyable

noyable

noyable

non noyable

non noyable

non noyable

non noyable

PNP (N.O.)

PNP (N.C.)

NPN (N.O.)

NPN (N.C.)

PNP (N.O.)

PNP (N.C.)

NPN (N.O.)

NPN (N.C.)









KD 18 B-PSL4

KD 18 B-POL4

KD 18 B-NSL4

KD 18 B-NOL4

KL 18 NB-PSL4

KL 18 NB-POL4

KL 18 NB-NSL4

KL 18 NB-NOL4

681-50990

681-50991

681-50992

681-50993

682-51014

682-51015

682-51016

682-51017


13

18M x1

53.5

88.5

PBT

VA

Poti

PA

LED

24

PBT

3 BUPNP

1 +UB

-UB

BN

2

4 BK

NPN



153-

0052

2

153-

0052

3


154-

0046

0

Accessoires


Fixations


p. A-4 et suivantes





Hystérésis

Reproductibilité

Dérive en température (noyable)

Dérive en température (non noyable)

1 … 20 mm

1 … 30 mm

15 %1

5 %1

10 % / °C1 [-5 … +55 °C]

15 % / °C1 [-5 … +55 °C]

Affichage LED verte

Affichage LED jaune


Possibilités de réglage

Réglage usine

Tension d’alimentation


Par potentiomètre

N.O. / N.C. par potentiomètre

Distance de détection maxi et N.O.





Temps de démarrage


Fonction de sortie


10 … 35 V DC

≤ 15 mA

≤ 300 mA


< 300 ms


N.O. / N.C.

100 Hz

Dimensions


Matériau boîtier

Matériau face sensible (noyable)

Matériau face sensible (non noyable)




M30 x 87 mm

IP 64

Acier inoxydable VA

PBT

PTFE

cf. tableau

-30 … +70 °C

EN 60947-5-2



POINTS FORTS


• N.O. / N.C. réglable

• Réglage de la distance de détection par potentiomètre

• Distance de détection élevée


1 … 20 mm

1 … 20 mm

1 … 30 mm

1 … 30 mm

noyable

noyable

non noyable

non noyable

PNP

NPN

PNP

NPN





KD 30 B-PSOL4

KD 30 B-NSOL4

KL 30 NB-PSOL4

KL 30 NB-NSOL4

681-50942

681-50944

682-51034

682-51036


13



153-

0052

4 / 1

55-0

0483

153-

0052

5 / 1

55-0

0483


154-

0046

0

Accessoires


Fixations


p. A-4 et suivantes

SS

S/Ö (N.O./N.C.)Poti

LED

LED

SS

S/Ö (N.O./N.C.)Poti

LED

LED

3 BUPNP

1 +UB

-UB

BN

2

4 BK

NPN

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