Cấu tạo và nguyên lý cảm biến điện dung

Cảm biến điện dung là gì ?

Cảm biến điện dung là một loại cảm biến hoạt động dựa vào sự thay đổi của dung kháng giữa cảm biến và thành bồn chứa. Các môi chất đều có một hằng số điện môi khác nhau. Đầu dò cảm biến điện dung sẽ thay đổi các liên kết này khi chất lỏng hoặc chất rắn tiếp xúc với cảm biến.

Cấu tạo cảm biến điện dung

Cảm biến điện dung có cấu tao khá đơn giản với phần đầu cảm biến có thể tuỳ biến về độ dài để tiếp xúc với môi chất. Nếu khoảng cách quá dài sẽ có loại probe hay còn gọi là cable để tăng khoảng cách đo.

Cảm biến điện dung đo mức nước có cấu tạo gồm 4 phần chính :

  1. Đầu dò cảm biến
  2. Ren kết nối
  3. Thân cảm biến chưa vi mạch xử lý tín hiệu
  4. Đầu kết nối tín hiệu ngõ ra

Lưu ý rằng giữa phần 2 và 4 có một đoạn dài hơn so với các loại khác. Thì đây chính là cảm biến điện dung có khả năng chịu được nhiệt độ cao.

Để dễ hình dung chúng ta có thể hiểu rằng xung quanh cảm biến luôn có một lượng rất nhiều điện cực mắc nối tiếp giữa cảm biến với thành bồn. Khi mức chất lỏng hoặc chất rắn tiếp xúc với điện cực của cảm biến thì lượng điện cực này lại tăng lên. Thông qua các thuật toán của các vi xử lý chúng ta có thể xác định được mức của nhiên liệu tiếp xúc với cảm biến.

Mỗi một nguyên liệu khác nhau lại có một mức độ dẫn điện khác nhau nên chúng ta cần sử dụng cảm biến cho phù hợp với từng môi chất.

Một số môi chất có độ dẫn điện thấp như nước RO hay còn gọi là nước cất có độ dẫn điện rất thấp. Các loại cảm biến điện dung thường không thể đo được. Tuy nhiên, công nghệ phát triển cảm biến điện dung đã có thể đo tốt cho các loại chất lỏng không dẫn điện.

Cảm biến điện dung dùng để làm gì

Khi đọc tới đây chắc rằng các bạn sẽ đặt câu hỏi “ Cảm biến điện dung dùng để làm gì ”. Sẽ có rất nhiều ứng dụng liên quan tới cảm biến điện dung. Một trong số đó là cảm biến điện dung đo mức nước và cảm biến báo mức dạng điện dung.

Ứng dụng cảm biến điện dung

Cảm biến điện dung được sử dụng để đo mức dầu. Mặc dù dầu là một môi chất không dẩn điện nhưng cảm biến điện dung vẫn đo được các loại dầu DO – FO và cả dầu ăn. Đối với các loại chất lỏng khác thì sao ?

Tất nhiên rằng việc đo các chất lỏng dẩn điện dể hơn rất nhiều so với các loại chất lỏng có tính dẩn điện thấp hoặc không dẩn điện.

Đối với các chất rắn như xi măng, bột, lúa, gạo, bột sắn, bột sữa … thì cảm biến điện dung dể dàng đo được do có sự biến đổi dung kháng lớn khi tiếp xúc với cảm biến. Khoảng cách tối đa cảm biến điện dung có thể đo được là 20m.

Như vậy, cảm biến điện dung vừa đo được các loại chất lỏng vừa đo được các loại chất rắn với hai dạng ON- OFF và liên tục cho ra tín hiệu 4-20mA. Chúng ta cùng tìm hiểu chi tiết các ứng dụng chi tiết của cảm biến điện dung nhé.