سنسورهای خازنی می‌توانند در متریال‌های با دی‌الکتریک پایین‌تر مثل پلاستیک یا شیشه و متریال‌های با دی‌الکتریک بالاتر مثل مایعات، عمل سنس (حسگری) را انجام دهند. به این شکل سنسورهای خازنی می‌توانند سطح متریال‌های مختلفی را از طریق دیواره پلاستیک یا محفظه شیشه‌ای با بکارگیری گیج آب (sight glass) یا چاه مخزن برای محفظه‌های فلزی، شناسایی کنند. با در نظر گرفتن بعضی موارد می توان از سنسور خازنی در اندازه گیری سطح استفاده کرد.
کاربردهای سنسور خازنی
سنسورهای خازنی برای شناسایی انواع مختلفی از متریال‌ها، همچون مایعات با ویسکوزیته و میزان جامد بودن متفاوت؛ مثل پودرها، سنگ‌ها و فلزات، استفاده می‌شوند.
به طور مثال، سنسورهای خازنی معمولا برای شناسایی متریال‌های پودری یا گرانولار (دانه دانه) مثل ساچمه‌های پلاستیکی در یک هاپر برای فرآیندهای قالب‌گیری تزریقی استفاده می‌شوند. همچنین سنسورهای ذاتا ایمن NAMUR در نواحی انفجاری استفاده می‌شوند، (همچون بالابر غله) تا متریال‌هایی از برنج گرفته تا مالت جو، ذرت و سویا را شناسایی کنند. المان فعال سنسور خازنی، توسط دو الکترود فلزی که به شکل خازن «باز» قرار گرفته‌اند، شکل می‌گیرد.
بیشتر بخوانید: ۷ گام ساده برای شناخت سنسور های خازنی
نحوه عملکرد سنسور خازنی
الکترودها در یک حلقه بازخورد با نوسانگر فرکانس بالا قرار داده می‌شوند. وقتی که هیچ هدفی حاضر نباشد، ظرفیت خازنی سنسور پایین است و دامنه نوسان کوچک است. وقتی که هدف به وجه رویی سنسور می‌رسد، ظرفیت خازنی و در نتیجه دامنه نوسان را افزایش می‌دهد. دامنه نوسان توسط مدار ارزیابی اندازه‌گیری می‌شود که یک سیگنال برای خاموش یا روشن کردن خروجی ایجاد می‌کند.
ظرفیت خازنی، تابعی از مساحت سطح دو الکترود، فاصله بین الکترودها و ثابت دی‌الکتریک متریال بین الکترودهاست. وقتی یک هدف رسانا وارد میدان سنسور می‌شود، یک الکترود خنثی به وجه فعال سنسور تشکیل می‌شود، فاصله بین الکترودها را کاهش می‌دهد و متوسط مساحت سطح را افزایش می‌دهد (شکل ۱). وقتی که هدف نارسانا وارد میدان سنسور می‌شود، به عنوان یک عایق الکتریکی بین الکترودها عمل می‌کند (شکل ۲).
شکل ۱
شکل ۲
ثابت دی الکتریک در سنسور های خازنی
ثابت دی‌الکتریک متریال حس‌شده، معیاری از خصیصه‌های عایق بودن آن است. تمام مایعات و جامدات، ثابت دی‌الکتریک بزرگی از هوا دارند؛ ظرفیت خازنی اهداف فلزی و غیر فلزی همیشه بزرگ‌تر از ظرفیت خازنی مدار سنسور در هنگام غیبت هدف است. عموما هر چقدر ثابت دی‌الکتریک متریال بزرگ‌تر باشد، فاصله عملیاتی قابل دستیابی سنسور بزرگ‌تر خواهد بود.
نحوه بکارگیری سنسور خازنی در اندازه گیری سطح
از آنجایی که سنسورهای خازنی برای سنس یا حس کردن مایعات استفاده می‌شوند، هر مایعی که با سنسور واقعی در تماس قرار بگیرد، باعث می‌شود که روی آن قفل شود. از آنجایی که سنسورهای خازنی نمی‌توانند از ورای فلز را حس کنند،
کاربردهایی که نیازمند شناسایی سطح مایع در دیواره یک محفظه فلزی هستند، نیازمند پیچ و بست‌های خاص گیج آب و چاه مخزن برای سنسور خازنی هستند تا موثر واقع شود. عموما، سنسورهای خازنی باند حساسیت وسیعی دارند که باعث می‌شود بتوانند در کاربردهای سخت تلاش کنند،
همچون حس کردن قطعات فلزی بسیار کوچک داخل یک لوله. همچنین سنسورهای خازنی از نظر گزینه‌های پوششی، به شدت انعطاف‌پذیر هستند (برل/barrel، مستطیل، پروب) و در بسیاری از محیط‌ها و عملیات قابل استفاده هستند. این انعطاف‌پذیری به تولیدکنندگان این امکان را می‌دهد که سنسورهای خازنی را در موقعیت‌های بی‌شماری به کار بگیرند و از هزینه‌ها بکاهند و به کارخانه‌ها کمک شود که با بهره‌وری بیشتری فعالیت کنند.
