Capacitive Level Sensor คืออะไร

Capacitive Level Sensor หรือ เซ็นเซอร์ระดับความจุ เป็นเทคโนโลยีที่มีคุณค่ามากสำหรับการจัดการและการตรวจสอบระดับของเหลว ใช้งานในหลากหลายอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์ เซ็นเซอร์เหล่านี้ไม่เพียงแต่วัดความสูงของของเหลวได้อย่างแม่นยำเท่านั้น แต่ยังสามารถตรวจสอบได้โดยไม่ต้องสัมผัสกับของเหลว

หลักการทํางานของ Capacitive Level Sensor

Capacitive Level Sensor หรือ เซ็นเซอร์ระดับความจุใช้หลักการของความจุเพื่อวัดความสูงหรือการเปลี่ยนแปลงระดับของของเหลว โครงสร้างพื้นฐานประกอบด้วยอิเล็กโทรดตรวจจับและอิเล็กโทรดกระตุ้นที่นํากระแส นี่คือวิธีการทํางาน:

Capacitive level sensor ประกอบด้วยอะไรบ้าง

1. อิเล็กโทรดตรวจจับ (Detection electrode): คือส่วนประกอบหลักของเซ็นเซอร์ ทำหน้าที่สร้างความจุกับของเหลว โดยที่รูปร่างและการเลือกวัสดุมีผลต่อประสิทธิภาพและความแม่นยำ อิเล็กโทรดตรวจจับจะตั้งอยู่ใกล้หรือภายในของเหลวเพื่อสร้างความจุกับของเหลวนั้นๆ
2. อิเล็กโทรดกระตุ้น (Excitation electrode): ในเซ็นเซอร์ระดับคาปาซิทีฟมีหน้าที่สำคัญในการสร้างสนามไฟฟ้า นอกจากอิเล็กโทรดตรวจจับแล้ว อิเล็กโทรดกระตุ้นยังช่วยในการนำกระแสไฟฟ้า สนามไฟฟ้าที่ถูกสร้างขึ้นนี้มีผลต่อค่าความจุระหว่างอิเล็กโทรดตรวจจับกับของเหลว ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อการวัดความเปลี่ยนแปลงของระดับของเหลว
3. หน่วยประมวลผลสัญญาณ (Signal processing unit): เซ็นเซอร์มักติดตั้งตัวประมวลผลสัญญาณหรือตัวแปลงเพื่อประมวลผลข้อมูลจากการเปลี่ยนแปลงความจุที่ตรวจจับได้จากอิเล็กโทรด โดยมันจะแปลงการเปลี่ยนแปลงความจุนั้นเป็นข้อมูลระดับที่สามารถอ่านได้หรือเป็นสัญญาณเอาต์พุตที่ใช้งานได้
4. ตัวเชื่อมต่อและตัวเรือน (connectors and housings): ของเซ็นเซอร์มีหน้าที่ในการปกป้องส่วนประกอบภายในและให้อินเทอร์เฟซการเชื่อมต่อที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานกับอุปกรณ์หรือระบบต่างๆ

เซ็นเซอร์ Capacitive มีกี่ประเภท

เซ็นเซอร์ระดับของเหลวชนิดแทรก (Insertion type liquid level sensor):

• หลักการทำงาน: เซ็นเซอร์ประเภทนี้ทำการวัดความสูงของระดับของเหลว โดยการใส่โพรบลงไปในเหลวนั้น โพรบมักประกอบไปด้วยอิเล็กโทรด และเมื่อระดับของเหลวสัมผัสกับอิเล็กโทรด การเปลี่ยนแปลงแบบ capacitive ก็จะเกิดขึ้น ซึ่งเซ็นเซอร์จะทำการวัดการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้และส่งสัญญาณที่สอดคล้องกัน
• การประยุกต์ใช้: มักใช้งานภายในภาชนะหรือท่อขนาดเล็ก โดยการวัดความสูงของระดับน้ำจะทำโดยการใส่เซ็นเซอร์ลงไปในเหลวโดยตรง

เซ็นเซอร์ระดับของเหลวจมอยู่ใต้น้ำ (Submerged liquid level sensor):

• หลักการทำงาน: ของเซ็นเซอร์ประเภทนี้คือการวัดความสูงของระดับของเหลว โดยการจุ่มเซ็นเซอร์ลงไปในของเหลวอย่างสมบูรณ์ ไม่จำเป็นต้องใช้โพรบเพิ่มเติม
• การประยุกต์ใช้งาน: เซ็นเซอร์นี้เหมาะกับการวัดของเหลวที่มีความลึก สามารถวางลงในของเหลวโดยตรงเพื่อวัดความสูงของชั้นของเหลวได้ทั้งหมด มักใช้ในบ่อน้ำลึก ถังหรือถังเก็บของเหลว และในโอกาสอื่นๆ

หน่วยประมวลผลสัญญาณของเซ็นเซอร์ระดับ Capacitive คืออะไร

หน่วยประมวลผลสัญญาณของเซ็นเซอร์ระดับคาปาซิทีฟ โดยทั่วไปจะเป็นแผงวงจรหรือโมดูลที่ประมวลผลการเปลี่ยนแปลงความจุที่เซ็นเซอร์ตรวจจับได้และแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่สามารถใช้งานได้ หน่วยนี้ประกอบด้วยส่วนประกอบหลักดังนี้:

1. วงจรปรับสภาพสัญญาณ (Signal conditioning circuitry): ใช้สำหรับขยายและกรองการเปลี่ยนแปลงความจุขนาดเล็กที่ตรวจจับได้ เพื่อทำให้การวัดและการเข้าใจเป็นไปได้ง่ายขึ้น
2. ตัวแปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิตอล (ADC): ทำการแปลงสัญญาณความจุแบบอนาล็อกเป็นสัญญาณดิจิตอล เพื่อใช้ในการประมวลผลหรือการส่งผ่านโดยระบบดิจิทัล
3. ไมโครโปรเซสเซอร์หรือหน่วยประมวลผล (Microprocessor or processing unit): ปฏิบัติการประมวลผลสัญญาณและวิเคราะห์ข้อมูล ซึ่งอาจรวมถึงการกรอง การปรับเทียบ และการชดเชยอุณหภูมิ
4. อินเทอร์เฟซการสื่อสาร (Communication interface): ช่วยให้เซ็นเซอร์สามารถสื่อสารกับอุปกรณ์หรือระบบอื่น ๆ ได้ เช่น อินเทอร์เฟซแบบอนุกรม (เช่น RS-485 หรือ Modbus) หรือเอาต์พุตแบบอนาล็อก (เช่น 4-20mA)

ส่วนประกอบต่างๆ ทำงานร่วมกันเพื่อสร้างหน่วยประมวลผลสัญญาณในเซ็นเซอร์ capacitive ช่วยให้สามารถแปลงการเปลี่ยนแปลงค่าความจุที่ตรวจจับได้เป็นสัญญาณที่ใช้ในการตรวจสอบได้

ข้อดีและคุณสมบัติของเซ็นเซอร์ระดับ Capacitive

1. เซ็นเซอร์ Capacitive สามารถวัดระดับของเหลวได้โดยไม่ต้องสัมผัสโดยตรงกับของเหลว การไม่สัมผัสช่วยหลีกเลี่ยงปัญหาการปนเปื้อน, การกัดกร่อน, หรือความเสียหายของวัสดุที่อาจเกิดจากการสัมผัส ดังนั้นเซ็นเซอร์นี้จึงเหมาะกับการวัดของเหลวที่มีคุณสมบัติกัดกร่อนหรือของเหลวที่มีความหนืด และเหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการมาตรฐานสุขอนามัยที่สูง เช่นในอุตสาหกรรมแปรรูปอาหารหรือยา
2. เซ็นเซอร์ระดับ Capacitive เหมาะสำหรับการวัดระดับของเหลวทุกประเภท รวมทั้งของเหลวที่มีคุณสมบัติทางเคมีแตกต่างกัน โดยไม่ต้องพิจารณาค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของของเหลว ทำให้เซ็นเซอร์นี้สามารถวัดระดับได้อย่างแม่นยำและใช้งานได้กว้างขวาง
3. เซ็นเซอร์เหล่านี้มักมีความแม่นยำและความเสถียรสูง การออกแบบที่ดีช่วยให้สามารถให้ข้อมูลการตรวจสอบที่ถูกต้องและน่าเชื่อถือ ซึ่งมีความสำคัญมากสำหรับกระบวนการอุตสาหกรรมที่ต้องการการควบคุมระดับอย่างแม่นยำ
4. เซ็นเซอร์แบบ Capacitive เหมาะสำหรับการใช้งานในสถานการณ์อุตสาหกรรมที่หลากหลาย โดยใช้ในการตรวจสอบระดับและการจัดการของเหลวในอุตสาหกรรมเคมี, การแปรรูปอาหาร, ยา, และการบำบัดน้ำ ตัวอย่างเช่น, เซ็นเซอร์เหล่านี้สามารถใช้ในเครื่องปฏิกรณ์, ถัง, ท่อส่ง ฯลฯ เพื่อตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของระดับของเหลวอย่างแม่นยำ, ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงความปลอดภัยและประสิทธิภาพของกระบวนการทางอุตสาหกรรม

สรุป

เซ็นเซอร์ระดับ Capacitive คือเครื่องมือที่ใช้ตรวจสอบระดับของเหลวอย่างมีประสิทธิภาพและเสถียรภาพ ไม่เพียงแต่มอบการวัดที่แม่นยำและข้อมูลเอาต์พุตที่น่าเชื่อถือเท่านั้น แต่ยังเสนอโซลูชันในการควบคุมระดับของเหลวที่สะดวกและเชื่อถือได้สำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ รวมถึงอุตสาหกรรมการบำบัดน้ำ โดยมีการสนับสนุนทางเทคนิคที่เชื่อถือได้สำหรับกระบวนการผลิตและการตรวจสอบ