Für Hochtemperaturanwendungen bis 800 °C und industrielle Umgebungen

Kapazitive Sensoren

Die neuen capaNCDT CSE/HT Hochtemperatursensoren werden für Weg- und Abstandsmessungen bei Umgebungstemperaturen von –50 °C bis zu +800 °C eingesetzt. Dank der hohen Temperaturstabilität und der ausgesprochen hohen Linearität liefert das Messsystem präzise Ergebnisse auch bei anspruchsvollen Umgebungsbedingungen.

Das neue kapazitive Sensorsystem capaNCDT 6228 ist für Messaufgaben mit Umgebungstemperaturen bis +800 °C konzipiert. Dank der hohen Temperaturstabilität und der ausgesprochen hohen Linearität innerhalb des Temperaturbereichs liefert das Messsystem hochpräzise Ergebnisse auch bei anspruchsvollen Umgebungsbedingungen. Die verfügbaren Sensoren decken Messbereiche von 1 mm bis zu 20 mm ab. Das integrierte störresistente Hochtemperatur-Koaxialkabel mit Beidraht minimiert Signalstörungen durch externe elektrische oder magnetische Felder.

Pegelüberwachung von Glasschmelze

Die capaNCDT CSE Hochtemperatursensoren können mit den performanten Controllern der Serie capaNCDT 6228 betrieben werden. Im Vergleich zu anderen berührungslosen Messverfahren zeichnen sich kapazitive Wegsensoren von Micro-Epsilon durch höchste Messgenauigkeit und Stabilität aus. Da thermisch bedingte Leitfähigkeitsänderungen des Messobjekts keinen Einfluss auf die Messung nehmen, sind die Messwerte auch bei starken Temperaturschwankungen stabil. Das neue kapazitive Sensorsystem capaNCDT 6228 setzt sich aus den kapazitiven Hochtemperatursensoren capaNCDT CSE/HT und dem Controller capaNCDT 6228 zusammen.

An den performanten Controller lassen sich bis zu vier Sensoren gleichzeitig anschließen. Die verfügbaren Sensoren decken Messbereiche von 1 mm bis zu 20 mm ab. Ein Hochtemperatur-Sensorkabel kompensiert Störungen durch elektrische oder magnetische Felder. Die Ausgabe der Messdaten erfolgt sowohl analog als auch digital über moderne Schnittstellen wie Ethernet und EtherCAT.

Kapazitiven Wegsensoren hängt noch immer der Ruf an, vor allem für saubere und trockene Umgebung geeignet zu sein. Doch als industrieoptimierte Ausführungen, wie sie Micro-Epsilon in der capaNCDT-Serie konzipiert hat, bringen kapazitive Sensoren in industriellen Anwendungen wahre Höchstleistungen. Sie messen auch in industrieller Umgebung mit höchster Präzision bis in den Submikrometerbereich. Sie sind temperaturstabil, robust und flexibel und somit auch in Umgebungen mit wechselnden Temperaturen oder mit Magnetfeldern einsetzbar.

Industrieoptimierte kapazitive Sensoren bringen in industriellen Anwendungen wahre Höchstleistungen und messen bis in den Submikrometerbereich. Sie sind temperaturstabil, robust und flexibel und somit auch in Umgebungen mit wechselnden Temperaturen oder mit Magnetfeldern einsetzbar.

Dickenmessung von Bremsscheiben

Messobjekte

Kapazitive Sensoren können zur Abstandsmessung auf verschiedenen Werkstoffen eingesetzt werden, sind aber am genauesten bei elektrisch leitfähigen Messobjekten. Das elektrische Feld dringt in diesem Fall nicht in das Messobjekt ein, so dass selbst auf dünnen Schichten, wie z. B. einer 10 µm dicken leitfähigen Farbe, präzise Ergebnisse erzielt werden können. Auch viele Halbleiter, wie z. B. Siliziumwafer, können genauestens gemessen werden. Durch Anpassungen, wie einer reduzierten Betriebsfrequenz, werden auch bei Halbleitern mit schwacher Leitfähigkeit gute Ergebnisse erzielt.

Kapazitive Sensoren können sogar zum Erfassen von elektrischen Isolatoren verwendet werden. Die elektrischen Feldlinien des Sensors durchdringen nicht leitendes Material, aber eine spezielle elektronische Schaltung und spezifische Werkskalibrierungen kompensieren dieses Verhalten, so dass Entfernungsmessungen auf Isolatoren möglich sind, wenn auch mit geringerer Genauigkeit. Die Dicke von Isolatoren kann gemessen werden, wenn leitendes Material unterliegt. Der gemessene Blindwiderstand ändert sich mit der Dicke des Isolators, da die Feldlinien den Isolator durchdringen und mit dem Leiter schließen.

Messungen auf allen Messobjekten

Leitende Messobjekte: Metalle, Graphit, Silizium, CFK, Wasser
Nicht leitende Messobjekte: Kunststoffe (auch GFK, glasfaserverstärkter Kunststoff), Keramik, Steatit, Porzellan, Glas, Klebstoffe, Harze, Öle, Gelatine

Industrielle Anwendungsbeispiele

Magnetfeldunempfindlich: Luftspaltmessung in großen Elektromotoren

Die Vorteile der industrieoptimierten Sensoren zeigen sich unter anderem bei großen Elektromotoren wie sie in Gesteinsmühlen zur Zementherstellung oder beim Abbau von Erzen verwendet werden. Der Rundlauf dieser Anlagen muss ständig überprüft werden. Die Motoren mit Durchmessern von über 10 m nehmen großen Schaden, wenn der Rotor den Stator berühmt. Daher wird der sogenannte Läuferspalt, der Abstand zwischen Rotor und Stator, durch kapazitive Wegsensoren ständig überwacht. Die wechselnden magnetischen Felder haben dank des triaxialen Aufbaus und der Verwendung von nicht-magnetischen Materialien wie Titan oder Edelstahl keinen Einfluss auf das Messergebnis. Aufgrund des berührungslosen Messprinzips besteht auch keinerlei physische Einwirkung auf Sensor oder Messobjekt, wodurch sich Langzeitstabilität ergibt.

Messung des Walzenverschleißes über den Lagerspalt

Um den Verschleiß von Walzen zu ermitteln, werden kapazitive Wegsensoren eingesetzt. Dabei wird der Walzenverschleiß indirekt über die Veränderung des Lagerspalts der Antriebswelle gemessen. Dank der kapazitiven Sensoren erfolgt die Messung kontinuierlich und mit hoher Präzision. Der Verschleiß wird dadurch permanent ermittelt und frühzeitig erkannt, wodurch die Wartungsintervalle gezielt eingeplant werden können. Die kapazitiven Sensoren können auch bei starken Temperaturschwankungen eingesetzt werden und liefern eine hohe Signalstabilität.

Dickenmessung mit kapazitiven Sensoren

Zwei gegenüberliegend angebrachte kapazitive Sensoren ermöglichen eine zweiseitige Dickenmessung von elektrisch leitfähigen Werkstoffen. Mit dieser Methode lassen sich z.B. Banddicken bis in den μm-Bereich messen. Jeder der beiden kapazitiven Wegsensoren liefert ein lineares Abstandssignal, das der Controller als Dickenmesswert verrechnet. Der Messfleck der Sensoren ist größer als bei optischen Messverfahren, wodurch Strukturen und Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche gemittelt werden. Durch Verwendung der capaNCDT Mehrkanal-Controller können auch mehrere Sensorpaare mit nur einem Controller verarbeitet werden.

Präzise Messung des Walzenspalts

Ausrichten von Walzen: Das Handmessgerät capaNCDT MD6 detektiert Spalte in industrieller Umgebung mikrometergenau und wird z.B. zum Ausrichten von Walzen eingesetzt. Der zweiseitige Flachsensor ermittelt den Walzenspalt und wird sowohl bei der Inbetriebnahme als auch im Servicefall eingesetzt. Das Messsystem überzeugt durch seine hohe Genauigkeit und vielfältigen Einsatzmöglichkeiten gepaart mit intuitiver Bedienbarkeit. Eingesetzt wird es im Anlagen- und Maschinenbau, in Windkraftanlagen, bei Bau und Wartung von Turbinen und Triebwerken und im Prüfstand.

Inline-Überwachung des Walzenspaltes: Für eine permanente Überwachung des Walzenspalts werden kapazitive Flachsensoren mit Mehrkanal-Controllern betrieben. Somit können die Messwerte in die Steuerung übergeben werden, um die Absenkung der Walzen exakt nachzuregeln.

Messungen im Teilchenbeschleuniger

In einer Sonderbauform werden kapazitive Sensoren von Micro-Epsilon als Hydrostatic Leveling System CHLS4 in Teilchenbeschleunigern eingesetzt. Die Sensoren überwachen die Höhenlage im kilometerlangen Rohrsystem mit einer Genauigkeit im Submikrometerbereich. Die Sensoren sorgen für die exakte Ausrichtung der Beschleunigerspur. Somit wird sichergestellt, dass die Teilchen zielgenau zu hochenergetischen Kollisionen geführt werden. Die capaNCDT-Sensoren in diesem speziell entwickelten System verfügen über ein Schutzgehäuse mit einem keramischen Heizelement, das sie trocken hält. Dank des innovativen Aufbaus widerstehen die Sensoren der radioaktiven Strahlungsbelastung und liefern langzeitstabile Messergebnisse.