Vorschläge zur Gestaltung eines kapazitiven Füllstandsensors gesucht. Der Sensor soll eine auf eine Platine geätzte Kondensatorstruktur sein und aussen an einem Kunststofftank angebracht werden (Wanddicke 2 mm). Das Wasser liegt also nicht zwischen den Kondensator-Platten, sondern daneben: ein "aufgefalteter", auf eine Platine geätzer Platten-Kondensator. Hat jemand Vorschläge, welche Struktur sich unter diesen Umständen am besten eignet, so dass möglichst viele Feldlinien durch das Wasser gehen und sich die Kapaztität maximal ändert, wenn der Wasserspiegel am Sensor vorbei wandert? Einfach zwei gegenüberliegende Rechtecke parallel zum Wasserspiegel? Zwei ineinandergreifende Kammstrukturen? Nebeneinanderliegende Quadrate? Mit den Spitzen gegenüberliegende Dreiecke? Und welche Masse (Abstände, Fläche)? Es soll nur darum gegen, Wassertiefstand zu erkennen, nicht den Füllstand zu messen. Die Erkennung "Wasser" bzw. "Kein Wasser" sollte möglichst auch dann noch funktionieren, wenn der Sensor-Abstand zum Tank variabel ist (+- 2 mm). Weiterhin frage ich mich, ob die vom Tank abgewandte Kupferfläche der Platine stehen bleiben sollte? Je nach Einsatzort liegt neben dem Tank mal ein Plastik- und mal ein Metallgehäuse. Eine Kupferseite würde zumindest konstante Verhältnisse bringen. Die Schaltung wäre ein VCO, dessen Frequenz vom Kondensator abhängt. Erforderlich sind mindestens 30 pF, ab 100 pF bleibt der VCO unter 100 KHz.
Hallo Muss es außen sein ? Ich habe mal einen Sensor aus Zwillingslitze gebaut. Die Leitung geht rein in den Tank und auch wieder raus. So sind die Enden nicht im Wasser und müssen nicht druckwasserdicht sein. Ansonsten würde ich die Kammstruktur bevorzugen. Die Rückseite würde ich ohne Kupfer machen, dafür aber einen metallischen Hut drüber mit etwas mehr Abstand. Weil wenn die Rückseite 1,5mm weg ist, und das Wasser 2mm event auch mehr, ist die Änderung gering. mfg Bernd
Ich habe mal mit der Struktur "zwei Kämme in einander" experiementiert, die Idee war je mehr Leiterbahn Kanten gegenüber liegen und je näher sie bei einander liegen sind desto höher die Kapazität. Damit sollte es leichter werden die Änderung zu messen (unsere Theorie). Die Praxis: die Platine mit 7,5 cm^2 und ein Leiterbahnabstand von 0,2 mm hatte etwa 100pF mit etwas Wässrigen drauf 150pF. Aber aus einen Abstand von 0 mm, schon nach 1 mm bewegte sich der Ausschlag bloß um +-5pF. Zu viel Luftfeuchte (anhauchen) lässt den Sensor auch auf 150pF hoch gehen. Ich denke 2 mm Wanddicke und +- 2mm Abstand zu Wand kriegt man mit den System nicht hin. Ich bin mir aber nicht sicher ob es nicht vielleicht schlauer wäre die Leiterbahnen weiter aus einander zu machen und dafür mit mehr Spannung zu arbeiten. Was relativ leicht geht ist, den Sensor im Tank zu haben, dann muss man aber die Platine mit irgend was isolieren was kein Wasser aufnimmt.
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Kammstruktur war auch mein erste Idee - bringt viel gegenüberliegende Fläche. Andererseits könnte man vermuten, dass der grösste Teil der Feldlinien dann direkt zwischen den eng liegenden Leiterbahnen verlaufen wird und nicht durch das Wasser. Vieleicht sollte man die Flächen weiter auseinander legen? Die Kapazität wird sinken, aber man könnte vieleicht mehr Feldlinien durch das Wasser zwingen? An die Dreiecksstruktur - Spitze gegenüber (siehe Anhang) hatte ich aus diesem Grund gedacht.
Ich wuerd auch sagen aussen ist eine schlechte Wahl. Dann noch Hinten (Leiterplatte)und vorne (Tank) satt Dielektrikum drauf. Da gehen kaum mehr Feldlinien in den Tank. Ich wuerde eine wasservertraegliche loesung anstreben und was in den Tank tun. Die verdrille Litze ist eine Sache, zwei isolierte Metallrohre mit Kunststoff oder Glas drueber eine Andere.
schau dir mal die folgenden aplication notes von microchip an http://www.microchip.com/Stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1824&appnote=en531112 http://www.microchip.com/Stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1824&appnote=en531109 http://www.microchip.com/Stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1824&appnote=en531257 mfg thomas
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