Los sensores de capacitancia (o sensores dieléctricos) utilizan la capacitancia para medir la permitividad dieléctrica de un medio circundante. La configuración es como la sonda de neutrones donde se instala un tubo de acceso hecho de PVC en el suelo ; las sondas también pueden ser modulares (similares a un peine) y conectarse a un registrador. El cabezal de detección consta de un circuito oscilador, la frecuencia está determinada por un electrodo anular , un condensador de efecto de franja y la constante dieléctrica del suelo. Cada sensor de condensador consta de dos anillos de metal montados en la placa de circuito a cierta distancia de la parte superior del tubo de acceso. Estos anillos son un par de electrodos, que forman las placas del condensador con el suelo actuando como dieléctrico en el medio. Las placas están conectadas a un oscilador, que consta de un inductor y un condensador. El campo eléctrico oscilante se genera entre los dos anillos y se extiende al medio del suelo a través de la pared del tubo de acceso. El condensador y el oscilador forman un circuito, y los cambios en la constante dieléctrica de los medios circundantes se detectan por cambios en la frecuencia de operación. Los sensores de capacitancia están diseñados para oscilar a más de 100 MHz dentro del tubo de acceso en aire libre. La salida del sensor es la respuesta de frecuencia de la capacitancia del suelo debido a su nivel de humedad.
Aplicaciones
- Una aplicación de este tipo de dispositivo es la medición del contenido de agua del suelo , donde el volumen de agua en el volumen total del suelo influye en gran medida en la permitividad dieléctrica del suelo porque la dieléctrica del agua (80) es mucho mayor que la de los otros componentes del suelo (suelo mineral: 4, materia orgánica: 4, aire: 1). Cuando la cantidad de agua cambia en el suelo, una sonda medirá un cambio en la capacitancia debido al cambio en la permitividad dieléctrica que puede correlacionarse directamente con un cambio en el contenido de agua. Los sensores de capacitancia se utilizan ahora ampliamente en la programación de riego en la agricultura en todo el mundo. [ cita requerida ]
- Monitoreo del curado de materiales compuestos : Los sensores dieléctricos o de capacitancia se utilizan para medir la respuesta eléctrica de las resinas termoendurecibles y las matrices de materiales compuestos a una profundidad específica sobre la superficie del sensor. El modelo clave involucrado en el uso de estos sensores es el modelo de campo eléctrico. La correspondencia entre las propiedades eléctricas del material dentro del campo y la medición (es decir, la capacitancia) es fundamental para interpretar las lecturas del sensor dieléctrico. [ cita requerida ]
- Medición de la holgura de las puntas en pruebas de turbomáquinas. [1]
- Los sensores de capacitancia también se pueden utilizar para medir el nivel de algunos materiales sólidos en estructuras como tolvas o silos.
Véase también
Referencias
- ^ Sheard, AG (20 de junio de 2011). "Medición de la distancia entre las puntas de las cuchillas". Revista internacional de maquinaria rotatoria . 2011 : 13. doi : 10.1155/2011/516128 .
- Dane JH, Topp GC, coeditores 2002. "Métodos de análisis de suelos, parte 4: métodos físicos". Soil Science Society of America, Inc. Madison, Wisconsin.
- Czarnomski NM, Moore GW, Pypker TG, Licata J. 2005. "Precisión y exactitud de tres instrumentos alternativos para medir el contenido de agua del suelo en dos suelos forestales del noroeste del Pacífico". Revista canadiense de investigación forestal 35 , 8, pág. 1867.
