I sensori capacitivi possono rilevare il livello di materiali liquidi, polverosi e granulari attraverso pareti di contenitori non-metallici senza che il sensore venga a contatto col mezzo. Tuttavia, i sensori capacitivi convenzionali presentano anche degli svantaggi. La sensibilità del sensore deve essere regolata in un processo che richiede molto tempo in modo che il segnale venga innescato non dal contenitore stesso, ma dalla parete del contenitore insieme al mezzo. Se si provasse a rilevare accuratamente il livello di cioccolato, ketchup, ecc., usando un sensore capacitivo convenzionale, si scoprirebbe che questi media non colano senza lasciare residui, e i depositi generano regolarmente errori di rilevazione, che rendono impossibile una misurazione precisa.
Anche Gysi ha dovuto affrontare questa sfida, il rinomato produttore di cioccolato in Svizzera, al momento di attrezzare gli agitatori di varie macchine per la tempra per il trattamento del cioccolato, quando ha installato nuovi sensori per la regolazione del livello. Il precedente sistema di rilevamento del livello basato sulla misurazione della differenza di pressione, che era stato usato per anni, doveva essere controllato ripetutamente e pulito a intervalli regolari, il che comportava notevole sforzo e tempo di inattività. Per questo Gysi cercava una nuova soluzione.
I primi tentativi con un sensore integrato del produttore della macchina, tuttavia, non sono parsi promettenti. "Non potevamo lasciare l'applicazione incustodita," riferisce Ulrich Streit, che è responsabile per la tecnologia in Gysi, "il contenitore continuava a straripare. Questo era causato da errori di rilevazione proprio nel range di temperatura da 45 a 28 °C, nel quale la macchina per la tempra lavorava. Bastava un cambiamento di temperatura di pochi gradi per cambiare la permittività del mezzo in uso in modo tale che il sensore non commutasse più correttamente."
"Allora abbiamo cercato un'alternativa e scelto un sensore con tecnologia SMARTLevel dello specialista in sensori Balluff. Nel fare questa scelta ci siamo potuti fidare completamente di Balluff," aggiunge Streit. "Thomas Zumbrunn, Sales Engineer responsabile della filiale Balluff, ci ha fornito una consulenza completa. Abbiamo scelto insieme il sensore giusto in base alla polarità del mezzo da misurare il cioccolato e l'abbiamo verificato in un test d'installazione nel funzionamento reale. Ha funzionato subito. Adesso abbiamo una soluzione che funziona veramente senza errori, anche nel funzionamento prolungato."
Principio di misurazione con molti vantaggi
"Anche i nuovi sensori SMARTLevel M18 funzionano in base al principio capacitivo," spiega Zumbrunn, "ma con mezzi altamente conduttivi rendono possibili nuovi campi di applicazione e sono decisamente più semplici da gestire. Sono così in grado di compensare in maniera indipendente pareti di contenitore e depositi, che consentono una misurazione priva di errori senza elaborare riaggiustamenti. Allo stesso tempo, sono anche compatibili con tutti i sensori usati per la misurazione del livello di mezzi dipolo. Questo riguarda applicazioni ad immersione e di rilevamento di livello attraverso pareti non metalliche con uno spessore massimo di 10 mm. Di conseguenza, persino la rilevazione del cioccolato attraverso la membrana spessa 3-mm del manicotto in plastica, nel quale il sensore è avvitato, è un compito semplice.
Questo è possibile perché i sensori SMARTLevel lavorano a una frequenza oscillatoria decisamente più alta rispetto ai sensori capacitivi convenzionali. Inoltre, l'unità processore elettronico brevettata raccoglie più informazioni di quanto avvenga di solito con la misurazione di livello capacitiva. Questa valuta non solo la capacità, ma anche il valore di conduttività del mezzo. Dal momento che i media compatti hanno alti strati sottili dello stesso mezzo, ma solo valori bassi di conduttività, i nuovi sensori non hanno problemi a distinguere tra depositi sottili e livello reale. Questo significa che gli errori di rilevazione con mezzi che non colano senza lasciare residui, quali il cioccolato, sono impediti. Questa tecnologia è stata sviluppata al centro di competenza Balluff per i sensori capacitivi.
Installazione semplice, rapida regolazione
Gysi adesso ha 6 macchine modificate con i nuovi sensori e ci sono già progetti per modificare ulteriori sistemi. "Dal momento che ci occupiamo noi della conversione," continua Streit, "i costi sono bassi. Per farlo, il sensore viene semplicemente inserito in un manicotto di plastica sigillato e ruotato in un contenitore di metallo separato nella parete del contenitore in modo da essere a filo con essa." Il sensore SMARTLevel è facile da regolare con un potenziometro, e questo va fatto solo una volta dopo l'installazione. Inoltre, funziona senza aver bisogno di alcuna manutenzione. Adesso procedure di pulizia per il solo sensore sono del tutto innecessarie; esse vengono eseguite come parte del ciclo regolare di manutenzione.
Il sensore nella parete del contenitore rileva il livello di cioccolato direttamente attraverso la parte finale del manicotto in plastica nella parete del contenitore. Se il cioccolato scende al di sotto di un certo livello di riempimento, il sensore si aziona e dopo 30 secondi il cioccolato liquido viene ricaricato finché si raggiunge il livello di riempimento ottimale. A differenza dei sensori capacitivi convenzionali, questi indicatori di livello di riempimento non necessitano di essere regolati, né durante il funzionamento, né quando si cambia la ricetta. In questo modo il punto di commutazione tra cioccolato bianco e scuro, per esempio, si differenzia di soli 3 mm.
"È un po' più costoso di un sensore capacitivo standard," riassume Ulrich Streit, "ma quando si trova una soluzione perfetta che funziona permanentemente, il prezzo gioca solo un ruolo secondario. Il dispositivo si ripaga da sé nel giro di brevissimo tempo."
