Các loại cảm biến tiệm cận trong công nghiệp vô cùng quan trọng, bởi chúng không thể thiếu trong các ứng dụng. Bởi có thể đáp ứng đa dạng nên cảm biến có nhiều loại, Vậy chúng có những loại nào nhiều?!
Cảm biến tiệm cận còn được gọi là Proximity Sensors trong Tiếng Anh. Các loại cảm biến tiệm cận chính trong công nghiệp là cảm biến tiệm cận cảm ứng và cảm biến tiệm cận điện dung.
Cảm biến tiệm cận cảm ứng
Cảm biến tiệm cận cảm ứng trong Tiếng Anh được gọi là Proximity, cảm biến tiệm cần là gì? Nó là thiết bị, phát hiện các vật bằng cách tạo ra trường điện từ nên chỉ phát hiện được vật kim loại.
1. Các loại cảm biến tiệm cận cảm ứng
Cảm biến tiệm cận cảm ứng có 2 loại: có bảo vệ và không có bảo vệ.
- Cảm biến tiệm cận cảm ứng có bảo vệ (Shielded): Từ trường được tập trung trước mặt sensor nên ít bị nhiễu bởi kim loại xung quanh nhưng khoảng cách đo ngắn đi.
- Cảm biến tiệm cận cảm ứng không có bảo vệ (Un-Shielded): không có bảo vệ từ trường xung quanh mặt sensor nên khoảng cách đo dài hơn nhưng lại dễ bị nhiễu bởi kim loại xung quanh.
2. Nguyên lý hoạt động
Cảm biến tiệm cận cảm ứng proximity sensor bao gồm một cuộn dây được cuốn quanh một lõi từ ở đầu cảm ứng. Sóng cao tần đi qua lõi dây này sẽ tạo ra một trường điện từ dao động quanh nó. Trường điện từ này được một mạch bên trong kiểm soát. Khi có vật kim loại di chuyển về phía trường này, sẽ tạo ra dòng điện (dòng điện xoáy) trong vật.
Những dòng điện này gây ra tác động như máy biến thế, do đó năng lượng trong cuộn phát hiện giảm đi và dao động giảm xuống; độ mạnh của từ trường giảm đi.
Mạch giám sát phát hiện ra mức dao động giảm đi và sau đó thay đổi đầu ra của vật đã được phát hiện.
Vì nguyên tắc vận hành này sử dụng trường điện từ nên cảm biến tiệm cận cảm ứng vượt trội hơn cảm biến quang điện về khả năng chống chịu với môi trường.
3. Đầu ra của cảm biến tiệm cận cảm ứng
Hiện nay, hầu hết các cảm biến tiệm cận cảm ứng đều có đặc điểm đầu ra tranzito có logic NPN hoặc PNP. Những loại này còn được gọi là kiểu DC-3 dây.
Trong một số trường hợp cài đặt, người ta sử dụng cảm biến tiệm cận có 2 kết nối (âm và dương). Chúng được gọi là kiểu DC-2 dây.
Cảm biến tiệm cận điện dung
Cảm biến tiệm cận điện dung là loại cảm biến dùng để cảm nhận mức chất lỏng, chất kết dính hay các loại chất rắn khối lượng nhỏ như cát, bột, xi măng, hạt nhựa,…
Hầu hết các loại cảm biến tiệm cận điện dung được ứng dụng trong các khu vực nhà máy dùng để đo mức, báo mức chất lỏng chất rắn trong các bồn chứa nước, các silo và các bể chứa,…
1. Cấu tạo
Cảm biến tiệm cận điện dung được cấu tạo từ 4 thành phần chính: Cuộn dây điện từ, bộ tạo dao động, mạch trigger, khối output.
Bề mặt cảm biến điện dung có cấu tạo bởi ba vòng kim loại đồng tâm. Hai vòng kim loại ở trong cùng là hai điện cực tạo thành tụ điện, vòng tròn thứ ba ở ngoài cùng được gọi là điện cực bù. Điện cực bù này có tác dụng giảm độ nhạy của cảm biến với bụi bẩn, dầu mỡ,… giúp cảm biến hoạt động chính xác hơn.
2. Nguyên lý hoạt động
Trong cảm biến tiệm cận điện dung có bộ phận làm thay đổi điện dung C của các bản cực. Nguyên lý hoạt động cơ bản của cảm biến tiệm cận điện dung dựa trên việc đánh giá sự thay đổi điện dung của tụ điện. Bất kì một vật nào đi qua trong vùng nhạy của cảm biến tiệm cận điện dung thì điện dung của tụ điện tăng lên. Sự thay đổi điện dung này phụ thuộc vào khoảng cách, kích thước và hằng số điện môi của vật liệu. Bên trong có mạch dùng nguồn DC tạo dao động cho cảm biến dòng, cảm biến dòng sẽ đưa ra một dòng điện tỉ lệ với khoảng cách giữa 2 tấm cực.
3. Các loại cảm biến tiệm cận điện dung
Cảm biến tiệm cận điện dung có 2 loại chính:
- Cảm biến đo mức nước bằng điện dung: Đây là cảm biến báo mức dạng điện dung dùng để báo mức nước trên các đường ống dẫn nước hoặc trong các khu vực chứa nước cần báo mức.
- Cảm biến đo mức dầu và chất rắn, chất kết dính: Đây là cảm biến dùng để đo mức nước, mức dầu, mức chất kết dính và mức chất rắn có khối lượng nhỏ với áp lực thấp. Loại này có độ dài que điện cực lên tới 6 mét, chuyên dùng để đo mức trong các bồn chứa dầu nhờn, xăng, cát, bột mịn,…
Trên đây là thông tin cụ thể về các loại cảm biến tiệm cận phổ biến nhất. Hi vọng bài viết cung cấp những thông tin cần thiết giúp người đọc hiểu rõ hơn về từng loại cảm biến tiệm cận cụ thế.
> Tham khảo bài viết: Cảm biến tiệm cận là gì?
>> Tham khảo bài viết: Điện tự động hóa là gì?
