Cảm biến tiệm cận là gì? Nó là một thiết bị được sử dụng rất phổ biến trong hoạt động sản xuất tại nhiều lĩnh vực khác nhau. Để hiểu rõ hơn cảm biến tiệm cận là gì, nguyên lý hoạt động, phân loại, ứng dụng và lưu ý khi sử dụng cảm biến tiệm cận hãy cùng tham khảo bài viết dưới đây.
Cảm biến tiệm cận là gì?
Cảm biến tiệm cận hay còn được gọi là PROX, có tên Tiếng Anh là Proximity Sensors. Cảm biến này sẽ phản ứng khi có vật ở gần cảm biến trong khoảng cách chỉ vài mm và hoạt động tốt ngay cả trong môi trường khắc nghiệt.
Cảm biến tiệm cận thường phát hiện vị trí cuối của chi tiết máy và tín hiệu đầu ra của cảm biến khởi động một chức năng khác của máy.
Cảm biến tiệm cận chuyển đổi tín hiệu về sự chuyển động haowcj xuất hiện của vật thể thành tín hiệu điện. Có 3 hệ thống phát hiện để thực hiện công việc chuyển đổi này: hệ thống sử dụng sự thay đổi điện dung khi đến gần vật thể cần phát hiện, hệ thống sử dụng nam châm và hệ thống chuyển mạch cộng từ, hệ thống sử dụng dòng điện xoáy được phát ra trong vật thể kim loại nhờ hiện tượng cảm ứng điện từ,…
Các đặc điểm chung của cảm biến tiệm cận:
- Hoạt động ổn định, chống rung và chống shock tốt.
- Phát hiện được vật thể mà không cần tiếp xúc, không tác động lên vật, khoảng cách xa nhất tới 30mm.
- Có thể sử dụng trong môi trường khắc nghiệt.
- Tốc độ đáp ứng nhanh, tuổi thọ cao so với công tắc giới hạn (limit switch).
- Đầu sensor nhỏ có thể lắp ở nhiều nơi.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận
Cảm biến tiệm cận hoạt động theo nguyên lý trường điện từ phát ra xung quanh cảm biến với khoảng cách tối đa 30mm và khi gặp vật thể, nó sẽ phát tín hiệu truyền về bộ xử lý.
Phân loại cảm biến tiệm cận
Có 2 loại cảm biến tiệm cận chính, đó là cảm ứng điện dung và cảm ứng từ.
>> Tìm hiểu thêm bài viết: Các loại cảm biến tiệm cận
1. Cảm ứng điện dung
- Cảm ứng điện dung là loại cảm ứng phát hiện theo nguyên tắc tĩnh điện (sự thay đổi điện dung giữa vật cảm biến và đầu sensor), có thể phát hiện tất cả vật thể. Có nghĩa là nguyên lý trường điện từ phát ra xung quanh cảm biến với khoảng cách tối đa 30mm và gặp vật thể thì nó sẽ phát tín hiệu truyền về bộ xử lý.
2. Cảm ứng từ
- Cảm ứng từ có 2 loại là cảm ứng từ có bảo vệ (Shielded) và cảm ứng từ không có bảo vệ (Un-Shielded):
- Cảm ứng từ có bảo vệ (Shielded): từ trường được tập trung trước mặt sensor nên ít bị nhiễu bởi kim loại xung quanh, tuy nhiên khoảng cách đo ngắn đi.
- Cảm ứng từ 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 của kim loại xung quanh.
- Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận cảm ứng từ:
- Cảm biến tiệm cận cảm ứng từ 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 được một mạch bên trong kiểm soát. Khi vật kim loại di chuyển về phía trường này sẽ tạo ra một dòng điện (dòng điện xoáy) trong vật.
- Những dòng điện này gây ra tác động như máy biến thế nên 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.
- Do nguyên tắc vận hành này sử dụng trường điện từ nên cảm biến tiệm cận vượt trội hơn cảm biến quang điện về khả năng chống chịu với môi trường.
Ứng dụng
Như vậy chúng ta đã biết cảm biến tiệm cận là gì? và ứng dụng của cảm biến tiệm cận như sau:
- Đếm số lon trong dây chuyền sản xuất bia.
- Giám sát hoạt động khuôn dập.
- Phát hiện/phân loại ra vật thể kim loại.
- Phát hiện sản phẩm lỗi khi in.
- Phát hiện giấy gói chồng lên nhau.
- Giám sát hoạt động khuôn dập.
- Đo mực chất lỏng trong bồn.
- Kiểm tra mũi khoan gãy.
- Biết được có chất lỏng bên trong dây chuyền sản xuất sữa hay nước trái cây không.
Những lưu ý khi sử dụng cảm biến tiệm cận
Khi sử dụng cảm biến tiệm cận, chúng ta phải lưu ý những điều sau:
- Cần phải xác định mục đích sử dụng cảm biến tiệm cận để đo cái gì?
- Môi trường xung quanh: nhiệt độ có cao hay không? Khu vực đo có rung hay không?
- Tốc độ xử lý cảu cảm biến nhanh hay chậm, độ chính xác tại khu vực đo có cần chính xác cao hay không?
- Khoảng cách giữa cảm biến và vật cần đo là bao nhiêu?
- Kiểm tra sức ảnh hưởng của môi trường xung quanh khu vực đo xem có lượng từ trường lớn như nam châm hay không, nếu cần phải xử lý để tránh sai số trong khi đo.
- Lựa chọn cảm biến phù hợp với nhu cầu của các nhà máy khác nhau.
Hy vọng những thông tin được chia sẻ ở trên sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về cảm biến tiệm cận là gì? cũng như tính ứng dụng quan trọng của thiết bị này trong công nghiệp.
>> Tìm hiểu thêm về tự động hóa: Solution IAS
