Cảm biến tiệm cận

Cảm biến tiệm cận là gì? Các loại cảm biến tiệm cận và ứng dụng

Cảm biến tiệm cận là gì?

Cảm biến tiệm cận là công tắc hoặc thiết bị cảm biến có thể phát hiện một đối tượng cụ thể, gần đó mà không cần tiếp xúc thực tế. Thông thường, tất cả đều yêu cầu vị trí gần đối tượng được cảm nhận (khoảng ½ inch trở xuống). 

Cảm biến tiệm cận hầu như không cần bảo trì và hầu hết đều có khả năng chống lại các điều kiện và ô nhiễm môi trường. Một số công tắc tiệm cận nhất định có thể được thiết kế để hoạt động trong các điều kiện khắc nghiệt, chẳng hạn như hóa chất ăn mòn hoặc nguy hiểm hoặc nhiệt độ quá cao và quá lạnh.

Các loại cảm biến tiệm cận

Có một số loại cảm biến tiệm cận, mỗi loại có một nguyên lý hoạt động khác nhau:

Cảm ứng cảm ứng (Inductive sensors)

Cảm biến tiệm cận cảm ứng sử dụng tốt nhất cho việc phát hiện kim loại đen, đặc biệt là thép dày hơn 1 mm. Các cảm biến này tạo ra một từ trường bị nhiễu bởi kim loại, từ trường này sẽ cảnh báo cảm biến về sự hiện diện của kim loại. 

Vì sự hiện diện của bất kỳ kim loại nào, kể cả kim loại mà cảm biến được gắn vào, sẽ ảnh hưởng đến cảm biến, nên có các cảm biến cảm ứng được che chắn đưa bằng kim loại vào trường điện từ theo cách có thể dự đoán được. Điều này cho phép cảm biến phát hiện các bất thường trong trường khi các mảnh kim loại mới đi qua nó, mặc dù nó cũng giới hạn phạm vi hoạt động của cảm biến. 

Cảm biến không được che chắn có phạm vi hoạt động xa hơn nhưng không thể gắn trên hoặc gần kim loại đen.

Cảm biến từ tính (Magnetic sensors)

Cảm biến tiệm cận từ tính hoạt động trong phạm vi xa hơn cảm biến cảm ứng và có thể phát hiện nam châm xuyên qua kim loại màu, nhựa và gỗ, làm cho chúng hữu ích trong các hệ thống sạch tại chỗ (CIP) và để theo dõi các thiết bị làm sạch bên trong đường ống. Các cảm biến này chứa một “reed switch” được bịt kín có thể phát hiện các nam châm gần đó. Các tiếp điểm reed (reed switch), khi có nam châm, chúng bị uốn cong và chạm vào nhau để tạo ra tiếp điểm điện, do đó cảnh báo cho hệ thống về sự có mặt của nam châm.  

Cảm biến tiệm cận điện dung (Capacitive sensors)

Cảm biến tiệm cận điện dung có thể phát hiện cả kim loại và phi kim loại, làm cho chúng phù hợp với các ứng dụng như giám sát kính ngắm (sight glass monitor) cũng như phát hiện mức chất lỏng trong bể chứa và mức bột trong phễu. Cảm biến tiệm cận điện dung thậm chí có thể phát hiện các hạt trong không khí và có thể hoạt động khi bị che khuất bởi các rào cản kim loại và phi kim loại. 

Các cảm biến này sử dụng một cặp tấm dẫn điện và hoạt động giống như một tụ điện mở, với không khí giữa chúng hoạt động như một chất cách điện. Điện dung xảy ra khi một thứ gì đó đi vào trường phát hiện của cảm biến, cảnh báo cho hệ thống, nhưng nếu không thì trường này hầu như không hoạt động. 

Không giống như cảm biến cảm ứng, chỉ cảm nhận được kim loại đen, cảm biến điện dung sẽ cảm nhận được bất kỳ thứ gì trên đường đi của chúng, vì vậy điều quan trọng là đảm bảo chúng hướng thẳng vào vật liệu mà chúng muốn cảm nhận.

Cảm biến quang điện (Photoelectric sensors)

Cảm biến tiệm cận quang điện rất phù hợp để hoạt động ở môi trường có nhiều chất ô nhiễm trong khí quyển, cũng như ở những nơi như băng chuyền và bồn rửa tự động. 

Cảm biến quang điện hoạt động bằng cách gửi ánh sáng nhìn thấy hoặc không nhìn thấy đến bộ thu, cảnh báo cho hệ thống bất cứ khi nào có thứ gì đó chặn nó. Chúng có sẵn dưới dạng loại bật sáng và tối (dark-on and light-on), trong đó hệ thống được cảnh báo khi không nhận được ánh sáng hoặc khi nhận được ánh sáng. Chúng có ba loại:

  • Cảm biến xuyên tia bao gồm một bộ thu ở một bên của khu vực được cảm nhận và bộ phát ở bên kia. Đây là loại cảm biến quang điện đáng tin cậy nhất nhưng đắt nhất. Chúng có thể bị đánh lừa bởi những vật thể trong suốt hơn hoặc có màu sáng hơn mà chùm tia có thể đi qua.
  • Cảm biến phản xạ ngược giữ bộ phát và bộ thu ở cùng một vị trí, với một gương phản xạ ở phía bên kia của khu vực được cảm nhận. Những thứ này thuận tiện hơn và rẻ hơn để lắp đặt, nhưng có thể bị đánh lừa bởi những vật sáng bóng đi qua chùm sáng.
  • Cảm biến khuếch tán sử dụng mục tiêu được phát hiện làm phản xạ. Mặc dù chúng bị cản trở bởi các mục tiêu ít phản xạ hơn, chẳng hạn như vật liệu mờ tối, nhưng chúng có thể phân biệt giữa vật liệu tối hơn và nhẹ hơn, điều này làm cho chúng hữu ích cho việc phân loại.

Cảm biến siêu âm (Ultrasonic sensors)

Cảm biến tiệm cận siêu âm thường được sử dụng trong sản xuất tự động và phù hợp với các vật liệu tối, sáng hoặc trong suốt, bao gồm thủy tinh trong suốt từ khoảng cách xa, mức chất lỏng, giấy và gỗ. Chúng cũng tốt cho các vật liệu làm giảm âm thanh. 

Các cảm biến này sử dụng sóng âm thanh phát ra từ một bộ chuyển đổi và có sẵn trong các thiết lập chùm tia xuyên qua, phản xạ ngược và khuếch tán giống như cảm biến quang điện. Cảm biến siêu âm có thể bị ảnh hưởng bởi kết cấu bất thường, có thể làm biến dạng âm thanh.

Các lưu ý khi chọn cảm biến tiệm cận

Khi chọn một cảm biến tiệm cận, điều quan trọng là phải xem xét khoảng cách hoạt động của nó và (các) đối tượng được cảm nhận. Trong nhiều trường hợp, khoảng cách phát hiện thay đổi tùy theo đối tượng được cảm nhận. 

Ví dụ, các công tắc tiệm cận cảm ứng có khoảng cách cảm ứng khác nhau đối với các kim loại khác nhau. Phạm vi cảm biến thường được liệt kê cho cảm biến có thể không chính xác trong một số môi trường nhất định hoặc đối với một số vật liệu nhất định, mặc dù hầu hết các nhà sản xuất có thể cung cấp thông tin chính xác khi vật liệu cảm biến được chỉ định. 

Ngoài ra, một số công tắc cho phép che chắn, trong khi những công tắc khác không thể hoạt động khi gắn gần kim loại; các vật kim loại có thể gây nhiễu cho một số cảm biến tiệm cận ngay cả khi được tìm thấy bên ngoài phạm vi cảm biến thông thường.

Một điều cũng quan trọng khi chọn cảm biến tiệm cận là bản chất điện của hệ thống mà nó được đặt. Cảm biến phải hoạt động với các điều khiển hệ thống và cho phép tích hợp cần thiết. Chúng có thể được sử dụng để báo hiệu hoặc ghi lại các sự kiện khác nhau, chẳng hạn như thông báo cho hệ thống điều khiển khi một đối tượng ở quá gần hoặc đếm số lần một đối tượng nhất định đến trong phạm vi của cảm biến.

Phần kết luận

Bây giờ chúng tôi đã đề cập đến các loại cảm biến tiệm cận và ứng dụng của chúng, chúng tôi hy vọng thông tin này sẽ hỗ trợ bạn trong việc tìm kiếm cảm biến cần thiết cho ứng dụng cụ thể của bạn. Tuy nhiên, cảm biến tiệm cận chỉ là một trong rất nhiều loại cảm biến, từ cảm biến áp suất đến cảm biến ngọn lửa. Để tìm hiểu thêm về các loại cảm biến khác hiện có trên thị trường, hãy xem hướng dẫn của chúng tôi trong các bài viết sau.


Cảm ơn Bạn đã đọc bài chia sẻ

Chúc Bạn thành công!

Tâm Mr. – admin

Bài viết cùng chuyên mục:

  1. Các loại Cảm biến nhiệt độ trong công nghiệp – Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
  2. Cảm Biến Hồng Ngoại là gì? Nguyên lý hoạt động, Các câu hỏi thường gặp
  3. Cảm biến áp suất là gì? Các công nghệ chế tạo và Nguyên lý hoạt động
  4. Load Cell là gì? Phân loại và nguyên lý hoạt động của Load Cell
  5. Bộ điều khiển nhiệt độ, Cẩm nang toàn tập

Thư viện bài viết:

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *