Sensor là gì ? Các loại cảm biến dùng trong công nghiệp

Ngày nay, khi công nghệ phát triển rất nhanh, như IoT, nhu cầu về cảm biến (sensor) như một công cụ chính để cung cấp khả năng tự động hóa ngày càng tăng.

Xem Nhanh Nội Dung

1. Sensor là gì ?
2. Các loại Cảm biến trong công nghiệp
3. Các thuộc tính quan trọng của cảm biến

1. Sensor là gì ?

Sensor – Cảm biến là một thiết bị phát hiện và cảm nhận với một số loại đầu vào từ môi trường vật lý. Đầu vào cụ thể có thể là ánh sáng, nhiệt, chuyển động, độ ẩm, áp suất hoặc bất kỳ một trong số rất nhiều hiện tượng môi trường khác. Đầu ra nói chung là tín hiệu điện được chuyển đổi sang màn hình hiển thị hoặc được truyền điện tử qua mạng để đọc hoặc xử lý thêm.

Nhiều loại cảm biến được thiết kế để phát hiện sự hiện diện vật lý như ngọn lửa, kim loại, rò rỉ, mức hoặc khí đốt và hóa chất…
Một số được thiết kế để cảm nhận các đặc tính vật lý như nhiệt độ, áp suất hoặc bức xạ, trong khi một số khác có thể phát hiện chuyển động hoặc khoảng cách…

Nhiều ứng dụng trong một loạt các ngành công nghiệp sử dụng cảm biến thuộc nhiều loại để kiểm tra, đo lường và điều khiển các quy trình và chức năng máy khác nhau.

2. Các loại Cảm biến trong công nghiệp

Dưới đây, bạn sẽ tìm thấy bảng phân tích về các loại cảm biến khác nhau thường dùng trong công nghiệp:

Cảm biến hình ảnh
Cảm biến nhiệt độ
Cảm biến bức xạ
Cảm biến tiệm cận
Cảm biến áp suất
Cảm biến vị trí
Cảm biến quang điện
Cảm biến hạt
Cảm biến chuyển động
Cảm biến kim loại
Cảm biến đo mức
Cảm biến rò rỉ
Cảm biến độ ẩm
Cảm biến khí và hóa chất
Cảm biến lực
Cảm biến lưu lượng
Cảm biến khuyết tật
Cảm biến ngọn lửa
Cảm biến điện

2.1. Cảm biến hình ảnh (Vision and Imaging Sensors)

Cảm biến hình ảnh là các thiết bị điện tử phát hiện sự hiện diện của các đối tượng hoặc màu sắc trong trường nhìn của chúng và chuyển đổi thông tin này thành hình ảnh trực quan để hiển thị.

Các thông số kỹ thuật chính bao gồm loại cảm biến và ứng dụng dự kiến, cùng với bất kỳ tính năng cụ thể nào của bộ chuyển đổi.

Đọc thêm: Chi tiết về cảm biến hình ảnh và cảm biến thị giác (vision sensor)

2.2. Cảm biến nhiệt độ (Temperature Sensors)

Cảm biến nhiệt độ là thiết bị điện tử phát hiện các thông số nhiệt độ và cung cấp tín hiệu đến đầu vào của thiết bị điều khiển và hiển thị. Cảm biến nhiệt độ thường dựa vào thermocouple, RTD hoặc nhiệt điện trở để đo nhiệt độ và chuyển đổi nó thành điện áp đầu ra.

Các thông số kỹ thuật chính bao gồm loại cảm bi, nhiệt độ đo được tối đa và tối thiểu, cũng như kích thước của đường kính và chiều dài đầu dò.

Cảm biến nhiệt độ được sử dụng để đo các đặc tính nhiệt của khí, chất lỏng và chất rắn trong nhiều ngành công nghiệp chế biến và được cấu hình cho cả mục đích chung và mục đích đặc biệt.

Đọc thêm: Các loại cảm biến nhiệt độ trong công nghiệp

2.3. Cảm biến bức xạ

Cảm biến / Máy dò bức xạ là thiết bị điện tử cảm nhận sự hiện diện của các hạt alpha, beta hoặc gamma và cung cấp tín hiệu cho bộ đếm và thiết bị hiển thị. Các thông số kỹ thuật chính bao gồm loại cảm biến và năng lượng có thể phát hiện tối thiểu và tối đa.

Máy dò bức xạ được sử dụng để khảo sát và đếm mẫu.

2.4. Cảm biến tiệm cận

Cảm biến tiệm cận là thiết bị điện tử được sử dụng để phát hiện sự hiện diện của các đối tượng gần đó thông qua các phương pháp không tiếp xúc. Cảm biến tiệm cận có thể phát hiện sự hiện diện của các đối tượng thường trong phạm vi lên đến vài mm và làm như vậy, tạo ra tín hiệu đầu ra thường là một chiều tới bộ điều khiển.

Cảm biến tiệm cận được sử dụng trong vô số hoạt động sản xuất để phát hiện sự hiện diện của các bộ phận và thành phần máy.

Các thông số kỹ thuật chính bao gồm loại cảm biến, khoảng cách phát hiện tối đa, nhiệt độ hoạt động tối thiểu và tối đa, cùng với kích thước đường kính và chiều dài. Cảm biến tiệm cận nói chung là thiết bị tầm ngắn nhưng cũng có sẵn trong các thiết kế có thể phát hiện các vật thể cách xa vài inch.

Một loại cảm biến tiệm cận thường được sử dụng được gọi là cảm biến tiệm cận điện dung. Thiết bị này sử dụng sự thay đổi điện dung do giảm khoảng cách phân tách giữa các bản của tụ điện, một bản được gắn với đối tượng đang được quan sát, làm phương tiện xác định chuyển động và vị trí của đối tượng từ cảm biến.

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

2.5. Cảm biến áp suất

Cảm biến áp suất là thiết bị cơ điện phát hiện lực trên một đơn vị diện tích trong chất khí hoặc chất lỏng và cung cấp tín hiệu đến đầu vào của thiết bị điều khiển và hiển thị. Cảm biến / đầu dò áp suất thường sử dụng màng ngăn và cầu đo biến dạng (strain gauge) để phát hiện và đo lực tác động lên một đơn vị diện tích.

Các thông số kỹ thuật chính bao gồm chức năng cảm biến, áp suất làm việc tối thiểu và tối đa, độ chính xác toàn dải, cùng với bất kỳ tính năng nào dành riêng cho thiết bị.

Cảm biến áp suất được sử dụng ở bất cứ nơi nào cần thông tin về áp suất của chất khí hoặc chất lỏng để kiểm soát hoặc đo lường.

Đọc thêm: Cảm biến áp suất là gì? Các công nghệ chế tạo và Nguyên lý hoạt động

2.6. Cảm biến vị trí

Cảm biến vị trí là thiết bị điện tử dùng để cảm nhận vị trí của van, cửa, van tiết lưu, v.v. và cung cấp tín hiệu cho đầu vào của thiết bị điều khiển hoặc hiển thị.

Các thông số kỹ thuật chính bao gồm loại cảm biến, chức năng cảm biến, phạm vi đo và các tính năng dành riêng cho loại cảm biến. Cảm biến vị trí được sử dụng ở bất cứ nơi nào cần thông tin vị trí trong vô số các ứng dụng điều khiển.

2.7. Cảm biến quang điện

Cảm biến quang điện là thiết bị điện cảm nhận các vật thể đi qua trong trường phát hiện của chúng, mặc dù chúng cũng có khả năng phát hiện màu sắc, độ sạch và vị trí nếu cần. Các cảm biến này dựa vào việc đo lường những thay đổi trong ánh sáng mà chúng phát ra bằng cách sử dụng bộ phát và bộ thu.

Chúng phổ biến trong quá trình tự động hóa sản xuất và xử lý vật liệu cho các mục đích như đếm, robot chọn lọc và cửa ra vào tự động.

Đọc thêm: Cảm biến quang là gì? Phân loại, Nguyên lý hoạt động và Ứng dụng

2.8. Cảm biến hạt

Cảm biến / Máy dò hạt là thiết bị điện tử được sử dụng để cảm nhận bụi và các hạt khác trong không khí và cung cấp tín hiệu cho đầu vào của thiết bị điều khiển hoặc hiển thị.

Cảm biến hạt phổ biến trong giám sát thùng và phòng lọc . Các thông số kỹ thuật chính bao gồm loại đầu dò, kích thước hạt tối thiểu có thể phát hiện, dải nhiệt độ hoạt động, khối lượng mẫu và thời gian phản hồi. Máy dò hạt được sử dụng trong kỹ thuật hạt nhân được gọi là máy dò bức xạ (xem ở trên).

2.9. Cảm biến chuyển động

Cảm biến chuyển động là thiết bị điện tử có thể cảm nhận chuyển động hoặc dừng lại của các bộ phận, con người, v.v. và cung cấp tín hiệu cho đầu vào của thiết bị điều khiển hoặc hiển thị. Các ứng dụng điển hình của cảm biến chuyển động là phát hiện sự dừng của băng tải hoặc sự kẹt các ổ trục.

Các thông số kỹ thuật chính bao gồm ứng dụng dự kiến, loại cảm biến, chức năng cảm biến và tốc độ tối thiểu và tối đa.

Đọc thêm: Cảm biến chuyển động là gì?

2.10. Cảm biến kim loại

Máy dò kim loại là thiết bị điện tử hoặc cơ điện được sử dụng để cảm nhận sự hiện diện của kim loại trong nhiều tình huống khác nhau, từ gói hàng cho đến người. Máy dò kim loại có thể cố định hoặc di động và dựa vào một số công nghệ cảm biến với nam châm điện đang được ưa chuộng.

Các thông số kỹ thuật chính bao gồm ứng dụng dự kiến, khoảng cách phát hiện tối đa và các lựa chọn tính năng nhất định như hệ thống cầm tay và cố định. Máy dò kim loại có thể được thiết kế riêng để phát hiện kim loại một cách rõ ràng trong các hoạt động sản xuất cụ thể như xưởng cưa hoặc đúc phun.

2.11. Cảm biến đo mức

Cảm biến đo mức là thiết bị điện tử hoặc cơ điện được sử dụng để xác định độ cao của khí, chất lỏng hoặc chất rắn trong bể hoặc thùng chứa và cung cấp tín hiệu đến đầu vào của thiết bị điều khiển hoặc hiển thị.

Cảm biến mức điển hình sử dụng công nghệ siêu âm, điện dung, rung hoặc cơ học để xác định chiều cao sản phẩm.

Các thông số kỹ thuật chính bao gồm loại cảm biến, chức năng cảm biến và khoảng cách phát hiện tối đa. Cảm biến mức có thể là loại tiếp xúc hoặc không tiếp xúc.

Đọc thêm: Hướng Dẫn Chọn Cảm Biến Đo Mức

2.12. Cảm biến rò rỉ

Cảm biến / Máy dò rò rỉ là thiết bị điện tử được sử dụng để xác định hoặc theo dõi sự rò rỉ không mong muốn của chất lỏng hoặc khí. Ví dụ, một số thiết bị phát hiện rò rỉ dựa vào phương pháp siêu âm để phát hiện rò rỉ không khí. Các thiết bị phát hiện rò rỉ khác dựa vào các chất tạo bọt đơn giản để đo độ bền của các mối nối đường ống. Tuy nhiên, các thiết bị phát hiện rò rỉ khác được sử dụng để đo hiệu quả của các niêm phong trong các gói chân không.

2.13. Cảm biến độ ẩm

Cảm biến độ ẩm là thiết bị điện tử đo lượng nước trong không khí và chuyển các phép đo này thành tín hiệu có thể được sử dụng làm đầu vào để điều khiển hoặc hiển thị các thiết bị.

Các thông số kỹ thuật chính bao gồm thời gian đáp ứng tối đa và nhiệt độ hoạt động tối thiểu và tối đa.

Đọc thêm: Cảm Biến Độ Ẩm Là Gì? Phân Loại và Nguyên Lý Hoạt Động

2.14. Cảm biến khí gas

Cảm biến khí gas là các thiết bị điện tử cố định hoặc di động được sử dụng để cảm nhận sự hiện diện và đặc tính của các loại khí hoặc hóa chất khác nhau và chuyển tiếp tín hiệu đến đầu vào của bộ điều khiển hoặc màn hình trực quan.

Các thông số kỹ thuật chính bao gồm ứng dụng dự kiến, loại cảm biến / máy dò, dải đo và các tính năng.

Cảm biến / máy dò khí và hóa chất được sử dụng để giám sát không gian hạn chế, phát hiện rò rỉ, thiết bị phân tích, v.v. và thường được thiết kế với khả năng phát hiện nhiều khí và hóa chất.

Đọc thêm: Gas Detector – Cảm biến khí Gas là gì?

2.15. Cảm biến lực

Cảm biến lực là thiết bị điện tử đo các thông số khác nhau liên quan đến lực như trọng lượng, mô-men xoắn, tải trọng, v.v. và cung cấp tín hiệu đến đầu vào của thiết bị điều khiển hoặc hiển thị.

Cảm biến lực thường dựa vào Load cell, một thiết bị áp điện có điện trở thay đổi khi tải biến dạng. Các phương pháp khác tồn tại để đo mô-men xoắn và biến dạng.

Các thông số kỹ thuật chính bao gồm chức năng cảm biến, số lượng trục, tải tối thiểu và tối đa (hoặc mômen), nhiệt độ hoạt động tối thiểu và tối đa, cũng như kích thước của chính cảm biến. Cảm biến lực được sử dụng trong các ứng dụng đo tải trọng của tất cả các loại, từ cân xe tải đến thiết bị căng bu lông.

2.16. Cảm biến lưu lượng

Cảm biến lưu lượng là các thiết bị điện tử hoặc cơ điện được sử dụng để cảm nhận chuyển động (đo lưu lượng) của khí, chất lỏng hoặc chất rắn và cung cấp tín hiệu đến đầu vào của thiết bị điều khiển hoặc hiển thị.

Một cảm biến dòng chảy có thể hoàn toàn là điện tử (sử dụng phát hiện siêu âm từ bên ngoài đường ống) hoặc một phần cơ học (chẳng hạn như bánh cánh khuấy nằm và quay trực tiếp trong chính dòng chảy).

Các thông số kỹ thuật chính bao gồm loại cảm biến, chức năng cảm biến, lưu lượng tối đa, áp suất làm việc tối đa và nhiệt độ hoạt động tối thiểu và tối đa.

Cảm biến lưu lượng được sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp chế biến. Một số thiết kế để lắp bảng điều khiển cho phép chỉ thị nhanh các điều kiện dòng chảy cho người vận hành quy trình.

2.17. Cảm biến khuyết tật

Cảm biến / Máy dò khuyết tật là thiết bị điện tử được sử dụng trong nhiều quy trình sản xuất khác nhau để phát hiện ra những điểm không nhất quán trên bề mặt hoặc trong các vật liệu cơ bản như mối hàn.

Máy dò khuyết tật sử dụng sóng siêu âm, âm thanh hoặc các phương pháp khác để xác định các khuyết tật trong vật liệu và có thể được lắp đặt di động hoặc cố định.

Các thông số kỹ thuật chính bao gồm loại cảm biến, phạm vi độ dày hoặc khuyết tật có thể phát hiện và ứng dụng dự kiến.

2.18. Cảm biến ngọn lửa

Cảm biến ngọn lửa là thiết bị quang điện tử được sử dụng để cảm nhận sự hiện diện và chất lượng của ngọn lửa và cung cấp tín hiệu đến đầu vào của thiết bị điều khiển.

Đầu báo cháy thường dựa vào phát hiện tia cực tím hoặc tia hồng ngoại về sự hiện diện của ngọn lửa và được sử dụng trong nhiều ứng dụng kiểm soát quá trình đốt cháy như đầu đốt.

Một đặc điểm kỹ thuật chính là loại máy dò. Máy dò ngọn lửa cũng tìm thấy các ứng dụng trong cài đặt an toàn, chẳng hạn như trong hệ thống dập lửa dưới mui xe.

2.19. Cảm biến điện

Cảm biến điện là thiết bị điện tử cảm nhận dòng điện, điện áp, v.v. và cung cấp tín hiệu đến đầu vào của thiết bị điều khiển hoặc màn hình trực quan. Cảm biến điện thường dựa vào phát hiện hiệu ứng hall (hall effect) nhưng các phương pháp khác cũng được sử dụng.

Các thông số kỹ thuật chính bao gồm loại cảm biến, chức năng cảm biến, phạm vi đo tối thiểu và tối đa và phạm vi nhiệt độ hoạt động.

Cảm biến điện được sử dụng ở bất cứ nơi nào cần thông tin về trạng thái của hệ thống điện và được sử dụng trong mọi thứ, từ hệ thống đường sắt đến giám sát quạt, máy bơm và lò sưởi.

3. Các thuộc tính quan trọng của cảm biến

3.1. Loại cảm biến

Các loại cảm biến là phổ biến trong số nhiều danh mục phụ khác nhau. Ví dụ, cảm biến hiệu ứng Hall được tìm thấy trong cảm biến tiệm cận, cảm biến mức, cảm biến chuyển động, v.v. Cảm biến hồng ngoại được sử dụng để phát hiện mức, phát hiện ngọn lửa, v.v.

Cảm biến mức nhiên liệu trong bồn chứa, chẳng hạn, có thể đạt được thông qua một số loại cảm biến.

3.2. Ứng dụng dự định

Chọn một ứng dụng dự định có thể giúp thu hẹp các lựa chọn cho các trường hợp cụ thể.

Ví dụ, cảm biến tiệm cận cho xi lanh khí nén, được thiết kế để gắn trực tiếp vào thanh giằng của xi lanh và do đó có các cách lắp đặt cụ thể.

3.3. Các loại đầu ra

Nhiều cảm biến điều khiển sử dụng tín hiệu 4-20 mA, trong đó 4 mA đại diện cho mặt thấp của tín hiệu tương tự và 20 mA đại diện cho mặt cao. Các công tắc kỹ thuật số cũng được sử dụng, trong số đó có NPN / PNP, …

3.4. Thời gian đáp ứng

Nhiều cảm biến có thời gian phản hồi được đo bằng mili giây, trong khi các cảm biến về khí , rò rỉ, v.v. có thể có thời gian phản hồi được đo bằng giây hoặc thậm chí vài phút.

3.5. Chức năng

Có thể chọn các cảm biến được thiết kế để hoạt động trong môi trường khắc nghiệt, vị trí nguy hiểm, v.v.

Cảm ơn Bạn đã đọc bài chia sẻ

Chúc Bạn thành công!

Tâm Mr. – Admin

Bài viết cùng chuyên mục:

Chia sẻ Facebook