Chi tiết các đặc điểm, cấu tạo và ứng dụng của cảm biến tiệm cận

Chu Văn An

Cảm biến tiệm cận là gì? Đặc điểm, cấu tạo và ứng dụng của cảm biến tiệm cận là gì? Đó là câu hỏi mà rất nhiều bạn đọc gửi tới LabvietCHEM trong thời gian gần đây. Và hôm nay, chúng tôi sẽ giúp bạn giải đáp những câu hỏi này thông qua bài viết dưới đây. Nào, hãy cùng theo dõi chúng tôi.

Cảm biến tiệm cận là gì?

Hình ảnh cảm biến tiệm cận

Cảm biến tiệm cận bao gồm tất cả các loại thiết bị cảm biến phát hiện vật thể mà không cần tiếp xúc. Nó phát hiện vật thể dựa trên mối quan hệ vật lý giữa cảm biến và vật thể cần phát hiện bằng cách chuyển đổi tín hiệu về chuyển động hoặc hình dáng của vật thể thành tín hiệu điện. Trong hầu hết các trường hợp, khoảng cách để phát hiện một vật thể chỉ vài mm và nó thường được sử dụng để phát hiện vị trí cuối của một bộ phận máy và tín hiệu đầu ra của cảm biến sẽ khởi tạo một chức năng khác của máy. Việc chuyển đổi tín hiệu này đi qua 3 hệ thống phát hiện, bao gồm:

• Hệ thống sử dụng dòng điện xoáy phát ra từ vật kim loại nhờ hiện tượng cảm ứng điện từ.
• Hệ thống sử dụng sự thay đổi điện dung khi tiếp cận đối tượng cần phát hiện.
• Hệ thống sử dụng nam châm và hệ thống chuyển mạch cộng từ.

Một số tên gọi khác: Proximity switch, PROX (viết tắt của tên tiếng Anh Proximity Sensors). Ngay cả trong môi trường khắc nghiệt, cảm biến tiệm cận vẫn hoạt động tốt.

Đặc điểm cảm biến tiệm cận

• Cảm biến tiệm cận có thể phát hiện vật thể mà không cần tiếp xúc, không tác động lên vật thể ở khoảng cách tối đa lên tới 30mm.
• Hoạt động ổn định, chống rung, sốc tốt.
• Tốc độ phản hồi nhanh, tuổi thọ cao hơn công tắc hành trình.
• Đầu cảm biến nhỏ nên có thể lắp đặt ở nhiều nơi.
• Có thể sử dụng hiệu quả trong môi trường khắc nghiệt.

Phân loại cảm biến tiệm cận

Hiện nay, cảm biến tiệm cận được chia thành hai loại chính bao gồm: Cảm biến tiệm cận cảm ứng từ và cảm biến tiệm cận điện dung.

Phân loại cảm biến tiệm cận

1. Cảm biến tiệm cận cảm ứng từ hoặc Cảm biến tiệm cận cảm ứng – Proximity

Cảm biến tiệm cận cảm ứng từ được che chắn: Từ trường tập trung ở phía trước cảm biến nên ít bị nhiễu do ảnh hưởng của kim loại xung quanh nhưng khoảng cách đo ngắn hơn.

Cảm biến tiệm cận cảm ứng từ không được che chắn: Không có lớp bảo vệ từ trường xung quanh mặt cảm biến nên nó có khoảng cách đo dài hơn. Tuy nhiên, do không có lớp bảo vệ nên dễ bị nhiễu từ kim loại xung quanh.

2. Cảm biến tiệm cận loại cảm ứng điện dung

Cảm biến tiệm cận điện dung phát hiện vật thể theo nguyên lý tĩnh điện thông qua sự thay đổi điện dung giữa vật thể cảm biến và đầu cảm biến.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận

Cảm biến tiệm cận gồm có 4 phần chính gồm: Phần cảm biến, mạch dao động, cảm biến và mạch tín hiệu đầu ra.

Cách đấu dây cảm biến tiệm cận nguồn 2-3 dây 24V giống hệt như cảm biến quang

Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận là trường điện từ được phát ra xung quanh cảm biến với khoảng cách tối đa là 30mm và khi gặp vật thể sẽ gửi tín hiệu về bộ xử lý.

Cảm biến tiệm cận bao gồm một cuộn dây quấn quanh lõi từ ở đầu cảm biến và khi sóng tần số cao truyền qua lõi dây sẽ tạo ra một trường điện từ dao động xung quanh nó. Trường điện từ này được điều khiển bởi một mạch điện bên trong.

Khi vật kim loại di chuyển về phía trường này, dòng điện xoáy trong vật sẽ được tạo ra và gây ra hiệu ứng giống như máy biến áp, khiến năng lượng trong cuộn dây phát hiện giảm và dao động giảm, cường độ từ trường giảm. Mạch giám sát phát hiện mức dao động giảm, sau đó thay đổi đầu ra và phát hiện đối tượng.

Do hoạt động dựa trên nguyên lý sử dụng trường điện từ nên cảm biến tiệm cận vượt trội hơn cảm biến quang điện về khả năng chống chịu môi trường.

Ngày nay, hầu hết các cảm biến cảm ứng đều có đầu ra bóng bán dẫn NPN hoặc PNP, loại DC-3-dây. Ngoài ra, có một số trường hợp người ta sử dụng cảm biến tiệm cận có 2 kết nối: dương và âm, loại dây DC-2.

Ứng dụng của cảm biến tiệm cận

Ứng dụng của cảm biến tiệm cận là gì?

Cảm biến tiệm cận được ứng dụng rộng rãi trong đời sống sản xuất hàng ngày, cụ thể:

• Đếm số lon bia sản xuất trong ngày

Tín hiệu từ cảm biến loại cảm ứng từ E2E và E2B sẽ phát ra khi phát hiện lon bia và gửi về quầy sẽ hiển thị chính xác số lon bia sản xuất ra trong mỗi ca làm việc của công nhân.

• Giám sát hoạt động của khuôn

Cảm biến tiệm cận sử dụng cảm biến tiệm cận cảm ứng từ như E2E, E2B của Omron, có nhiệm vụ phát hiện và đếm chính xác số lần một khuôn được đóng dấu trong một ngày.

• Phát hiện lon nhôm trong dây chuyền sản xuất

Cảm biến tiệm cận sẽ phát hiện và loại bỏ lon không phải nhôm khỏi dây chuyền sản xuất.

• Phát hiện nắp kim loại trong môi trường nước

Phát hiện chai có nắp kim loại trong môi trường ẩm ướt chứa nhiều hơi nước. Các loại cảm biến tiệm cận được sử dụng cho ứng dụng này yêu cầu cảm biến có thể chịu được độ ẩm cao hoặc tiếp xúc trực tiếp với nước.

• Phát hiện hoặc đếm vật kim loại

Cảm biến tiệm cận E2EV được sử dụng để phát hiện kim loại mà không cần phân biệt chính xác đó là kim loại nào.

• Kiểm tra mũi khoan bị hỏng

Cảm biến tiệm cận sẽ phát ra tín hiệu và cảnh báo trong trường hợp mũi khoan bị gãy. Cảm biến tiệm cận có bộ khuếch đại riêng biệt là phù hợp nhất cho trường hợp này.

• Phát hiện vật nhỏ và vật kim loại rơi

Khi vật kim loại rơi vào tâm cảm biến, cảm biến tiệm cận sẽ phát hiện chúng và đưa ra tín hiệu mong muốn.

• Phát hiện mức chất lỏng trong bể bọt

Cảm biến tiệm cận điện dung phát hiện mực nước trong bể bong bóng mà không bị ảnh hưởng bởi bong bóng bằng núm điều chỉnh độ nhạy giúp tránh ảnh hưởng của bọt khí.

• Phát hiện sữa hoặc nước trái cây bên trong hộp

Cảm biến tiệm cận điện dung được sử dụng để phát hiện lượng sữa hoặc nước trái cây có trong thùng carton.

Cảm biến tiệm cận giúp phát hiện lượng sữa trong hộp

• Phát hiện kính trên băng tải sản xuất

Cảm biến loại điện dung có thể phát hiện tất cả các vật thể nên nó được sử dụng rất tốt trong các ứng dụng tương tự như thế này.

• Được phát hiện khi một Bảng màu đi ngang qua

Phát hiện sản phẩm trong bảng sắt.

Những lưu ý khi sử dụng các loại cảm biến tiệm cận

Cảm biến tiệm cận có nhiều lợi ích trong các ngành công nghiệp hiện đại. Tuy nhiên, để đảm bảo cảm biến hoạt động hiệu quả nhất, người dùng cần xác định xem mình đang đo cái gì? Cần cảm biến để xử lý với tốc độ nhanh hay chậm, có độ chính xác cao hay không? Và đây là vấn đề bạn cần quan tâm:

• Kiểm tra cẩn thận từ trường của môi trường xung quanh khu vực đo xem nó có lớn hay không vì đó là nguyên nhân khiến kết quả đo không chính xác nhất.
• Khu vực đo có bị rung không, nhiệt độ môi trường cao hay thấp và khoảng cách từ cảm biến điện từ đến vật cần đo là bao nhiêu?

Như vậy LabTrường Chu Văn An đã giúp bạn giải đáp thắc mắc của mình Cảm biến tiệm cận Đó là cái gì vậy? Đặc điểm, cấu tạo và ứng dụng của cảm biến tiệm cận là gì? Hy vọng đây sẽ là những thông tin hữu ích cho bạn đọc. Và để tìm hiểu thêm những kiến ​​thức bổ ích, vui lòng truy cập website labvietchem.com.vn của chúng tôi.

Xem thêm:

• Transistor là gì? Ký hiệu Transistor – Cách nhận biết chân c và chân e của Transistor
• Sơ đồ chân Transistor C1815 – Cấu tạo và nguyên lý hoạt động