Cảm biến tiệm cận là gì, nó hoạt động ra sao, có bao nhiêu loại?
Cảm biến tiệm cận là cái được dùng trên điện thoại Android hay iPhone để tự tắt màn hình khi bạn ốp điện thoại lên tai lúc có cuộc gọi. Nó cũng được dùng để đo khoảng cách trên điện thoại, laptop có nhận diện gương mặt, và người ta cũng dùng nó để đếm sản phẩm trên các dây chuyền sản xuất, nhận biết sự xuất hiện của kim loại, chất lỏng… cùng nhiều ứng dụng công nghiệp. Hãy xem xem hiện nay có những loại cảm biến tiệm cận nào nhé.
Cảm biến tiệm cận - Proximity sensor - là cảm biến có khả năng phát hiện sự xuất hiện hoặc chuyển động của các đối tượng. Cái quan trọng của Proximity sensor đó là nó không cần phải chạm vào vật thể để biết được tình trạng của nó. Khi ghi nhận được sự thay đổi, dữ liệu sẽ được truyền về cho bộ xử lý để thực hiện các hành động tiếp theo. Những tính năng thường thấy ở cảm biến tiệm cận là:
- Có thể cảm nhận mà không cần chạm: nhiều thứ cần phải giữ nguyên trạng, nếu bạn chạm vào thì nó sẽ bị biến đổi, biến chất
- Không bị ảnh hưởng bởi tính chất của bề mặt đối tượng
- Có thể dùng cho nhiều ứng dụng khác nhau, có nhiều kích thước khác nhau
- Thời gian sử dụng lâu: vì không có thành phần nào di chuyển nên vòng đời của linh kiện được kéo dài so với các cảm biến tiếp xúc truyền thống
- Tốc độ phản hồi nhanh [kể từ lúc vật thể có thay đổi cho tới khi cảm biến ghi nhận được sử thay đổi đó]
Loại cảm biến này được dùng phổ biến trên smartphone, nó bao gồm 1 đèn LED có thể phát ra tia hồng ngoại và một cảm biến ánh sáng để phát hiện tín hiệu hồng ngoại phản chiếu lại. Lấy ví dụ khi bạn nghe cuộc gọi, khi bạn chưa đưa điện thoại lên tai mình thì ánh sáng hồng ngoại phát ra từ cảm biến không có chỗ nào để nó chiếu vào và phản xạ lại, nhờ vậy smartphone ghi nhận là bạn vẫn còn đang cách xa máy. Một khi bạn đã đưa điện thoại lên tai, cảm biến khi đó sẽ nằm sát với cơ thể của bạn, ánh sáng hồng ngoại phát ra có thể phản xạ lại và cảm biến sẽ ghi nhận là bạn đang áp tai vào [hoặc nếu không áp tai, bạn có thể thử lấy ngón tay che cụm cảm biến phía trước của điện thoại khi có cuộc gọi, tác dụng cũng tương tự]. Các cảm biến tiệm cận hồng ngoại còn có thể đo được khoảng cách của bạn với thiết bị đo nữa kìa. Cảm biến tiệm cận cũng thường được dùng trong lĩnh vực an ninh, giám sát bởi nó có thể hoạt động cả ngày lẫn đêm. Nhược điểm là không xuyên tường được, nhưng không phải lúc nào người ta cũng cần xuyên tường.
Cảm biến này chỉ dùng để phát hiện các vật thể kim loại. Nó sẽ dùng cuộn cảm để phát ra một từ trường ở đầu cảm biến, khi có vật thể kim loại tới gần thì từ trường sẽ thay đổi và tín hiệu được gửi về cho bộ xử lý.
Người ta dùng cảm biến loại này để đếm số linh kiện, sản phẩm được sản xuất, số sản phẩm được di chuyển từ chỗ này sang chỗ khác, phát hiện mìn, phát hiện kim loại bị chôn dưới đất hoặc các mảnh kim loại trên bãi biển.
Loại cảm biến này có thể nhận biết được cả vật thể kim loại lẫn không phải kim loại, ví dụ như chất lỏng, bột, các hạt… Nó phát hiện đối tượng bằng cách phát hiện sự thay đổi về điện dung và trường tĩnh điện. Người ta thường dùng cảm biến tiệm cận điện dung để đo mức độ lấp đầy trong các đường ống, các khay mực, đo mực chất lỏng, đếm sản phẩm, kiểm soát độ ẩm, và cả việc nhận diện thao tác “touch” mà không cần chạm vào chủ thể.
Loại cảm biến này phát hiện đối tượng bằng cách phát ra sóng âm thanh ở tần số cao. Ngoài phát hiện vật thể kim loại, cảm biến này cũng phát hiện được các vật thể không phải kim loại như chất rắn nói chung, chất lỏng, các loại hạt. nhỏ… Hai cục tròn bạn thấy ở trên, 1 cái là bộ phát ra sóng âm, 1 cái là bộ nhận sóng âm phản xạ lại. Ứng dụng của loại cảm biến này thường là đo khoảng cách, đo tốc độ gió và hướng gió, tự động hóa, phát hiện chất lỏng, phát hiện vật cản cho drone, các ứng dụng robot.
Nguồn: Seedstudio
inductive proximity sensor
inductive charging
inductive load
inductive switch
inductive reasoning
inductive loop
CẢM BIẾN TIỆM CẬN LÀ GÌ? NGUYÊN LÝ, PHÂN LOẠI VÀ ỨNG DỤNG
Giời thiệu cảm biến tiệm cận
Cảm biến tiệm cận [ Proximity sensor ] được sử dụng để phát hiện vật thể kim loại [ cảm biến loại điện cảm [-inductive proximity sensor ] hoặc phi kim loại [ cảm biến kiểu điện dung – capacity proximity sensor ]
Cảm biến tiệm cận là gì?
Cảm biến tiệm cận hay còn gọi là là cảm biến phát hiện vật cản. Phần lớn các cảm biến, khoảng cách này từ 1mm đến 10mm được sử dụng để phát hiện vị trí của các chi tiết máy. Cảm biến tiệm cận hoạt động được ngay cả trong những môi trường khác nghiệt nhất.
Cảm biến tiệm cận biến đổi các tín hiệu chuyển động hoặc lặp lại thành tín hiệu điện. Nhờ cảm biến tiệm cận chúng ta biết được các hành trình của chuyển động van khí nén hay các chuyển động của piston, trục cam … Ngoài ra cảm biến tiệm cận còn được dùng để đo tốc độ của động cơ. [ như hình trên ]
Cảm biến tiệm cận chỉ phát hiện được các vật chuyển động trong một khoảng cách nhất định. Khi dùng cảm biến tiệm cận để đo sự chuyển động của bánh răng kết hợp với bộ chuyển đổi Z111 sẽ đo được tốc độ quay của động cơ.
Đặc điểm của cảm biến tiện cận
– Phát hiện vật thể không cần tiếp xúc, không tác động lên vật, khoảng cách xa nhất tới 30mm.
– Hoạt động ổn định, chống rung động và chống shock tốt. – 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.
– Có thể sử dụng trong môi trường khắc nghiệt. Phân loại cảm biến tiệm cận: Ta có thể chia thành 02 loại sau:
– Cảm biến tiệm cận Loại Cảm Ứng Từ
– Cảm biến tiệm cận Loại Điện Dung
Phân loại cảm biến tiệm cận
Cảm biến tiệm cận được chia thành 02 loại sau: Cảm biến tiệm cận Loại Cảm Ứng Từ và Cảm biến tiệm cận Loại Điện Dung
1/ Cảm biến tiệm cận Loại Cảm Ứng Từ
Nguyên Tắc Hoạt Động: Từ trường do cuộn dây của sensor tạo ra sẽ thay đổi khi tương tác với vật thể kim loại [do đó chỉ phát hiện được vật thể kim loại].
– 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 – Không Có Bảo Vệ [Un-Shielded]: Không có bảo vệ từ trường xung quanh mặt sensor nên khoảng cách đo dài hơn, tuy nhiên dễ bị nhiễu của kim loại xung quanh.
Cảm ứng tiệm cận loại cảm ứng từ
- – Chỉ phát hiện được các vật thể là kim loại
- – Khoảng cách đo ngắn so với loại điện dung
- – Ít bị nhiễu bởi môi trường xung quanh
2/ Cảm biến tiệm cận Loại Cảm Ứng Điện Dung
Nguyên Tắc Hoạt Động: 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.
Cảm ứng tiệm cận loại cảm ứng điện dung có thể phát hiện được tất cả các vật thể.
Ứng dụng của cảm biến tiệm cận
Phát hiện mực chất lỏng và chất lỏng trong bồn có bọt
Phát hiện mực chất lỏng trong bồn mà không bị ảnh hưởng bởi bọt. Sử dụng sensor loại điện dung của Omron với nút điều chỉnh độ nhạy. Từ đó triệt tiêu được ảnh hưởng của bọt khí.
Sử dụng ống nhựa kèm theo, mực nước trong bồn sẽ chính là mực nước trên ống nhựa. Sensor họ E2K-L có thể phát hiện chính xác mực nước trong bồn và cho ra tín hiệu khi nước đầy, nước cạn
Đếm lon bia – nước giải khát sản xuất trong ngày: Sử dụng sensor tiệm cận loại cảm ứng từ E2E, E2B của Omron để phát hiện lon bia nhôm. Tín hiệu từ sensor xuất ra khi phát hiện lon nhôm được đưa về bộ đếm counter, counter sẽ hiển thị chính xác số lượng lon bia sản xuất trong từng ca.
Giám sát hoạt động của khuôn dập: Phát hiện và đếm số lần khuôn dập được trong ngày. Sử dụng sensor tiệm cận loại cảm ứng từ E2E,E2B của Omron để phát hiện và đếm số lần khuôn dập trong ngày một cách chính xác.
Giám sát tốc độ động cơ kết hợp với bộ chuyển đổi xung sang analog 4-20mA Z111
Kiểm tra gãy mũi khoan: Xuất tín hiệu báo khi khoan bị gãy mũi. Trong trường hợp này vì mũi khoan khá nhỏ nên việc sử dụng sensor có bộ khuếch đại rời là thích hợp nhất.
Phát hiện mức nước chất lỏng trong ống nghiệm như nước, hoá chất … Đây là giải pháp hiệu quả và an toàn nhất.
Một số ứng dụng khác :
Phát hiện Palette đi ngang qua: Phát hiện sản phẩm để trong palette sắt. Trong các ứng dụng phát hiện có/ không có vật kim loại sắt từ, cảm biến tiệm cận E2E, E2B của Omron là sự lựa chọn tốt nhất
Phát hiện lon nhôm: Loại các lon không phải lon nhôm ra khỏi băng chuyền. Trong một số ứng dụng cần phân loại giữa nhôm và các kim loại khác, cảm biến chỉ phát hiện nhôm/đồng là sự lựa chọn tinh tế.
Phát hiện/ hoặc đếm vật kim loại: Cảm biến E2EV được dùng trong các ứng dụng chỉ cần phát hiện có/ không có vật kim loại mà không cần phân biệt kim loại nào.
Vai trò, ứng dụng của cảm biến tiệm cận là không thể thiếu trong máy móc tự động. Nó là thiết bị được sử dụng nhiều trong công nghiệp.
>> Tất cả tài liệu: //plctech.com.vn/category/tai-lieu/
>> Các Khóa học tại Trung Tâm:
TRUNG TÂM TỰ ĐỘNG HÓA CÔNG NGHIỆP PLCTECH
Hà Nội: Số 11 Ngõ 2E Dịch Vọng – Cầu Giấy
HCM: Số 111E Đường 22 – Phước Long B – Quận 9
Liên hệ: Mr Chính 0984 957 127
Website: //plctech.com.vn/
Fanpage: //www.facebook.com/PLCTechHN
Email: