Cảm biến tiệm cận và những điều cần biết về cảm biến công tắc tiệm cận

Cảm biến tiệm cận là thiết bị cảm biến thông minh giúp phát hiện vật thể mà không cần tiếp xúc trực tiếp. Đây là một trong những loại cảm biến được ứng dụng vào rất nhiều lĩnh vực bởi sự ổn định, chống rung, chống shock cao và có thể hoạt động trong môi trường khắc nghiệt. 

Cảm biến tiệm cận là gì?

Cảm biến tiệm cận hay công tắc tiệm cận là các loại thiết bị dùng để phát hiện vật thể nhờ sự cảm biến mà không cần tiếp xúc trực tiếp. Ở khoảng cách nhất định vật thể sẽ được phát hiện nhờ vào mối liên hệ chuyển đổi từ tín hiệu của sự chuyển động hoặc sự xuất hiện của vật thể chuyển đổi thành tín hiệu điện. 

Trong môi trường, hoàn cảnh nhất định nào đó khoảng cách phát hiện vật thể chỉ khoảng vài mm. Cảm biến công tắc tiệm cận thường được sử dụng để phát hiện vị trí cuối cùng của tín hiệu đầu ra và chi tiết máy của cảm biến khởi động.

Đặc điểm cảm biến tiệm cận

Cũng như những loại cảm biến khác, cảm biến tiệm cận cũng có những đặc điểm riêng biệt. Một số đặc điểm về cảm biến tiệm cận đáng chú ý như:

• Cảm biến công tắc tiệm cận là thiết bị dùng để phát hiện vật thể mà không cần tác động cũng như tiếp xúc với vật. Khoảng cách phát hiện vật thể của loại cảm biến này với khoảng cách xa nhất lên đến khoảng 30mm.
• Là một trong những loại cảm biến được ứng dụng phổ biến bởi sự ổn định có khả năng chống rung động và chống shock rất cao.
• Cảm biến tiệm cận là thiết bị đáp ứng được sự nhanh nhạy về tốc độ, tuổi thọ cao…
• Được sử dụng phổ biến và lắp đặt nhiều nơi với đầu Sensor thiết kế nhỏ gọn.
• Đây là loại cảm biến có thể sử dụng cho cả môi trường khắc nghiệt.

Phân loại cảm biến tiệm cận

Cảm ứng từ

Đây là loại cảm biến tiệm cận phát hiện ra vật thể bằng cách tạo ra trường điện từ. Cảm biến công tắc tiệm cận loại cảm ứng từ chỉ phát hiện được vật kim loại và nó được phân chia thành:

• Cảm ứng từ có bảo vệ (Shielded): Đây là loại cảm ứng từ có khoảng cách đo bị giới hạn và trước mặt sensor được tập trung từ trường nên hạn chế khả năng nhiễm kim loại xung quanh.
• Cảm ứng từ không có bảo vệ ( Un-Shielded): Đây là loại cảm ứng mà bề mặt sensor không có sự bảo vệ của từ trường, do đó mà dễ bị nhiễm kim loại và khoảng cách đo cũng bị kéo dài hơn.

Cảm ứng điện dung

Cảm biến tiệm cận loại cảm ứng điện dung với nguyên lý hoạt động để phát hiện vật thể là nhờ vào nguyên tắc tĩnh điện. Nguyên tắc tĩnh điện hoạt động nhờ sự thay đổi điện dung giữa đầu sensor và vật cảm biến.

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

Cấu tạo

Cảm biến công tắc tiệm cận có lõi từ ở đầu cảm ứng được cuốn quanh bởi một cuộn dây. lõi dây đó là phương tiện để sóng cao tần đi qua tạo lên một trường điện từ dao động xung quanh. Cấu tạo của cảm biến tiệm cận được cấu thành từ các bộ phận chính như:

• Phần cảm biến
• Mạch giao động
• Bộ cảm nhận
• Bộ mạch tín hiệu đầu ra

Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận là sử dụng trường điện từ để cảm biến khi có vật thể và phát ra tín hiệu truyền về bộ xử lý với khoảng cách tối đa là 30mm.

Cảm biến công tắc tiệm cận với cấu tạo lõi từ ở đầu cảm ứng được bao quanh bởi một cuộn dây khi sóng cao tần đi qua lõi dây sẽ tạo ra một trường điện từ giao động xung quanh. 

Trường điện từ được kiểm soát bởi một mạch bên trong cảm biến tiệm cận. Khi có vật thể kim loại tiến lại gần sẽ gây nên sự tác động làm cho cuộn dây phát hiện giảm đi, giao động giảm xuống khiến độ mạnh của từ trường cũng theo đó mà giảm. Lúc này, mạch giám sát sẽ phát hiện được mức giao động giảm đi, từ đó có sự thay đổi ở đầu ra và phát hiện được vật thể đó.

Cảm biến tiệm cận hoạt động theo nguyên lý sử dụng trường điện từ nên khả năng chống chịu với môi trường luôn vượt trội ngay cả ở những môi trường khắc nghiệt, dễ bị bào mòn.

Ứng dụng cảm biến tiệm cận

Đếm số lượng lon bia: Cảm ứng từ E2E và E2B sẽ phát ra tín hiệu từ sensor  khi phát hiện lon bia để đưa về bộ đếm counter.  Bộ đếm counter sẽ cho ra kết quả chính xác số lon bia được sản xuất trong ngày theo từng ca làm việc của công nhân. 

Giám sát quá trình vận hành của khuôn dập: Cảm ứng từ E2E và E2B sử dụng sensor tiệm cận của Omron để phát hiện và đếm số lần dập được của khuôn dập hoạt động trong ngày một cách chính xác nhất.

Phát hiện lon nhôm trong dây truyền: Cảm biến tiệm cận giúp nhận biết, phát hiện và loại bỏ những lon không phải là lon nhôm ra khỏi dây chuyền sản xuất.

Phát hiện nắp kim loại ở môi trường nước: Ở môi trường ẩm ướt, nhiều hơi nước cảm biến tiệm cận giúp phát hiện ra các chai có nắp được làm bằng kim loại. Để có thể làm được việc này cần phải sử dụng các loại cảm biến tiệm cận có khả năng hoạt động mạnh trong môi trường ẩm ướt cao.

Phát hiện và đếm kim loại: Một trong những ứng dụng phổ biến của cảm biến tiệm cận là dùng để phát hiện tất cả các loại kim loại có trong môi trường cần kiểm tra.

Ứng dụng trong phát hiện mũi khoan gãy: Cảm biến tiệm cận, đặc biệt là loại cảm biến có bộ khuếch đại rời sẽ phát ra tín hiệu cảnh báo khi mũi khoan bị gãy. 

Phát hiện vật kim loại có kích thước nhỏ rơi: Cảm biến tiệm cận sẽ phát ra tín hiệu cảnh báo khi phát hiện vật có kích thước nhỏ và vật kim loại rơi.

Xác định mực chất lỏng trong bồn có bọt: Cảm biến tiệm cận là loại điện dung có thể phát hiện mức nước trong bồn ngay cả khi nước đó có chứa bọt và bề mặt chuyển động.

Phát hiện dung dịch chứa trong hộp giấy:Cảm biến tiệm cận có thể sử dụng để phát hiện lượng sữa hay nước trái cây… có trong hộp giấy một cách chính xác nhất.

Ngoài những ứng dụng trên cảm biến tiệm cần còn được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực và môi trường cụ thể khác.

Một số lưu ý khi sử dụng cảm biến tiệm cận

• Để cảm biến tiệm cận đạt kết quả chính xác tối đa chúng ta cần chú ý sử dụng phù hợp với môi trường, lĩnh vực, vật thể cần đo.
• Chú ý đến cảm biến xử lý với tốc độ nhanh hay chậm và kết quả độ chính xác có cao hay không…
• Cần chú ý xác định xem môi trường xung quanh vật thể cần đo có lượng từ trường cao không để khắc phục, bởi đây là yếu tố gây sai số.
• Khi sử dụng cảm biến tiệm cận, tùy thuộc môi trường có độ rung hay không, nhiệt độ môi trường có cao hay không… để lựa chọn loại phù hợp.
• Cần chú ý đến khoảng cách cảm biến đo với vật cần đo để cho ra kết quả chính xác nhất.
• Tùy vào lĩnh vực, môi trường, vật thể cần đi mà chúng ta lựa chọn và kiểm tra độ phù hợp với mục đích nhu cầu sử dụng.

Trên đây là một số thông tin được Bazo chia sẻ xoay quanh về thiết bị “cảm biến tiệm cận”. Hy vọng, qua những thông tin trên sẽ giúp chúng ta hiểu hơn và lựa chọn được loại cảm biến tiệm cận phù hợp với mục đích, nhu cầu của mình. 

Khi cần mua các loại thiết bị cảm biến như: Cảm biến dịch chuyển, cảm biến áp suất, cảm biến lực, cảm biến đo momen xoắn hay các dụng cụ phân tích… Có thể liên hệ đến Bazo.vn để được tư vấn và hỗ trợ mua các sản phẩm thương hiệu uy tín, chất lượng với mức giá tiết kiệm nhất nhé.