Cảm biến quang và vai trò quan trọng trong tự động hóa
Cảm biến quang là một loại thiết bị có khả năng phát hiện đồ vật hay vật thể bằng cách sử dụng ánh sáng. Với sự phát triển của công nghệ, cảm biến quang được sử dụng ngày càng nhiều trong sản xuất và chế tạo. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về cảm biến quang, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nó, cũng như các ứng dụng phổ biến của loại thiết bị này.
Cảm biến quang: Định nghĩa và cấu tạo
Cảm biến quang, hay còn được biết đến với tên gọi Photoelectric Sensor, là sự kết hợp của các linh kiện quang điện. Khi tiếp xúc với ánh sáng, cảm biến quang sẽ thay đổi trạng thái để phát hiện sự hiện diện của vật thể. Cấu tạo của cảm biến quang bao gồm ba bộ phận chính: bộ phận phát sáng, bộ phận thu sáng, và mạch xử lý tín hiệu đầu ra. Bộ phận phát sáng sử dụng đèn LED để tạo ánh sáng phát ra, trong khi bộ phận thu sáng nhận và chuyển đổi ánh sáng thành tín hiệu điện. Mạch xử lý tín hiệu đầu ra sẽ kích hoạt tín hiệu ra ở ngõ OUT khi có sự thay đổi ở bộ phận thu.
Cảm biến quang là gì?
Các loại cảm biến quang thông dụng
Có ba loại cảm biến quang được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng công nghiệp:
1. Cảm biến quang khuếch tán (diffuse reflection sensor)
Đây là loại cảm biến có bộ thu và bộ phát được kết hợp trong cùng một thiết bị. Cảm biến quang khuếch tán được sử dụng để phát hiện các vật thể trên hệ thống máy móc tự động và kiểm tra các thiết bị đã được lắp đúng vị trí hay chưa. Loại cảm biến này bị ảnh hưởng bởi bề mặt, màu sắc và khoảng cách tối đa là 2m.
Cảm biến quang khuếch tán
2. Cảm biến quang thu phát chung (through-beam sensor)
Loại cảm biến quang thu phát độc lập này yêu cầu một đèn phát ánh sáng và một cảm biến thu ánh sáng được lắp đối diện với nhau để hoạt động. Cảm biến thu phát chung không bị ảnh hưởng bởi bề mặt, màu sắc và có thể phát hiện vật trong khoảng cách lên đến 60m.
Cảm biến quang thu phát chung
3. Cảm biến quang phản xạ gương (retro-reflection sensor)
Loại cảm biến này bao gồm bộ phát ánh sáng và bộ thu ánh sáng trên cùng một thiết bị. Cảm biến phản xạ gương được sử dụng rộng rãi do việc lắp đặt dễ dàng, tiết kiệm dây dẫn và có khả năng phát hiện các vật trong suốt, mờ... Khoảng cách phát hiện tối đa là 15m.
Cảm biến quang phản xạ gương
Ứng dụng của cảm biến quang
Cảm biến quang được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm:
- Phát hiện người và vật đi qua cửa
- Giám sát xe trong bãi giữ xe
- Kiểm tra các nhãn bị thiếu trên chai
- Kiểm tra sản phẩm trong quá trình chế biến và đóng gói
- Đếm sản phẩm trên băng tải và đóng gói tự động
- Đo mức độ cao của chất lỏng trong hộp hoặc lon
- Đếm số lượng hoa quả để cho vào một thùng chứa
- Đảm bảo an toàn khi mở và đóng cửa nhà xe
- Bật vòi nước rửa bằng cử chỉ
- Và nhiều ứng dụng khác
Các thông số của cảm biến quang
Khi chọn mua cảm biến quang, bạn cần quan tâm đến các thông số sau:
- Loại cảm biến: thu-phát, phản xạ gương, phản xạ khuếch tán
- Nguồn cấp: 12-24VDC, 24-240VAC, 24-240VDC
- Ngõ ra: tiếp điểm relay, PNP/NPN
- Khoảng cách phát hiện: tùy thuộc vào loại cảm biến
- Độ trễ: tối đa 20% khoảng cách cài đặt định mức
- Vật phát hiện chuẩn: tùy thuộc vào loại cảm biến
- Nguồn sáng: LED hồng ngoại, LED đỏ, LED xanh lá, LED vàng
- Chế độ hoạt động: Light ON/Dark ON
- Chỉ thị hoạt động: đèn LED màu xanh lá, đèn LED màu vàng
- Thời gian đáp ứng: tối đa 1ms, 20ms
- Điều chỉnh độ nhạy: biến trở điều chỉnh
Ưu và nhược điểm của cảm biến quang
Cảm biến quang cũng có những ưu và nhược điểm riêng. Dưới đây là một số điểm mạnh và điểm yếu của loại thiết bị này để bạn có thể tham khảo:
Ưu điểm:
- Phát hiện chính xác và nhanh chóng
- Khả năng phát hiện các vật nhỏ và trong mờ
- Độ bền và độ tin cậy cao
- Không bị ảnh hưởng bởi môi trường nhiễu và ánh sáng mạnh
- Kích thước nhỏ gọn và dễ dàng lắp đặt
Nhược điểm:
- Giá thành cao hơn so với một số loại cảm biến khác
- Đòi hỏi kiến thức và kỹ năng kỹ thuật cao để cài đặt và vận hành
- Cần được bảo dưỡng và kiểm tra định kỳ
Mong rằng bài viết này đã giúp bạn hiểu rõ hơn về cảm biến quang và ứng dụng của nó trong tự động hóa công nghiệp.
