Khái niệm, ứng dụng của cảm biến quang
Ngày đăng: 07-08-2023 |
Ngày cập nhật: 07-08-2023
Các loại cảm biến quang giờ được sử dụng rộng rãi trong các khu vực tự động hóa, công nghiệp, nhà máy, xưởng sản xuất,… Nhu cầu sử dụng ngày càng cao dẫn tới sự ra đời của các loại cảm biến quang khác nhau. Vậy cảm biến quang có cấu tạo và vận dụng ra sao? Ta sẽ cùng tìm hiểu thông qua bài viết sau đây.
1. Giới thiệu cảm biến quang là gì?
Cảm biến quang (Photoelectric Sensor) là thiết bị kết hợp các linh kiện quang điện. Khi tiếp xúc với ánh sáng chúng sẽ đổi thay trạng thái dựa vào hiện tượng phát xạ điện tử ở cực Cathode tín hiệu quang sẽ được chuyển đổi thành tín hiệu điện. Từ đó có khả năng phát hiện sự hiện diện của vật thể.
https://baoanjsc.com.vn/Images/SanPham/HinhBe/photo-sensor-power-supply-build-in-type-hanyoung-PEN-series-PICTURE-1048.jpg
Cảm biến quang là gì?
Cảm biến quang có thể phát hiện các vật thể từ xa, đo lường khoảng cách đến các vật thể và tốc độ di chuyển của các đối tượng đó. Bởi thế chúng đóng vai trò rất quan trọng trong lĩnh vực công nghiệp tự động hóa.
2. Cấu tạo của cảm biến quang như thế nào?
Cảm biến quang được cấu thành từ 3 bộ phận chính là bộ thu ánh sáng, bộ phát ánh sáng và bộ phận mạch xử lý tín hiệu.
![]()
Cấu tạo chung của cảm biến quang
2.1. Bộ phận phát sáng
Bộ phận này phụ trách vị trí cảm biến quang nhiệt, phát ra ánh sáng dạng xung. Tùy vào từng hãng sản xuất sẽ có tần số ánh sáng biệt lập được thiết kế. Bộ phận này bổ trợ cho bộ phận thu ánh sáng phân biệt nguồn sáng từ cảm biến và nhiều nguồn khác.
2.2. Bộ phận thu sáng
Bộ phận này có nhiệm vụ tiếp nhận ánh sáng và sau đó truyền tín hiệu đến bộ phận xử lý.
2.3. Bộ phận mạch xử lý tín hiệu đầu ra
Bộ phận này tiếp nhận tín hiệu từ bộ phận thu sáng và chuyển tín hiệu theo tỉ lệ tranzito thành chế độ ON/OFF. Khi lượng ánh sáng thu được vượt quá mức ngưỡng được xác định, tín hiệu ra của cảm biến được kích hoạt. Dù rằng một số loại cảm biến thế hệ trước tích hợp mạch nguồn và dùng tín hiệu ra là tiếp điểm rơ-le (relay) vẫn khá phổ thông, ngày nay các loại cảm biến chính yếu dùng tín hiệu ra bán dẫn (PNP/NPN). Một số cảm biến quang còn có cả tín hiệu tỉ lệ ra phục vụ cho các ứng dụng đo đếm.
3. Ưu nhược điểm của cảm biến quang
Một số ưu và nhược điểm của thiết bị cảm biến quang được người dùng đánh giá như sau.
Ưu điểm:
- Phát hiện vật thể từ xa với khoảng cách lên tới 100m mà không cần tiếp xúc trực tiếp với vật thể đó.
- Độ bền cao, ít bị hao mòn, hoạt động với độ chuẩn xác cao, ổn định.
- Có thể song song phát hiện nhiều vật thể khác nhau.
- Độ nhạy cao và có thể tùy chỉnh, thời gian đáp ứng tương đối nhanh chóng.
Nhược điểm:
- Tính chống bụi chưa cao, hoạt động của cảm biến sẽ bị ảnh hưởng như bề mặt của nó bị bám bẩn.
- Các nhân tố như màu sắc, khả năng phản xạ ánh sáng của vật có thể ảnh hưởng tới hoạt động của cảm biến quang.
4. Thông số đặc trưng của cảm biến quang
Khi lựa chọnchọn lựa các cảm biến quang bây giờ, một trong những nhân tố quan trọng người dùng cần quan tâm đó là các Thông số đặc trưng của cảm biến.
– Nguồn điện áp cung cấp: Các cảm biến quang thường có nguồn cấp như 12-24VDC, 24-240VAC ±10% 50/60Hz, 24-240VDC ±10% (Ripple P-P:Max. 10%).
– Ngõ đầu ra: Tiếp điểm relay 30VDC 3A, 250VAC 3A tải thuần trở, cấu tạo tiếp điểm là 1c.
– Phạm vi phát hiện: 15m đối với loại thu – phát; 0.1~3m, 0.1~5m đối với phản xạ gương và 700mm đối với phản xạ khuếch tán.
– Độ trễ: Cỡ 20% khoảng cách cài đặt định mức.
– Vật phát hiện chuẩn: Vật mờ đục Ø15 mm đối với cảm biến thu-phát, Ø60 mm với cảm biến phản xạ gương, trong mờ đối với phản xạ khuếch tán.
– Nguồn sáng: sử dụng các đèn LED hồng ngoại 940nm, 850nm và LED đỏ (660 nm).
– Các chế độ hoạt động: Có thể lựa chọn Light ON hoặc Dark ON.
– Chỉ thị hoạt động: Đèn led xanh lá cho chỉ thị nguồn, sự ổn định, đèn led vàng cho chỉ thị hoạt động.
– Cơ chế điều chỉnh độ nhạy: Được cài đặt biến trở điều chỉnh.
5. Có các loại cảm biến quang nào ?
5.1. Cảm biến quang thu phát độc lập
Cảm biến quang điện thu phát độc lập (Through – Beam Sensor) còn được gọi là cảm biến thu phát chung. Cảm biến gồm thiết bị phát ánh sáng và thiết bị thu ánh sáng đặt đối diện nhau. Là dòng cảm biến được dùng nhiều bởi khả năng phát hiện ra vật ở khoảng cách 60m, hoạt động chuẩn xác, không bị chi phối, ảnh hưởng bởi màu sắc và bề mặt.
Nguyên lý hoạt động: Khi cảm biến này hoạt động có hai trạng thái duy nhất đó là trạng thái có và không có vật cản. Khi không có vật cản, hai cảm biến phát sáng và thu sáng sẽ diễn ra liên tiếp với nhau. Khi có vật cản, cảm biến phát vẫn sẽ phát ra ánh sáng nhưng do có vật cản ở giữa nên cảm biến thu sẽ không thu được ánh sáng. Từ đó vật thể được nhận diện.
5.2. Cảm biến quang phản xạ gương
Cảm biến quang phản xạ gương (Retro – Reflection Sensor) có cả bộ phát ánh sáng, bộ thu ánh sáng và trang bị gương phản xạ kèm theo. Gương phản xạ đóng vai trò là một lăng kính đặc biệt. Với ưu điểm nổi bật là khả năng phát hiện được vật có định dạng mờ, trong suốt khoảng cách tối đa là tầm 15m, tiết kiệm dây dẫn điện và lắp đặt đơn giản, mau chóng.
Nguyên lý hoạt động: Cảm biến phản xạ gương hoạt động khi bộ phát ánh sáng sẽ phát ra ánh sáng đến gương. Nếu không có bất cứ vật cản nào xuất hiện thì gương sẽ thu lại tất cả ánh sáng. Nếu có xuất hiện vật cản hay vật đi qua thì tần số của ánh sáng phản xạ bị thay đổi hoặc bị mất đi ánh sáng thu.
5.3. Cảm biến quang phản xạ khuếch tán
Chức năng chính của cảm biến quang phản xạ khuếch tán là phát hiện các vật thể trên các máy móc của hệ thống tự động hóa công nghiệp. Giúp người điều khiển có thể giám sát được vị trí của các thiết bị máy móc đã được lắp đúng hay chưa. Do vậy mà thiết bị này có thể được dùng nhiều trong dây chuyền đóng gói sản phẩm, sản xuất hoặc đếm số lượng vật để cho vào thùng hay đóng thành lô, bộ.
Tuy vậy thiết bị này có phạm vi khá hạn chế trong khoảng 2m. Độ chuẩn xác của cảm biến này cũng bị chi phối bởi các màu sắc cùng với bề mặt của vật.
Nguyên lý hoạt động: Cảm biến khuếch tán này cũng có 2 trạng thái làm việc khi có vật cản và khi không có vật cản tương tự như các loại cảm biến.
5.4. Cảm biến quang phát hiện màu
Cảm biến quang phát hiện màu có thể nhận biết được những vật thể có màu sắc khi thiết lập và lập trình sẵn cho thiết bị. Cảm biến Có hai chế độ phát hiện màu và đồng thời phát hiện màu và cường độ màu. Các thiết bị cảm biến quang bây giờ đã được cải tiến nhằm giảm thiểu các lỗi từ ánh sáng bên ngoài và cho phép cảm biến phát hiện màu ổn định.
6. Ứng dụng của cảm biến quang
Cảm biến quang được ứng dụng chủ yếu để phát hiện, đo lường nhiều dạng vật thể ở các phạm vi khác nhau trong các lĩnh vực công nghiệp tự động hóa, sản xuất,…
![]()
Một số ứng dụng của cảm biến quang trong sản xuất
Các ứng dụng của cảm biến có thể kể đến như:
– Đếm số lượng sản phẩm trên dây chuyền băng tải.
– Đo kích thước, độ dày của bề mặt vật thể.
– Rà soát, phát hiện các sản phẩm lỗi.
– Nhận diện nhãn dán trên các bao bì.
– Giám sát an toàn khi đóng – mở cửa cầu thang máy, nhà xe,…
– Bật – tắt các thiết bị tự động như vòi rửa xe, cửa, hệ thống đèn,…
– Phát hiện người hoặc vật đi qua.
– Rà soát vị trí các chi tiết máy được lắp đặt có đúng hay chưa.
Bây giờ các sản phẩm cảm biến quang bảo đảm nhất đều được Công ty Cổ phần Dịch vụ kỹ thuật Bảo An cung cấp tới người tiêu dùng. Nếu bạn có nhu cầu mua hay tìm hiểu về cảm biến quang hãy liên lạc ngay với chúng tôi baa.vn hoặc Ms. Thảo 0901 575 998 để được trả lời và tương trợ tốt nhất
https://raovatquynhon.com/raovat/dich-vu-tong-hop/co-cac-loai-cam-bien-quang-nao.html
1. Giới thiệu cảm biến quang là gì?
Cảm biến quang (Photoelectric Sensor) là thiết bị kết hợp các linh kiện quang điện. Khi tiếp xúc với ánh sáng chúng sẽ đổi thay trạng thái dựa vào hiện tượng phát xạ điện tử ở cực Cathode tín hiệu quang sẽ được chuyển đổi thành tín hiệu điện. Từ đó có khả năng phát hiện sự hiện diện của vật thể.
https://baoanjsc.com.vn/Images/SanPham/HinhBe/photo-sensor-power-supply-build-in-type-hanyoung-PEN-series-PICTURE-1048.jpg
Cảm biến quang là gì?
Cảm biến quang có thể phát hiện các vật thể từ xa, đo lường khoảng cách đến các vật thể và tốc độ di chuyển của các đối tượng đó. Bởi thế chúng đóng vai trò rất quan trọng trong lĩnh vực công nghiệp tự động hóa.
2. Cấu tạo của cảm biến quang như thế nào?
Cảm biến quang được cấu thành từ 3 bộ phận chính là bộ thu ánh sáng, bộ phát ánh sáng và bộ phận mạch xử lý tín hiệu.
Cấu tạo chung của cảm biến quang
2.1. Bộ phận phát sáng
Bộ phận này phụ trách vị trí cảm biến quang nhiệt, phát ra ánh sáng dạng xung. Tùy vào từng hãng sản xuất sẽ có tần số ánh sáng biệt lập được thiết kế. Bộ phận này bổ trợ cho bộ phận thu ánh sáng phân biệt nguồn sáng từ cảm biến và nhiều nguồn khác.
2.2. Bộ phận thu sáng
Bộ phận này có nhiệm vụ tiếp nhận ánh sáng và sau đó truyền tín hiệu đến bộ phận xử lý.
2.3. Bộ phận mạch xử lý tín hiệu đầu ra
Bộ phận này tiếp nhận tín hiệu từ bộ phận thu sáng và chuyển tín hiệu theo tỉ lệ tranzito thành chế độ ON/OFF. Khi lượng ánh sáng thu được vượt quá mức ngưỡng được xác định, tín hiệu ra của cảm biến được kích hoạt. Dù rằng một số loại cảm biến thế hệ trước tích hợp mạch nguồn và dùng tín hiệu ra là tiếp điểm rơ-le (relay) vẫn khá phổ thông, ngày nay các loại cảm biến chính yếu dùng tín hiệu ra bán dẫn (PNP/NPN). Một số cảm biến quang còn có cả tín hiệu tỉ lệ ra phục vụ cho các ứng dụng đo đếm.
3. Ưu nhược điểm của cảm biến quang
Một số ưu và nhược điểm của thiết bị cảm biến quang được người dùng đánh giá như sau.
Ưu điểm:
- Phát hiện vật thể từ xa với khoảng cách lên tới 100m mà không cần tiếp xúc trực tiếp với vật thể đó.
- Độ bền cao, ít bị hao mòn, hoạt động với độ chuẩn xác cao, ổn định.
- Có thể song song phát hiện nhiều vật thể khác nhau.
- Độ nhạy cao và có thể tùy chỉnh, thời gian đáp ứng tương đối nhanh chóng.
Nhược điểm:
- Tính chống bụi chưa cao, hoạt động của cảm biến sẽ bị ảnh hưởng như bề mặt của nó bị bám bẩn.
- Các nhân tố như màu sắc, khả năng phản xạ ánh sáng của vật có thể ảnh hưởng tới hoạt động của cảm biến quang.
4. Thông số đặc trưng của cảm biến quang
Khi lựa chọnchọn lựa các cảm biến quang bây giờ, một trong những nhân tố quan trọng người dùng cần quan tâm đó là các Thông số đặc trưng của cảm biến.
– Nguồn điện áp cung cấp: Các cảm biến quang thường có nguồn cấp như 12-24VDC, 24-240VAC ±10% 50/60Hz, 24-240VDC ±10% (Ripple P-P:Max. 10%).
– Ngõ đầu ra: Tiếp điểm relay 30VDC 3A, 250VAC 3A tải thuần trở, cấu tạo tiếp điểm là 1c.
– Phạm vi phát hiện: 15m đối với loại thu – phát; 0.1~3m, 0.1~5m đối với phản xạ gương và 700mm đối với phản xạ khuếch tán.
– Độ trễ: Cỡ 20% khoảng cách cài đặt định mức.
– Vật phát hiện chuẩn: Vật mờ đục Ø15 mm đối với cảm biến thu-phát, Ø60 mm với cảm biến phản xạ gương, trong mờ đối với phản xạ khuếch tán.
– Nguồn sáng: sử dụng các đèn LED hồng ngoại 940nm, 850nm và LED đỏ (660 nm).
– Các chế độ hoạt động: Có thể lựa chọn Light ON hoặc Dark ON.
– Chỉ thị hoạt động: Đèn led xanh lá cho chỉ thị nguồn, sự ổn định, đèn led vàng cho chỉ thị hoạt động.
– Cơ chế điều chỉnh độ nhạy: Được cài đặt biến trở điều chỉnh.
5. Có các loại cảm biến quang nào ?
5.1. Cảm biến quang thu phát độc lập
Cảm biến quang điện thu phát độc lập (Through – Beam Sensor) còn được gọi là cảm biến thu phát chung. Cảm biến gồm thiết bị phát ánh sáng và thiết bị thu ánh sáng đặt đối diện nhau. Là dòng cảm biến được dùng nhiều bởi khả năng phát hiện ra vật ở khoảng cách 60m, hoạt động chuẩn xác, không bị chi phối, ảnh hưởng bởi màu sắc và bề mặt.
Nguyên lý hoạt động: Khi cảm biến này hoạt động có hai trạng thái duy nhất đó là trạng thái có và không có vật cản. Khi không có vật cản, hai cảm biến phát sáng và thu sáng sẽ diễn ra liên tiếp với nhau. Khi có vật cản, cảm biến phát vẫn sẽ phát ra ánh sáng nhưng do có vật cản ở giữa nên cảm biến thu sẽ không thu được ánh sáng. Từ đó vật thể được nhận diện.
5.2. Cảm biến quang phản xạ gương
Cảm biến quang phản xạ gương (Retro – Reflection Sensor) có cả bộ phát ánh sáng, bộ thu ánh sáng và trang bị gương phản xạ kèm theo. Gương phản xạ đóng vai trò là một lăng kính đặc biệt. Với ưu điểm nổi bật là khả năng phát hiện được vật có định dạng mờ, trong suốt khoảng cách tối đa là tầm 15m, tiết kiệm dây dẫn điện và lắp đặt đơn giản, mau chóng.
Nguyên lý hoạt động: Cảm biến phản xạ gương hoạt động khi bộ phát ánh sáng sẽ phát ra ánh sáng đến gương. Nếu không có bất cứ vật cản nào xuất hiện thì gương sẽ thu lại tất cả ánh sáng. Nếu có xuất hiện vật cản hay vật đi qua thì tần số của ánh sáng phản xạ bị thay đổi hoặc bị mất đi ánh sáng thu.
5.3. Cảm biến quang phản xạ khuếch tán
Chức năng chính của cảm biến quang phản xạ khuếch tán là phát hiện các vật thể trên các máy móc của hệ thống tự động hóa công nghiệp. Giúp người điều khiển có thể giám sát được vị trí của các thiết bị máy móc đã được lắp đúng hay chưa. Do vậy mà thiết bị này có thể được dùng nhiều trong dây chuyền đóng gói sản phẩm, sản xuất hoặc đếm số lượng vật để cho vào thùng hay đóng thành lô, bộ.
Tuy vậy thiết bị này có phạm vi khá hạn chế trong khoảng 2m. Độ chuẩn xác của cảm biến này cũng bị chi phối bởi các màu sắc cùng với bề mặt của vật.
Nguyên lý hoạt động: Cảm biến khuếch tán này cũng có 2 trạng thái làm việc khi có vật cản và khi không có vật cản tương tự như các loại cảm biến.
5.4. Cảm biến quang phát hiện màu
Cảm biến quang phát hiện màu có thể nhận biết được những vật thể có màu sắc khi thiết lập và lập trình sẵn cho thiết bị. Cảm biến Có hai chế độ phát hiện màu và đồng thời phát hiện màu và cường độ màu. Các thiết bị cảm biến quang bây giờ đã được cải tiến nhằm giảm thiểu các lỗi từ ánh sáng bên ngoài và cho phép cảm biến phát hiện màu ổn định.
6. Ứng dụng của cảm biến quang
Cảm biến quang được ứng dụng chủ yếu để phát hiện, đo lường nhiều dạng vật thể ở các phạm vi khác nhau trong các lĩnh vực công nghiệp tự động hóa, sản xuất,…
Một số ứng dụng của cảm biến quang trong sản xuất
Các ứng dụng của cảm biến có thể kể đến như:
– Đếm số lượng sản phẩm trên dây chuyền băng tải.
– Đo kích thước, độ dày của bề mặt vật thể.
– Rà soát, phát hiện các sản phẩm lỗi.
– Nhận diện nhãn dán trên các bao bì.
– Giám sát an toàn khi đóng – mở cửa cầu thang máy, nhà xe,…
– Bật – tắt các thiết bị tự động như vòi rửa xe, cửa, hệ thống đèn,…
– Phát hiện người hoặc vật đi qua.
– Rà soát vị trí các chi tiết máy được lắp đặt có đúng hay chưa.
Bây giờ các sản phẩm cảm biến quang bảo đảm nhất đều được Công ty Cổ phần Dịch vụ kỹ thuật Bảo An cung cấp tới người tiêu dùng. Nếu bạn có nhu cầu mua hay tìm hiểu về cảm biến quang hãy liên lạc ngay với chúng tôi baa.vn hoặc Ms. Thảo 0901 575 998 để được trả lời và tương trợ tốt nhất
https://raovatquynhon.com/raovat/dich-vu-tong-hop/co-cac-loai-cam-bien-quang-nao.html
