Cảm biến điện quang là gì, ứng dụng của chúng trong công nghiệp

Cảm biến điện quang là gì, ứng dụng của chúng trong công nghiệp

4.5 (90%) 10 votes

1.Khái quát về cảm biến điện quang

Cảm biến quang điện là cảm biến được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các nhà máy công nghiệp để phát hiện từ xa vật thể, đo lường khoảng cách hoặc tốc độ di chuyển của đối tượng. Tín hiệu quang được biến đổi thành tín hiệu điện nhờ hiện tượng phát xạ điện tử ở cực catot (Cathode) khi có một lượng ánh sáng chiếu vào. Có thể hiểu cảm biến Quang điện (Photoelectric Sensor, PES) nói một cách nôm na, thực chất chúng là do các linh kiện quang điện tạo thành. Khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào bề mặt của cảm biến quang, chúng sẽ thay đổi tính chất.

Hiện nay, có các loại cảm biến quang như:
-Cảm biến quang thu phát.
-Cảm biến quang phản xạ gương.
-Cảm biến quang khuếch tán.

Cấu trúc thiết kế

Cấu trúc của cảm biến quang khá đơn giản, bao gồm 3 thành phần chính:

-Bộ Phát sáng

– Bộ Thu sáng

– Mạch xử lý tín hiệu ra.

2.Công dụng của cảm biến quang

Ngày nay cảm biến quang thường sử dụng đèn bán dẫn LED (Light Emitting Diode).

Ánh sáng được phát ra theo xung. Nhịp điệu xung đặc biệt giúp cảm biến phân biệt được ánh sáng của cảm biến và ánh sáng từ các nguồn khác (như ánh nắng mặt trời hoặc ánh sáng trong phòng).

Các loại LED thông dụng nhất là LED đỏ, LED hồng ngoại hoặc LED laze. Một số dòng cảm biến đặc biệt dùng LED trắng hoặc xanh lá. Ngoài ra cũng có LED vàng.

Bộ thu sáng

thông thường bộ thu sáng là một phototransistor (tranzito quang).Bộ phận này cảm nhận ánh sáng và chuyển đổi thành tín hiệu điện tỉ lệ. Hiện nay nhiều loại cảm biến quang sử dụng mạch ứng dụng tích hợp chuyên dụng ASIC ( Application Specific Integrated Circuit). Mạch này tích hợp tất cả bộ phận quang, khuếch đại, mạch xử lý và chức năng vào một vi mạch (IC). Tất cả các dòng cảm biến quang Omron ra mắt gần đây (như E3Z, E3T, E3F2) đều sử dụng ASIC.

Bộ phận thu có thể nhận ánh sáng trực tiếp từ bộ phát (như trường hợp của loại thu-phát), hoặc ánh sáng phản xạ lại từ vật bị phát hiện (trường hợp phản xạ khuếch tán).

2.Ưu nhược điểm và một số ứng dụng của cảm biến

Ưu và nhược điểm của từng loại cảm biến quang.
Cảm biến quang có nhiều ưu điểm hơn so với các loại cảm biến khác( cảm biến từcảm biến điện dung ….)
– Cảm biến quang không tiếp xúc trực tiếp với vật cần phát hiện cho nên tuổi thọ, độ bền sẽ cao hơn.
– Khoảng cách phát hiện của Cảm biến quang khá xa, việc này cũng giúp ít không nhỏ cho việc thiết kế cũng như lắp đặt.
-Một ưu thế không thể bỏ qua của cảm biến quang đó là phát hiện hầu hết các loại vật thể, vật chất hỗ trợ rất nhiều trong tự động hóa.

Một số ứng dụng cơ bản của cảm biến quang thu phát chung: Cảm biến quang thu phát chung dùng để kiểm tra sản phẩm có ngã đổ hoặc có đủ bộ phận chưa ( ví dụ: chai có ngã trên băng truyền hay không, đã có nắp chai hay chưa) trong phạm vi hẹp.
Ngoài ra, cảm biến quang thu phát chung còn được sử dụng phổ biến trong việc xác định vị trí vật thể trong các băng chuyền tự động.

Các loại cảm biến quang thường dùng như:

Cảm biến quang Omron.

Cảm biến quang Autonics.

Cảm biến quang Sick.

– Cảm biến quang IFM.

– Cảm biến quang Keyence.

Cảm biến quang Yamatake.

– Cảm biến quang Sunx.

…….

4.Hướng dẫn điều chỉnh độ nhạy cho cảm biến

Các loại cảm biến quang điện tiêu chuẩn thường có 2 khả năng chỉnh độ nhạy:

1. Chỉnh ngưỡng
Người sử dụng có thể điều chỉnh mức ngưỡng, là mức ánh sáng đủ để kích hoạt đầu ra. Khi ánh sáng thu được bằng hoặc lớn hơn ngưỡng, sẽ có tín hiệu xuất ra. Trong thực tế, thay đổi ngưỡng sẽ dẫn đến tăng hoặc giảm khoảng cách phát hiện. Việc chỉnh ngưỡng cũng có thể giúp cảm biến nhạy hơn, phát hiện được vật nhỏ hơn hoặc các vật trong mờ. Một vài nhãn hiệu cảm biến quang có một biến trở vặn vít để điều chỉnh ngưỡng. Một số khác còn có nút đặt ngưỡng (teach) để có ngưỡng thích hợp nhất cho từng ứng dụng cụ thể.

2. Công tắc chuyển Light-On/Dark-On
Công tắc L-On/D-On thay đổi tình trạng đầu ra cảm biến.

Các loại Đèn báo

Phần lớn cảm biến quang Omron có 2 đèn báo:

1. Đèn xanh – báo mức ổn định

Đèn LED xanh cho biết cảm biến đang ở tình trạng phát hiện ổn định, nghĩa là tín hiệu ON (có) hay OFF (không có) rõ ràng. Đèn này cũng giúp cho việc cài đặt, chỉnh cảm biến dễ dàng.

2. Đèn báo tín hiệu ra vàng cam / đỏ.

Đèn LED vàng cam hay đỏ bật khi có vật thể được phát hiện và có tín hiệu đầu ra.

Cảm biến điện quang đang đóng vai trò rất lớn trong hệ thống tự động hóa mà không có một thiết bị nào khác có thể thay thế được. Hi vọng bài viết này đã có thể giúp bạn hiểu thêm được về thiết bị điện đặc biệt này.

Share this post

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *