CẢM BIẾN QUANG LÀ GÌ? ƯU NHƯỢC ĐIỂM VÀ ỨNG DỤNG

Cảm biến quang là gì?

Cảm biến quang (Photoelectric sensor) hay còn được gọi là mắt thần. Được dùng để phát hiện vật cản hoặc phát hiện màu. Cảm biến quang phát ra một tia sáng, khi có vật cản tia sáng này thì cảm biến phát ra tín hiệu để báo về trung tâm điều khiển.

Nó được dùng nhiều trong các dây chuyền tự động hóa. Cảm biến quang như con mắt trong dây chuyền đó, vì vậy nó đóng vay trò rất quang trọng trong công nghiệp.

Cảm biến quang là gì?

Nguyên lý hoạt động của cảm biến quang

Cảm biến phát ra một tia sáng và khi có một vật cản trở tia sáng thì cảm biến sẽ xuất tín hiệu OUTPUT relay.

Cùng tìm hiểu nguyên lý hoạt động chi tiết của hai loại : cảm biến quang phản xạ gương và cảm biến quang thu phát. 

Cảm biến quang phản xạ gương

Cảm biến quang phản xạ gương có một bộ phát và thu ánh sáng ngay trên cùng 1 cảm biến. Đi kèm là một tấm gương hoặc phản quang có mục đích phản xạ lại ánh sáng phát ra từ đầu cảm biến.

Nguyên lý hoạt động : cảm biến luôn phát ra một tia sáng thẳng về phía trước.

Khi gặp gương thì ánh sáng bị phản xạ ngược lại đầu thu ngay trên cảm biến. Lúc này cảm biến sẽ luôn báo trạng thái ON. Khi có vật cản đi qua thì sẽ làm mất tín hiệu phản hồi về. Lúc đó cảm biến sẽ chuyển trạng thái ON thành OFF.

Tín hiệu ngõ ra ON – OFF được quy định theo loại cảm biến cần dùng. Có ba loại tín hiệu ngõ ra thường dùng là PNP – NPN và Namur.

Ưu điểm :

-Lắp đặt dễ dàng chỉ với 1 đầu cảm biến vừa thu vừa phát\

-Phát hiện được các vật trong suốt, mờ, mỏng

-Khoảng cách làm việc khá xa có thể lên tới 20m

-Tiết kiệm dây dẫn và lắp đặt

Cảm biến quang thu phát

Cảm biến quang thu phát cần có đủ 2 con lắp đối diện nhau mới hoạt động. Trong đó một con phát ra ánh sáng và một con thu lại ánh sáng. Khi có vật cản cắt ngang cảm biến sẽ chuyển từ trạng thái ON sang trạng thái OFF.

Nó có trong các môi trường có tính phản xạ ánh sáng cao hoặc các bề mặt hấp thụ ánh sáng mạnh. Các loại cảm biến phản xạ gương thu phát chung không đáp ứng được.

Nguyên lý hoạt động:

– Khi không có vật cản : cảm biến 1 phát ánh sáng, cảm biến 2 thu ánh sáng. Việc thu và phát liên tục nhau, tín hiệu báo trạng thái ON.

– Khi có vật cản : cảm biến 1 phát ánh sáng, cảm biến 2 KHÔNG thu được ánh sáng. Ánh sáng bị cản trở bởi vật che chắn sẽ được cảm biến 2 báo động bằng cách chuyển ON thành OFF.

Ưu điểm:

– Không bị ảnh hưởng bởi bề mặt vật cản

– Sử dụng được cho mọi vật thể có màu sắc khác nhau

– Khoảng cách làm việc xa có thể tới 100m

Cảm biến quang phản xạ khuếch tán

Cảm biến quang phản xạ khuếch tán là loại cảm biến có bộ thu và phát chung.

Cảm biến quang phản xạ khuếch tán được sử dụng rộng rãi trong các chi tiết máy hoặc trên các dây chuyền sản xuất để đếm sản phẩm hoặc phân loại sản phẩm.

Nguyên lý hoạt động: 

– Khi không có vật cản : ánh sáng không phản xạ về vị trí thu hoặc bề mặt vật không phản xạ về vị trí thu. Cảm biến báo trạng thái ON.

– Khi có vật cản : cảm biến phát ánh sáng ra liên tục từ bộ phát. Khi gặp vật cản ánh sáng bị phản xạ lại về vị trí thu trên cảm biến.

Đặc điểm: dễ bị ảnh hưởng bởi bề mặt, màu sắc và khoảng cách tối đa là 2m.

Ứng dụng của cảm biến quang

• – Đếm sản phẩm trên băng tải
• – Kiểm tra sản phẩm lỗi
• – Đo độ dày của bề mặt vật thể
• – Phát hiện nhãn dán trên bao bì
• – Kiểm soát an toàn khi đóng – mở cửa nhà xe
• – Bật – tắt vòi rửa xe
• – Phát hiện người – vật đi qua cửa
• – Sử dụng cho các bãi giữ xe tự động
• – Kiểm tra vị trí chi tiết máy có đúng hay chưa

Ưu nhược điểm của cảm biến quang

Ưu điểm: 

• Phát hiện vật thể không cần tiếp xúc. Khoảng cách xa nhất có thể tới 100m
• Tuổi thọ cao, ổn định và chính xác cao cũng như ít bị hao mòn theo thời gian
• Phát hiện được phần lớn các vật chất rắn
• Thời gian đáp ứng nhanh & có thể tuỳ chỉnh được độ nhạy theo mong muốn
• Có nhiều nhà cung cấp khác nhau

Nhược điểm:

• Cảm biến báo ảo khi dính bụi bẩn trên bề mặt
• Cảm biến quang chỉ hoạt động trong một vài điều kiện cụ thể cho từng loại. Màu sắc và độ phản xạ phụ thuộc rất nhiều vào độ chính xác của cảm biến.
• Cần phải có kinh nghiệm để chọn đúng loại cho từng ứng dụng cụ thể

Qua bài viết này hy vọng các bạn sẽ nắm dược về cảm biến quang là gì? Nguyên lý và ứng dụng của từng loại. Thông qua ưu nhược điểm cảm biến quang để lựa chọn các loại cảm biến sao cho phù hợp với từng ứng dụng.