Cảm biến tiệm cận điện cảm

1. Khái niệm

– Cảm biến tiệm cận điện cảm được dùng để phát hiện các đối tượng là kim loại (loại cảm biến này không phát hiện các đối tượng có cấu tạo không phải là kim loại).

– Loại cảm biến này lại được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp vì giá thành hợp lí và khả năng chống nhiễu tốt.

Hình 1. Cảm biến tiệm cận loại điện cảm.

2. Cấu tạo

Hình 2. Cấu tạo của bộ cảm biến tiệm cận điện cảm.

Một bộ cảm biến tiệm cận điện cảm gồm có 4 khối chính:

• Cuộn dây và lõi ferit.
• Mạch dao động.
• Mạch phát hiện.
• Mạch đầu ra.

3. Phân loại

Hình 3. Phân loại cảm biến tiệm cận.

– Cảm biến tiệm cận điện cảm loại có bảo vệ (Shielded): Từ trường được tập trung trước mặt cảm biến nên ít bị nhiễu bởi kim loại xung quanh, tuy nhiên khoảng cách đo ngắn đi.

– Cảm biến tiệm cận điện cảm loại không có bảo vệ (Un-Shielded): Không có bảo vệ từ trường xung quanh mặt cảm biến nên khoảng cách đo dài hơn, tuy nhiên dễ bị nhiễu của kim loại xung quanh.

4. Nguyên lý hoạt động

Hình 4. Mỗi thành phần bên trong đảm nhiệm một nhiệm vụ nhất định.

– Cảm biến tiệm cận điện cảm được thiết kế để tạo ra một vùng điện trường, khi một vật bằng kim loại tiến vào khu vực này, xuất hiện dòng điện xoáy (dòng điện cảm ứng) trong vật thể kim loại này.

– Dòng điện xoáy gây nên sự tiêu hao năng lượng (do điện trở của kim loại) làm ảnh hưởng đến biên độ sóng dao động, đến một  trị số nào đó tín hiệu này được ghi nhận.

– Mạch phát hiện sẽ phát hiện sự thay đổi tín hiệu và tác động để mạch ra lên mức ON.

– Khi đối tượng rời khỏi khu vực từ trường, sự dao động được tái lập, cảm biến trở lại trạng thái bình thường.

Hình 5. Nguyên lý của cảm biến tiệm cận điện cảm.

Để hiểu rõ hơn về cách hoạt động của cảm biến tiệm cận điện cảm, chúng ta hãy cùng xem qua đoạn video mô tả sau:

5. Dải đo và đầu ra (Output)

• Dải đo của cảm biến điện cảm: Phát hiện vật không cần tiếp xúc, không tác động lên vật, khoảng cách xa nhất tới 30mm.
• Output của cảm biến: Cảm biến điện cảm sẽ có output thông dụng như PNP/ NPN/ NO/ NC…

6. Ưu, nhược điểm

6.1. Ưu điểm

• Vận hành đáng tin cậy.
• Phát hiện ra vật mà không cần tiếp xúc trực tiếp.
• Đầu Sensor có thể lắp đặt ở nhiều vị trí.
• Giá thành hợp lí.

6.2. Nhược điểm

• Chỉ phát hiện ra được vật thể bằng kim loại.

7. Ứng dụng

• Đếm sản phẩm.
• Phát hiện vật bằng kim loại.
• Kiểm tra mũi khoan.
• Phát hiện kim loại khác loại trong cùng một dây chuyền sản xuất.

Hình 6. Một số ứng dụng của cảm biến tiệm cận điện cảm.