Cảm biến quang điện đã trở thành một phần thiết yếu trong nhiều ứng dụng công nghiệp và đời sống hàng ngày nhờ khả năng phát hiện và đo lường ánh sáng một cách chính xác. Bài viết này sẽ cung cấp cho bạn cảm biến quang là gì và phân loại cảm biến. Cùng tìm hiểu ngay!
Mục Lục
Cảm biến quang điện là gì?
Khái niệm
Cảm biến quang điện (Photoelectric Sensor) là thiết bị sử dụng các linh kiện quang điện để hoạt động. Khi tiếp xúc với ánh sáng cảm biến quang điện sẽ thay đổi 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.
Ngoài ra, 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. Do vậy chúng đóng vai trò rất quan trọng trong lĩnh vực công nghiệp tự động hóa.
Sơ đồ mạch điện của cảm biến quang
Mạch điện cảm biến ánh sáng sử dụng quang trở (LDR) hoạt động dựa trên nguyên tắc rằng khi ánh sáng chiếu vào LDR bị chặn, transistor Q1 sẽ đóng lại, trong khi transistor Q2 mở, khiến LED D1 sáng lên do được nối đất. Giá trị của điện trở R3 có thể được điều chỉnh để tùy chỉnh độ nhạy của mạch, giúp người dùng thiết lập mức độ phát hiện ánh sáng theo nhu cầu cụ thể.
Các loại cảm biến quang điện
Cảm biến quang điện phản xạ chùm tia
Cảm biến quang điện phản xạ chùm tia là một thiết bị ánh sáng hoạt động dựa vào sự kết hợp giữa một nguồn phát sáng và một thiết bị thu ánh sáng được lắp đặt đối diện nhau. Loại cảm biến này có hai trạng thái hoạt động.
Trong trạng thái không có vật cản, cảm biến liên tục phát và thu ánh sáng. Ngược lại, trong trạng thái có vật cản, mặc dù cảm biến vẫn phát ra ánh sáng, nhưng ánh sáng này bị che khuất bởi vật cản và không thể tới được thiết bị thu.
Ưu điểm cảm biến quang điện phản xạ chùm tia
Cảm biến quang điện phản xạ chùm tia có độ chính xác cao và khả năng phát hiện ở khoảng cách xa, có thể lên đến vài chục mét. Ngoài ra, cảm biến này còn ít bị ảnh hưởng bởi màu sắc và bề mặt của vật thể, giúp nâng cao hiệu quả hoạt động trong nhiều môi trường khác nhau.
Cảm biến quang điện phản xạ phân cực
Cảm biến quang điện phản xạ phân cực hay còn gọi cảm biến phản xạ gương là loại cảm biến này sử dụng một bộ phát và bộ thu ánh sáng được đặt trong cùng một vỏ. Ánh sáng được phát ra từ cảm biến và phản xạ trở lại bởi một gương phản xạ được đặt đối diện. Khi vật thể chắn giữa cảm biến và gương, ánh sáng phản xạ sẽ bị gián đoạn.
Ưu điểm của cảm biến phản xạ phân cực
So với loại cảm biến phản xạ chùm tia, cảm biến phản xạ phân cực dễ lắp đặt hơn vì chỉ cần một thiết bị. Tuy chỉ cần một thiết bị nhưng cảm biến vẫn phát hiện được vật với khoảng cách xa đối da 15m.
Cảm biến quang điện phản xạ khuếch tán
Cũng giống như cảm biến quang điện phản xạ phân cực, cảm biến quang điện phản xạ khuếch tán là loại cảm biến có máy phát và máy thu được tích hợp trong cùng một vỏ. Ánh sáng phát ra sẽ bị phản xạ bởi đối tượng cần phát hiện. Loại cảm biến này thường được sử dụng để đếm và phân loại sản phẩm trong dây chuyền sản xuất, nhờ vào khả năng hoạt động hiệu quả trong môi trường sản xuất.
Ưu điểm của cảm biến phản xạ khuếch tán
So với hai dòng cảm biến trên, cảm biến quang điện khuếch tán thường có giá thành rẻ hơn. Ngoài ra, cảm biến còn dễ lắp đặt nhất trong 3 loại.
Ưu điểm của cảm biến quang điện
Khả năng phát hiện vật thể từ xa mà không cần tiếp xúc
Khả năng phát hiện vật thể từ xa mà không cần tiếp xúc là ưu điểm nổi bật của cảm biến quang điện. Cảm biến có thể nhận diện sự hiện diện hoặc vắng mặt của vật thể mà không chạm vào. Điều này rất hữu ích trong các ứng dụng như ngành thực phẩm, dược phẩm, hoặc với vật thể dễ vỡ. Khoảng cách phát hiện của cảm biến quang điện có thể lên đến vài chục mét, thậm chí hàng trăm mét trong một số trường hợp đặc biệt với tùy từng loại cảm biến.
Độ chính xác và độ tin cậy cao
Cảm biến quang điện có độ chính xác và độ tin cậy cao nhờ hoạt động dựa trên nguyên lý quang học, ít bị ảnh hưởng bởi rung động hay tiếng ồn điện từ. Điều này mang lại kết quả đo chính xác và ổn định. Hơn nữa, tuổi thọ của cảm biến thường rất cao vì không có bộ phận cơ khí chuyển động, giúp giảm thiểu hao mòn.
Khả năng phát hiện đa dạng vật liệu
Cảm biến quang điện có khả năng phát hiện đa dạng vật liệu, bao gồm kim loại, nhựa, gỗ, giấy, thủy tinh, và chất lỏng. Một số loại cảm biến đặc biệt còn có thể nhận diện vật thể trong suốt hoặc các vật thể có bề mặt phản xạ cao.
Khả năng phát hiện nhanh
Cảm biến quang điện có tốc độ phản hồi rất nhanh, cho phép phát hiện vật thể di chuyển với tốc độ cao. Khả năng này rất quan trọng trong các ứng dụng tự động hóa dây chuyền sản xuất.
Dễ dàng lắp đặt và sử dụng
Cảm biến quang điện dễ dàng lắp đặt và sử dụng hơn so với nhiều loại cảm biến khác. Nhiều mẫu cảm biến hiện đại còn tích hợp chức năng tự động điều chỉnh, giúp đơn giản hóa quá trình cài đặt.
Khả năng chống nhiễu tốt
So với các loại cảm biến khác, cảm biến quang điện có khả năng chống nhiễu tốt, ít bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ, bụi bẩn và các điều kiện môi trường khắc nghiệt khác, tùy thuộc vào loại cảm biến và cấp độ bảo vệ.
Ứng dụng cảm biến quang điện
Cảm biến quang đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực với các mục đích khác nhau, bao gồm:
- Phát hiện người đi qua cửa: Tự động nhận diện và mở cửa khi có người đến gần.
- Phát hiện xe đậu trong bãi: Giúp quản lý không gian đậu xe hiệu quả.
- Giám sát quy trình sản xuất: Nhận diện sản phẩm trong các giai đoạn tạo hình, sơ chế và đóng gói.
- Theo dõi hàng hóa trên băng tải: Kiểm tra và giám sát đường đi của sản phẩm, đảm bảo quy trình vận chuyển diễn ra suôn sẻ.
- Đếm sản phẩm trên băng tải: Đếm chính xác số lượng sản phẩm di chuyển với tốc độ cao.
- Cảm biến sóng bàn tay: Tự động bật vòi nước khi có chuyển động của tay, giúp tiết kiệm nước và nâng cao vệ sinh.
Nhờ vào những tính năng vượt trội, cảm biến quang đã trở thành một phần thiết yếu trong nhiều hệ thống tự động hóa hiện đại.
Kết luận
Hy vọng thông qua bài viết này đã giúp bạn phần nào hiểu được cảm biến quang điện là gì. Với nguyên lý hoạt động dựa trên sự tương tác giữa ánh sáng và vật chất, cùng những ưu điểm vượt trội về độ chính xác, tốc độ và tuổi thọ, cảm biến quang điện ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của đời sống và sản xuất.
Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc gì vui lòng liên hệ Chanko Việt Nam để được tư vấn và cung cấp những sản phẩm chính hãng từ Chanko!
