ĐẶC ĐIỂM, CẤU TẠO,PHÂN LOẠI VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CẢM BIẾN TIỆM CẬN(PROXIMITY SENSOR)

Cảm biến tiệm cận dùng phát hiện vật thể kim loại từ tính, kim loại không từ tính (như Nhôm, đồng..) sử dụng cảm biến loại điện cảm (Inductivity Proximity Sensor) và phát hiện vật phi kim sử dụng loại cảm biến tiệm cận kiểu điện dung (Capacitve Proximity Sensor). 

Cảm biến tiệm cận là gì ? 
Cảm biến tiệm cận bao gồm tất cả các loại cảm biến phát hiện vật thể không cần tiếp xúc như công tắc hành trình mà dựa trên những mối quan hệ vật lý giữa cảm biến và vật thể cần phát hiện. Cảm biến tiệm cận chuyển đổi tín hiệu về sự chuyển động hoặc xuất hiện của vật thể thành tín hiệu điện. Có 3 hệ thống phát hiện để thực hiện công việc chuyển đổi này: hệ thống sử dụng dòng điện xoáy được phát ra trong vật thể kim loại nhờ hiện tượng cảm ứng điện từ, hệ thống sử dụng sự thay đổi điện dung khi đến gần vật thể cần phát hiện, hệ thống sử dụng nam châm và hệ thống chuyển mạch cộng từ.
Theo tiêu chuẩn công nghiệp của Nhật (JIS) định nghĩa cảm biến tiệm cận (JIS C 8201-5-2) phù hợp với chuẩn IEC 60947-5-2 là bộ chuyển mạch phát hiện vị trí không tiếp xúc.

Đặc điểm:

• Phát hiện vật không cần tiếp xúc, không tác động lên vật, khoảng cách xa nhất tới 30mm.
• Hoạt động ổn định, chống rung động và chống shock tốt.
• Tốc độ đáp ứng nhanh, tuổi thọ cao (so với limit switch).
• Đầu sensor nhỏ có thể lắp ởnhiều nơi.
• Có thể sử dụng trong môi trường khắc nghiệt.

Phân loại: 

• Cảm biến tiệm cận Loại Cảm Ứng Từ
• Cảm biến tiệm cận Loại Điện Dung

1. Cảm biến tiệm cận Loại Cảm Ứng Từ

Nguyên Tắc Hoạt Động:  Từ trường do cuộn dây của sensor tạo ra sẽ thay đổi khi tương tác với vật thể kim loại (do đó chỉ phát hiện được vật thể kim loại).

– Cảm Ứng Từ Loại Có Bảo Vệ (Shielded): 

Từ trường được tập trung trước mặt sensor nên ít bị nhiễu bởi kim loại xung quanh, tuy nhiên khoảng cách đo ngắn đi.

– Cảm Ứng Từ  Loại Không Có Bảo Vệ (Un-Shielded):

Không có bảo vệ từ trường xung quanh mặt sensor nên khoảng cách đo dài hơn, tuy nhiên dễ bị nhiễu của kim loại xung quanh.

2. Cảm biến tiệm cận Loại Cảm Ứng Điện Dung

Nguyên Tắc Hoạt Động:  Phát hiện theo nguyên tắc tĩnh điện (sự thay đổi điện dung giữa vật cảm biến và đầu sensor), có thể phát hiện tất cả vật

ỨNG ỤNG CỦA CẢM BIẾN TIỆM CẬN

• ĐẾM LON BIA SẢN XUẤT TRONG NGÀY

Sử dụng sensor tiệm cận loại cảm ứng từ E2E, E2B của Omron để phát hiện lon bia nhôm. Tín hiệu từ sensor xuất ra khi phát hiện lon nhôm được đưa về bộ đếm counter, counter sẽ hiển thị chính xác số lượng lon bia sản xuất trong từng ca.

•  GIÁM SÁT HOẠT ĐỘNG CỦA KHUÔN DẬP (hình dưới)

Phát hiện và đếm số lần khuôn dập được trong ngày?
Sử dụng sensor tiệm cận loại cảm ứng từ E2E,E2B của Omron để phát hiện và đếm số lần khuôn dập trong ngày một cách chính xác.

             

• PHÁT HIỆN PALETTE ĐI NGANG QUA (hình trên)

Phát hiện sản phẩm để trong palette sắt
Trong các ứng dụng phát hiện có/ không có vật kim loại sắt từ, cảm biến tiệm cận E2E, E2B của Omron là sự lựa chọn tốt nhất.

• PHÁT HIỆN LON NHÔM  (hình dưới)

Loại các lon không phải lon nhôm ra khỏi băng chuyền
Trong một số ứng dụng cần phân loại giữa nhôm và các kim loại khác, cảm biến loại chỉ phát hiện nhôm/đồng là sự lựa chọn tinh tế.

     

• PHÁT HIỆN/ ĐẾM VẬT KIM LOẠI (hình trên)

Cảm biến E2EV được dùng trong các ứng dụng chỉ cần phát hiện có/ không có vật kim loại mà không cần phân biệt kim loại nào.

• PHÁT HIỆN LON BẰNG NHÔM HOẶC THÉP (hình dưới)

Phát hiện các lon khi đang di chuyển trên dây chuyền để tránh in thiếu bằng máy in.

      
E2EV. Tất cả các loại sensor tiệm cận bằng kim loại đều có thể phát hiện được sự có mặt của các lon một cách chính xác. Khoảng cách đo của sensor có thể được đặt tới 10 mm.

• PHÁT HIỆN NẮP KIM LOẠI TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC (hình trên)

Phát hiện chai vô nắp kim loại, môi trường thật ẩm ướt
Trong một số ứng dụng đòi hỏi sensor phải chịu được độ ẩm cao hoặc tiếp xúc trực tiếp với nước thì sử dụng sensor E2F (đạt chuẩn IP68) là tốt nhất

• KIỂM RA GÃY MŨI KHOAN (hình dưới)

Xuất tín hiệu báo khi khoan bị gãy mũi
Trong trường hợp này vì mũi khoan khá nhỏ nên việc sử dụng sensor có bộ khuếch đại rời là thích hợp nhất.

    

• PHÁT HIỆN NẮP NHÔM TRÊN CHAI (hình trên)

Phát hiện nắp nhôm mỏng trên chai nước
E2CY-C2A là sensor tiệm cận chuyên để phát hiện vật thể bằng nhôm với độ tin cậy cao. Rất dễ cài đặt sensor, chỉ cần ấn nút TEACH trên bộ khuếch đại.

• PHÁT HIỆN GÓI GIẤY CHỒNG LÊN NHAU (hình dưới)

E2C-T là loại cảm biến tiệm cận có bộ khuyếch đại rời có ch ức năng Teach. Chúng ta có thể set được chính xác vị trí điểm cần
cảm biến. Sensor có thể phân biện được khoảng cách nhỏ tới 0.1mm.

   

• PHÁT HIỆN VẬT KIM LOẠI RƠI, KÍCH THƯỚC NHỎ (hình trên)

Khi vật kim loại rơi vào trong lòng sensor, sensor sẽ phát hiện và xuất tín hiệu mong muốn

Cảm biến E2EV được dùng trong các ứng dụng chỉ cần phát hiện có/ không có vật kim loại mà không cần phân biệt kim loại nào.

• PHÁT HIỆN MỰC CHẤT LỎNG TRONG BỒN CÓ BỌT (hình dưới bên trái )

Phát hiện mực chất lỏng trong bồn mà không bị ảnh hưởng bởi bọt
Sử dụng sensor loại điện dung của Omron với nút điều chỉnh độ nhạy giúp triệt tiêu được ảnh hưởng của bọt khí.

• PHÁT HIỆN MỰC CHẤT LỎNG TRONG BỒN (hình dưới bên phải)

Sử dụng ống nhựa kèm theo, mực nước trong bồn sẽ chính là mực nước trên ống nhựa, sensor họ E2K-L có thể phát hiện chính xác mực nước trong bồn và cho ra tín hiệu khi nước đầy, nước cạn

• PHÁT HIỆN SỮA / NƯỚC TRÁI CÂY BÊN TRONG HỘP (hình dưới)

Phát hiện được sữa / nước trái cây bên trong hộp giấy
Cảm biến tiệm cận điện dung E2K-C là sensor tiệm cận công suất lớn và có thể phát hiện được chất lỏng bên trong hộp hay không.

  

PHÁT HIỆN KIẾNG TRÊN BĂNG CHUYỀN (hình trên)

Vì sensor loại điện dung có thể phát hiện được tất cả các vật nên sử dụng rất tốt trong các ứng dụng như thế này