Học lập trình PLC trên máy móc thực tế

Cảm biến quang là gì? Ưu nhược điểm và ứng dụng

Cảm biến quang là gì?

Cảm biến quang, hay còn gọi là mắt thần, là một loại cảm biến được sử dụng để phát hiện vật cản hoặc màu sắc. Cảm biến quang phát ra một tia sáng và khi có vật cản trong tia sáng này, cảm biến sẽ phát ra tín hiệu để thông báo về trung tâm điều khiển.

Bạn đang xem: Học lập trình PLC trên máy móc thực tế

Cảm biến quang được sử dụng rộng rãi trong các dây chuyền tự động hóa và có vai trò quan trọng trong công nghiệp.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến quang

Cảm biến quang phát ra một tia sáng và khi có vật cản cắt ngang tia sáng, cảm biến sẽ chuyển từ trạng thái ON sang trạng thái OFF.

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

Cảm biến quang phản xạ gương

Cảm biến quang phản xạ gương bao gồm một bộ phát và thu ánh sáng trên cùng một cảm biến. Đi kèm với đó là một tấm gương hoặc phản quang nhằm phản xạ lại ánh sáng từ phần đầu của cảm biến.

Xem thêm : Mạch Đèn Báo Dung Lượng Pin 1S 2S 3S 4S 5S 6S 7S 8S – Xanh Lá Xanh Dương

Nguyên lý hoạt động: Cảm biến luôn phát ra một tia sáng thẳng về phía trước. Khi ánh sáng gặp gương, nó sẽ bị phản xạ ngược trở lại đầu thu trên cảm biến. Lúc này, cảm biến sẽ luôn báo trạng thái ON. Khi có vật cản đi qua, tín hiệu phản hồi sẽ bị mất. Lúc đó, cảm biến sẽ chuyển trạng thái ON thành OFF.

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

Ưu điểm:

• Dễ dàng lắp đặt chỉ với một 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 hai con lắp đối diện nhau để hoạt động. Một con phát ra ánh sáng, một con thu lại ánh sáng. Khi có vật cản cắt ngang, cảm biến sẽ chuyển từ trạng thái ON sang trạng thái OFF.

Cảm biến quang thu phát được sử dụng trong các môi trường có tính phản xạ ánh sáng cao hoặc các bề mặt có khả năng hấp thụ ánh sáng mạnh. Các loại cảm biến phản xạ gương thu phát 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 ánh sáng 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

Xem thêm : Đồng hồ đo điện áp và cách sử dụng cơ bản

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 liên tục từ bộ phát. Khi gặp vật cản, ánh sáng sẽ 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 và có thể tuỳ chỉnh được độ nhạy theo mong muốn.
• Có nhiều nhà cung cấp khác nhau.

Nhược điểm:

• Cảm biến có thể 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 cảm biến cho từng ứng dụng cụ thể.

Qua bài viết này, hy vọng các bạn đã hiểu về cảm biến quang là gì, nguyên lý và ứng dụng của từng loại. Thông qua ưu nhược điểm cảm biến quang, bạn có thể lựa chọn các loại cảm biến phù hợp với từng ứng dụng.

Nguồn: https://cite.edu.vn
Danh mục: Học tập