Ngày nay việc sử dụng cảm biến vào các hệ thống sản xuất công nghiệp dần trở nên phổ biến nhằm tăng độ chính xác, tính tự động, nâng cao năng xuất và chất lượng sản phẩm, Cảm biến là thiết bị điện tử cảm nhận những trạng thái, quá trình vật lý hay hóa học ở môi trường cần khảo sát và biến đổi thành tín hiệu điện để thu thập thông tin về trạng thái hay quá trình đó. Thông tin được xử lý để rút ra tham số định tính hoặc định lượng của môi trường, phục vụ các nhu cầu nghiên cứu khoa học kỹ thuật hay dân sinh và gọi ngắn gọn là đo đạc, phục vụ trong xử lý thông tin hay trong điều khiển các quá trình khác.
Đối với hệ thống phân loại sản phẩm thì cảm biến phát hiện vật thể là một phần quan trọng không thể thiếu. Nó đóng vai trò quyết định trong việc xác định vị trí vật thể trên băng chuyền từ đó có thể phân loại sản phẩm một cách nhanh chóng và chính xác.
2.3.1 Cảm biến tiệm cận
Cảm biến tiệm cận hay công tắc tiệm cận, sensir tiệm cận, PROX có tên tiếng anh là Proximity Sensors là loại cảm biến có khả năng phản ứng khi có vật ở gần đó, thông thường là vài milimet (mm). Cảm biến tiệm cận thường được lắp tại vị trí cuối của chi tiết máy, tín hiệu đầu ra của cảm biến này sẽ có chức năng khởi động một chức năng khác của máy.
Cảm biến tiệm cận hoạt động theo nguyên lý trường điện từ (đối với loại Proximity Sensor), hoặc vùng điện dung (đối với loại capacitive sensor). Trường điện từ/ điện dung này phát ra quanh cảm biến trong khoảng cách tối đa đến 60 mm. Trong khoảng các này, khi gặp vật thể nó sẽ phát tín hiệu và truyền về bộ xử lý.
24 | P a g e
Hình 2. 10: Hình ảnh cảm biến tiệm cận
Ưu điểm:
Có thể cảm nhận vật dẫn điện và không dẫn điện.
Tính chất tuyến tính và độ nhạy không tùy thuộc vào vật liệu kim loại.
Nó có thể cảm nhận được vật thể nhỏ, gọn, nhẹ.
Vận tốc hoạt động nhanh.
Tuổi thọ cao và ổn định cũng cao đối với nhiệt độ.
Nhược điểm:
Bị ảnh hưởng bới độ ẩm
Dây nối với sensor phải ngắn để điện dung dây không ảnh hưởng đến độ cộng hưởng của bộ dao động.
2.3.2 Cảm biến siêu âm
Cảm biến siêu âm là một thiết bị cảm biến hoạt động dựa trên sóng siêu âm.
Cũng giống như các loại cảm biến áp suất hay cảm biến nhiệt độ, cảm biến siêu âm được dùng chủ yếu là để đo khoảng cách hoặc vận tốc. Ngoài ra thì còn được sử dụng trong các ứng dụng như làm sạch bằng sóng siêu âm hoặc dùng trong siêu âm y khoa (siêu âm chuẩn đoán hình ảnh).
25 | P a g e
Hình 2. 11: Cảm biến siêu âm
Ưu điểm:
Sử dụng sóng siêu âm nên có thể đo khoảng cách mà không cần tiếp xúc với vật chất cần đo. Vì thế, cảm biến siêu âm thường được dùng để đo mức chất lỏng có độ ăn mòn cao như acid hoặc xăng, dầu,…
Sóng siêu âm là một loại âm thanh có tần số cao nên độ nhạy của cảm biến rất cao, thời gian đáp ứng nhanh.
Độ chính xác của cảm biến siêu âm gần như là tuyệt đối, sai số trung bình khoảng 0,15% đối với khoảng cách 2m trở lại.
Nhược điểm:
Cảm biến siêu âm chịu ảnh hưởng nhiều bởi nhiệt độ và áp suất. Vì thế nó chỉ hoạt động tốt nhất ở môi trường có nhiệt độ từ 60oC trở xuống và áp suất khoảng 1 bar trở lại.
Các loại cảm biến siêu âm đo mức chất lỏng có chi phí đầu tư ban đầu là khá cao so với các loại cảm biến đo mức chất lỏng khác.
Một nhược điểm khác là cảm biến siêu âm rất dễ bị nhiễu tín hiệu nên khi
26 | P a g e
lắp đặt, bạn cần phải lắp theo đúng hướng dẫn của nhà sản xuất.
2.3.3 Cảm biến quang thu phát chung
Cảm biến quang (tên tiếng anh là Photoelectric Sensor) là tổ hợp của các linh kiện quang điện. Thiết bị này khi tiếp xúc với ánh sáng chúng sẽ thay đổi trạng thái, cảm biến quang sử dụng ánh sáng phát ra từ bộ phận phát để phát hiện sự hiện diện của vật thể. Khi có sự thay đổi ở bộ phận thu thì mạch điều khiển của cảm biến quang sẽ cho ra tín hiệu ở ngõ OUT. Cảm biến quang là thiết bị đóng vai trò rất quang trọng trong lĩnh vực công nghiệp tự động hóa.
Hình 2. 12: Cảm biến quang thu phát chung
Ưu điểm:
Phát hiện vật thể từ khoảng cách xa lên tới 100m mà không cần tiếp xúc với vật thể đó.
Íi bị hao mòn, tuổi thọ và độ chính xác cao, tính ổn định khá tốt Có thể phát hiện nhiều vật thể khác nhau
Thời gian đáp ứng nhanh, có thể điều chỉnh độ nhạy theo ứng dụng.
27 | P a g e
Nhược điểm:
Cảm biến sẽ hoạt động không tốt nếu như bề mặt của nó bị bần, nhất là sử dụng trong các môi trường có nhiều bụi
Khoảng các nhận biết phụ thuộc nhiều về yếu tố màu sắc và hệ số phản xạ của vật đó.