Để tạo ra kết quả cuối cùng chất lượng cao, việc tự động hóa các quy trình công nghiệp đòi hỏi nhiều thành phần khác nhau hoạt động hoàn hảo cùng nhau. Cảm biến vị trí, một yếu tố khiêm tốn nhưng thiết yếu trong tự động hóa công nghiệp, là chủ đề của bài viết này. Cảm biến vị trí trong các cơ sở sản xuất và chế biến đảm bảo các nhiệm vụ quan trọng được hoàn thành theo đúng kế hoạch, hỗ trợ việc giám sát và quản lý quy trình sản xuất. Nói chính xác hơn, nhiệm vụ chính của chúng là tìm kiếm "mục tiêu" hoặc vật thể chuyển động và báo cáo về sự hiện diện hoặc vắng mặt của chúng. Van khí nén có nhiều ứng dụng khác nhau vì chúng có thể truyền tín hiệu đến hệ thống, yêu cầu hệ thống thực hiện một hành động được lập trình sẵn khi mục tiêu nằm trong khoảng cách được thiết lập trước từ cảm biến vị trí.
Cảm biến vị trí phát tín hiệu yêu cầu hệ thống dừng thực hiện chức năng được lập trình sẵn hoặc chuyển sang chức năng khác khi mục tiêu di chuyển ra xa cảm biến vị trí. Mặc dù về mặt lý thuyết, mục tiêu có thể là bất kỳ vật thể nào, bài viết này sẽ chỉ xem xét các mục tiêu kim loại và các phương pháp "chính thống" để định vị chúng nhằm mục đích đơn giản hóa. Công tắc giới hạn cơ học, cảm biến tiệm cận cảm ứng, công tắc giới hạn lò xo và công tắc giới hạn là một số công nghệ như vậy. Việc hiểu ngôn ngữ chuẩn được sử dụng bởi phần lớn các nhà sản xuất cảm biến sẽ rất hữu ích trước khi xem xét nhiều loại cảm biến vị trí.
• Phạm vi cảm biến: khoảng cách giữa mặt cảm biến và mục tiêu kích hoạt công tắc
• Độ trễ: khoảng cách giữa điểm nhả và điểm kích hoạt của công tắc
• Khả năng lặp lại: Khả năng của công tắc trong việc xác định nhất quán cùng một mục tiêu trong cùng một phạm vi.
• Thời gian phản hồi: khoảng thời gian giữa lúc phát hiện mục tiêu và lúc tạo ra tín hiệu đầu ra.
Các thiết bị cơ điện, được gọi là công tắc giới hạn cơ học, sử dụng tiếp xúc vật lý trực tiếp với mục tiêu để cảm nhận vị trí của mục tiêu. Chúng có thể chịu được tải dòng điện cao và hoạt động mà không cần nguồn điện. Công tắc cơ học không quan tâm đến cực tính hoặc điện áp vì chúng sử dụng tiếp điểm khô, giúp chúng chống lại nhiều lỗi điện như nhiễu điện, nhiễu tần số vô tuyến, dòng điện rò rỉ và sụt áp. Tay đòn, nút, thân, đế, đầu, tiếp điểm, đầu cực và các bộ phận chuyển động khác của các công tắc này thường xuyên cần bảo trì. Công tắc giới hạn cơ học Votto có thể có độ lặp lại kém vì chúng tiếp xúc vật lý trực tiếp với mục tiêu. Bản thân mục tiêu cũng như tay đòn có thể bị mòn do tiếp xúc vật lý. Ngoài ra còn có các lỗ hở không được bảo vệ dễ bị ăn mòn, bụi và ẩm. Do vấn đề này, các khu vực nguy hiểm được chứng nhận và các tiếp điểm kín thường có giá thành cao.
Công tắc giới hạn lò xo là một công cụ cơ điện sử dụng lực hút từ tính để xác định vị trí của mục tiêu từ tính. Hai chấu kim loại nhỏ được đặt trong một ống thủy tinh bên trong công tắc. Đây chính là "phần tử lưỡi gà". Nhờ độ nhạy từ tính, phần tử lưỡi gà phản ứng với mục tiêu từ tính bằng cách kích hoạt. Vì không cần tiếp xúc trực tiếp với mục tiêu để hoạt động, công tắc giới hạn lò xo mang lại tất cả các lợi ích của công tắc cơ học đồng thời tránh được các vấn đề về mài mòn.
Không thể sử dụng các mục tiêu sắt từ thông thường với công tắc giới hạn lò xo; cần phải sử dụng mục tiêu từ tính. Công tắc lưỡi gà không đáng tin cậy vì phần tử lưỡi gà, ống thủy tinh và các chấu kim loại nhỏ bị mỏi do uốn cong. Áp suất tiếp xúc thấp có thể dẫn đến tiếng kêu lạch cạch của các tiếp điểm và tín hiệu sai lệch từ lưỡi gà trong điều kiện rung động cao.
Một thiết bị điện tử thể rắn được gọi là cảm biến tiệm cận cảm ứng sử dụng sự thay đổi trong trường năng lượng của một vật thể kim loại để xác định vị trí của nó. Không cần chạm vật lý, và không có bộ phận chuyển động nào bị kẹt, hao mòn hoặc hư hỏng, giúp giảm thiểu việc bảo trì. Cảm biến này cũng có khả năng chống bụi và bẩn vì không có bộ phận chuyển động. Cảm biến tiệm cận cảm ứng rất thích ứng với nhiều ứng dụng và có sẵn ở nhiều kích cỡ và thiết kế. Cảm biến tiệm cận cảm ứng không thể chịu được tải dòng điện cao và cần nguồn điện bên ngoài (điện) để hoạt động. Chúng cũng có thể dễ bị ảnh hưởng bởi sụt áp, dòng điện rò rỉ, nhiễu tần số vô tuyến và nhiễu điện. Sự thay đổi nhiệt độ cực đoan và độ ẩm xâm nhập đôi khi có thể gây hại cho cảm biến tiệm cận cảm ứng.
công tắc giới hạn giới hạn
Sử dụng công nghệ lai đặc biệt, công tắc giới hạn hành trình có thể định vị mục tiêu chứa sắt thông qua trường điện từ. Công tắc giới hạn hành trình không cần gạt cực kỳ đáng tin cậy trong các tình huống khó khăn và sử dụng lâu dài. Vì không cần tiếp xúc vật lý hoặc nguồn điện bên ngoài, nên có thể chịu được tải dòng điện lớn và không có gì có thể kẹt, uốn cong, vỡ hoặc nghiền. Tương tự như công tắc cơ học, chúng không bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện, nhiễu tần số vô tuyến, dòng điện rò rỉ và sụt áp. Chúng cũng không nhạy cảm với cực tính hoặc điện áp. Bụi, chất bẩn, độ ẩm, tiếp xúc vật lý và phần lớn các chất ăn mòn hoặc hóa chất không ảnh hưởng đến công tắc giới hạn hành trình. Phần lớn các loại công tắc giới hạn hành trình có dải nhiệt độ làm việc rộng và về bản chất là an toàn. Công tắc giới hạn hành trình không cần gạt hoàn hảo cho các ứng dụng yêu cầu độ kín nước và chống cháy nổ nhờ các kết nối kín và vỏ kim loại chắc chắn.
Cảm biến vị trí đóng vai trò thiết yếu trong tự động hóa quy trình công nghiệp. Có rất nhiều công nghệ cảm biến vị trí trên thị trường, mỗi loại có những đặc điểm hiệu suất riêng biệt. Để đạt được hiệu suất và độ tin cậy cần thiết, cần cân nhắc lựa chọn loại cảm biến phù hợp với ứng dụng.
Thời gian đăng: 02-06-2023
