Để tạo ra sản phẩm cuối cùng chất lượng cao, việc tự động hóa các quy trình công nghiệp đòi hỏi nhiều thành phần khác nhau phải hoạt động hoàn hảo cùng nhau. Cảm biến vị trí, một yếu tố nhỏ nhưng quan trọng 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 kế hoạch, giúp giám sát và quản lý các quy trình sản xuất. Nói chính xác hơn, nhiệm vụ chính của chúng là tìm kiếm "mục tiêu" hoặc các vật thể chuyển động và báo cáo sự hiện diện hoặc vắng mặt của chúng. Van khí nén có nhiều ứng dụng 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 đã được thiết lập trước so với cảm biến vị trí.
Cảm biến vị trí sẽ phát ra tín hiệu báo cho hệ thống ngừng thực hiện chức năng đã được lập trình sẵn hoặc chuyển sang chức năng khác khi đối tượng di chuyển ra xa cảm biến vị trí. Mặc dù về mặt lý thuyết, đối tượng có thể là bất cứ thứ gì, nhưng bài viết này sẽ chỉ xem xét các đối tượng bằng kim loại và các phương pháp "thông dụng" để định vị chúng nhằm mục đích đơn giản hóa. Công tắc giới hạn cơ khí, cảm biến tiệm cận cảm ứng, công tắc giới hạn lò xo và công tắc giới hạn là một số công nghệ này. Hiểu được ngôn ngữ tiêu 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 khác nhau.
• Phạm vi cảm biến: khoảng cách giữa bề mặt cảm biến và mục tiêu kích hoạt công tắc.
• Hiện tượng trễ: khoảng cách giữa điểm nhả và điểm kích hoạt của công tắc.
• Khả năng lặp lại: Khả năng hoạt động trọn đời của công tắc để xác định chính xác 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 điện cơ gọi là công tắc giới hạn cơ khí 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 khí không quan tâm đến cực tính hay điện áp vì chúng sử dụng các tiếp điểm khô, giúp chúng chống lại nhiều lỗi điện khác nhau như nhiễu điện, nhiễu tần số vô tuyến, dòng rò và sụt áp. Cần gạt, nút bấm, thân, đế, đầu, các tiếp điểm, đầu nối và các bộ phận chuyển động khác của các công tắc này thường xuyên cần bảo dưỡng. Công tắc giới hạn cơ khí Votto có thể có độ lặp lại kém do chúng tiếp xúc vật lý trực tiếp với mục tiêu. Bản thân mục tiêu cũng như cần gạt có thể bị mòn do tiếp xúc vật lý. Ngoài ra còn có các khe hở không được bảo vệ dễ bị ăn mòn, bụi bẩn và hơi 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 dụng cụ điện cơ sử dụng lực hút từ để xác định vị trí của mục tiêu từ tính. Bên trong công tắc có hai ngạnh kim loại nhỏ được bao bọc trong một ống thủy tinh. 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.
Các mục tiêu sắt từ thông thường không thể sử dụng 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 ngạnh kim loại nhỏ bị mỏi do uốn cong. Áp suất tiếp xúc thấp có thể dẫn đến hiện tượng rung giật của các tiếp điểm và tín hiệu sai từ lưỡi gà trong điều kiện rung động mạnh.
Cảm biến tiệm cận cảm ứng là một thiết bị điện tử bán dẫn sử dụng sự thay đổi trường năng lượng của một vật thể kim loại để xác định vị trí của nó. Không cần tiếp xúc vật lý, và không có bộ phận chuyển động nào có thể bị kẹt, mòn hoặc hư hỏng, giúp giảm chi phí bảo trì. Nó cũng có khả năng chống bụi bẩn vì không có bộ phận chuyển động. Cảm biến tiệm cận cảm ứng rất linh hoạt cho nhiều ứng dụng và có nhiều kích thước và kiểu dáng khác nhau. Tuy nhiên, cảm biến tiệm cận cảm ứng không chịu được tải dòng điện cao và cần nguồn điện bên ngoài để hoạt động. Chúng cũng có thể dễ bị ảnh hưởng bởi sự sụt giảm điện áp, dòng rò, nhiễu tần số vô tuyến và nhiễu điện. Sự thay đổi nhiệt độ đột ngột và sự xâm nhập của hơi ẩm đôi khi có thể gây hại cho cảm biến tiệm cận cảm ứng.
công tắc giới hạn
Sử dụng công nghệ lai đặc biệt, công tắc giới hạn có thể định vị các mục tiêu bằng sắt từ thông qua trường điện từ. Công tắc giới hạn không cần 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 chúng có thể chịu được tải dòng điện lớn mà không lo bị kẹt, cong, vỡ hoặc mài mòn. Tương tự như công tắc cơ khí, chúng không bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện, nhiễu tần số vô tuyến, dòng rò và sụt áp. Chúng cũng không nhạy cảm với cực tính hoặc điện áp. Bụi, bẩn, độ ẩm, tiếp xúc vật lý và hầu hết các chất ăn mòn hoặc hóa chất đều không ảnh hưởng đến công tắc giới hạn. Hầu hết các loại đều có phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng và an toàn về bản chất. Công tắc giới hạn không cần cần gạt rất phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu chống thấm nước và chống cháy nổ nhờ các kết nối kín và vỏ kim loại chắc chắn.
Cảm biến vị trí đóng vai trò quan trọng trong tự động hóa các quy trình công nghiệp. Hiện nay trên thị trường có rất nhiều công nghệ cảm biến vị trí, mỗi công nghệ đều có những đặc tính hiệu suất riêng biệt. Để đạt được hiệu suất và độ tin cậy cần thiết, cần phải lựa chọn loại cảm biến phù hợp với ứng dụng.
Thời gian đăng bài: 02/06/2023
