[Ứng dụng] Cảm biến tiệm cận điện dung được sử dụng ở đâu?

Cảm biến tiệm cận gồm hai loại chính là cảm biến tiệm cận điện từ và cảm biến tiệm cận điện dung. Trong đó cảm biến tiệm cận điện dung có khả năng phát hiện cả vật kim loại và phi kim. Với khoảng cách phát hiện vật tốt hơn loại điện từ.

Cảm biến tiệm cận điện dung

Vậy cảm biến tiệm cận loại điện dung thực chất là như thế nào? Chúng ta cùng đi tìm hiểu nhé!

Cảm biến tiệm cận điện dung là gì

Cảm biến tiệm cận điện dung là cảm biến tiệm cận phát hiện vật thể gần; trong phạm vi tính bằng đơn vị milimet. Cảm biến tiệm cận điện dung được dùng khá nhiều trong môi trường công nghiệp.  Điểm đặc biệt là cảm biến tiệm cận điện dung có thể phát hiện cả vật bằng kim loại, phi kim loại và cả nước.

Cảm biến điện dung

Cảm biến tiệm cận điện dung có ngõ ra là NPN hoặc PNP, relay…

Nguyên lý hoạt động cảm biến tiệm cận điện dung

Cảm biến tiệm cận điện dung hoạt động theo nguyên lý phát hiện sự thay đổi dung môi ở đầu cảm biến (nghĩa là dựa trên sự thay đổi điện dung của tụ điện).

Khi có vật di chuyển vào vùng điện môi của cảm biến thì điện môi sẽ tăng lên, bộ dao động trong cảm biến sẽ phát hiện ra sự thay đổi này và tạo tín hiệu ngõ ra.

Cảm biến điện dung phát hiện vật

Tuy nhiên, sự thay đổi điện môi này không đồng nhất ở tất cả các chất liệu vật thể, nghĩa là hằng số điện môi này sẽ thay đổi phụ thuộc vào khoảng cách, chất liệu và kích thước vật thể. Điều này cũng đồng nghĩa với việc cảm biến tiệm cận điện dung có thể điều chỉnh được độ nhạy để phù hợp với từng chất liệu, kích thước và khoảng cách phát hiện vật thể.

Cảm biến tiệm cận điện dung khác gì với điện từ

Cả hai loại cảm biến tiệm cận điện dung và điện từ về nguyên lý thì giống nhau về cách hoạt động, nhưng khác nhau ở bản chất phát hiện vật.

Nguyên lý cảm biến điện dung

Cảm biến tiệm cận điện dung như mình trình bày ở trên phần nguyên lý hoạt động thì có nói rõ là cảm biến phát hiện bằng sự thay đổi dung môi ở đầu cảm biến, từ đó cảm biến có khả năng phát hiện được mọi loại vật cả kim loại và phi kim. Và phát hiện được vật với khoảng cách xa hơn.  Một điểm khác biệt hoàn toàn với cảm biến từ, do cảm biến tiệm cận điện từ chỉ phát hiện được vật bằng kim loại mà thôi.

Nguyên lý cảm biến điện từ

Ứng dụng cảm biến tiệm cận điện dung

Trong phạm vi bài viết này, mình xin giới thiệu đến các bạn một số ứng dụng tiêu biểu của dòng cảm biến tiệm cận điện dung mà mình đã từng làm cũng như đã gặp qua, mục đích để cho các bạn mới ra trường có thể hình dung được dòng sản phẩm cảm biến điện dung thì có thể được sử dụng ở đâu. Giúp các bạn có thêm kinh nghiệm thực tế cho công việc của mình.

Các ứng dụng của cảm biến tiệm cận điện dung

Cảm biến điện dung phát hiện lượng sữa trong hộp

Với ứng dụng này, cảm biến tiệm cận điện dung được lắp và canh chuẩn vị trí với chiều cao mong muốn phát hiện có lượng sữa bên trong hộp.

Ứng dụng cảm biến tiệm cận điện dung

Khi băng tải hoạt động, đồng thời cảm biến cũng được kích hoạt chờ. Khi hộp sữa đi qua trước cảm biến, thì có 2 trường hợp xảy ra:

• Trường hợp 1: Hộp sữa đủ thể tích yêu cầu, lượng sữa đạt đến mức phát hiện của cảm biến. Lúc này hộp sữa qua cảm biến sẽ được cảm biến phát hiện, gửi tín hiệu về bộ điều khiển (PLC) để đếm số lượng, đồng thời giá trị này cũng được thể hiện qua một màn hình LCD hoặc led 7 đoạn gắn tại đầu băng tải để công nhân theo dõi. Lúc này chốt phân loại ở cuối băng tải cũng được mở để hộp sữa đạt yêu cầu sẽ di chuyển tiếp đến băng tải đóng vào thùng.
• Trường hợp 2: Hộp bị thiếu thể tích, không đạt mức yêu cầu. Khi di chuyển qua cảm biến sẽ không được cảm biến phát hiện, điều này có nghĩa là chốt phân loại sẽ không được mở và hộp sữa này cũng không được di chuyển tiếp đến băng tải đóng vào thùng mà sẽ rẽ sang một băng tải khác, bị loại vào nhóm sản phẩm không đạt. Đồng thời hộp sữa này cũng không được đếm số lượng vào dữ liệu.

Cảm biến tiệm cận điện dung báo đầy báo cạn trong hệ thống sấy tháp

Để giảm chi phí, hệ thống dùng hai con cảm biến tiệm cận điện dung để giám sát mức đầy mức cạn trong silo nguyên liệu. Trong phạm vi bài viết mình chỉ nói về giai đoạn sử dụng đến cảm biến điện dung mà không mô tả quá trình hoạt động của cả hệ thống.

Hệ thống sấy tháp

Hệ thống là một hệ máy với kết cấu bền vững,;với các bộ phận: silo chứa nguyên liệu, bồn sấy; hệ thống motor, bảng điều khiển, gia nhiệt sấy có thể bằng điện, bằng vật liệu đốt …

• Cảm biến điện dung sẽ được dùng tại silo chứa nguyên liệu để tự động hóa phần đầu vào kết nối với băng tải nhập liệu.
• Khi máy được khởi động thì bộ phận gia nhiệt cũng được khởi động để gia nhiệt dần đến mức ổn định theo giá trị cài đặt trên bảng điều khiển. Đồng thời cảm biến báo cạn cũng phát hiện trong silo không có nguyên liệu, sẽ kích hoạt đóng cửa xả. Và kích hoạt băng tải nhập liệu hoạt động đưa nguyên liệu vào silo chứa. Đến khi đầy thì cảm biến báo đầy sẽ kích hoạt dừng băng tải nhập liệu; và đồng thời mở cửa xả để nguyên liệu chạy vào bồn sấy.
• Ở bồn sấy; ta dùng 2 cảm biến điện dung chịu nhiệt cao; hoặc 2 cảm biến báo mức chất rắn chịu nhiệt để đảm bảo độ bền, ổn định của hệ thống. Hai cảm biến báo đầy báo cạn này sẽ được lập trình; để hoạt động theo 2 cảm biến trên bộ silo; để đồng bộ hệ thống đóng mở cửa xả cho phù hợp. Hoặc có thể điều khiển bằng tay thủ công cho công đoạn này.

Cảm biến tiệm cận điện dung phát hiện lưỡi dao hoặc mũi khoan bị gãy

Ứng dụng này chúng ta thường thấy trên các hệ thống máy CNC tự động.

Cảm biến tiệm cận điện dung trên máy CNC

Cảm biến thường sẽ được bật để luôn cảm nhận hiện diện của lưỡi dao hoặc mũi khoan.

Khi có sự cố xảy ra làm gãy mũi khoan; hoặc lưỡi dao thì cảm biến không còn cảm nhận hiện diện tại vị trí mũi khoan nữa; sẽ xuất tín hiệu lên hệ thống điều khiển và ngắt motor, dừng máy. Báo lỗi trên bảng điều khiển hoặc đèn báo; để chúng ta kịp thời thay mũi khoan hoặc lưỡi dao mới.

Cảm biến tiệm cận điện dung hãng nào tốt

Cảm biến tiệm cận là dòng sản phẩm cảm biến rất phổ biến trong công nghiệp. Vì thế có rất nhiều nhà sản xuất dòng sản phẩm này. Với đa dạng nguồn gốc xuất xứ và giá cả. Nhưng tựu chung thì có vài hãng nổi tiếng như: Omron, Keyence; Rechner, Sick, Autonics…là được tin dùng vì chất lượng và độ bền đã được kiểm chứng.

Cảm biến điện dung Omron

Ngoài ra; còn có một vài hãng mới nổi cũng khá chất lượng và giá cả khá rẻ như: Hanyoung; cũng được anh em kỹ thuật dùng khá nhiều trong các dự án nhỏ, chi phí đầu tư thấp.

Theo kinh nghiệm thi công các dự án lớn nhỏ của bộ phận kỹ thuật bên mình; thì mình đánh giá cao các loại cảm biến tiệm cận điện dung của hãng Omron; vì sản phẩm đa dạng; dễ dùng và giá thành cũng khá cạnh tranh, chất lượng chấp nhận được.

Liên Hệ

Kỹ Sư Cơ Điện Tử – Mr. Trọng

Zalo/Mobi: 0975 116 329

Mail: trongle@huphaco.vn