Cảm biến quang

Cảm biến quang là gì?

Cảm biến quang (Photoelectric Sensor) là một thiết bị quang điện được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp và tự động hóa. Thiết bị hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển đổi ánh sáng thành tín hiệu điện để phát hiện sự hiện diện hoặc vị trí của các đối tượng, cảm biến quang thường được lắp đặt để hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt với khả năng chống nhiễu tốt và tuổi thọ cao. Làm cho chúng trở thành một công cụ quan trọng không thể thiếu trong ngành công nghiệp hiện đại.

Cấu tạo của cảm biến quang 

Đầu phát 

• Đầu phát trong cảm biến quang là thành phần chịu trách nhiệm tạo ra tia sáng hoặc ánh sáng mà cảm biến sử dụng để phát hiện sự hiện diện của vật thể.
• Thường sử dụng các nguồn sáng như đèn LED hoặc laser. Đèn LED phổ biến vì tiêu thụ ít năng lượng, có tuổi thọ dài và độ bền cao. Đối với các ứng dụng cần độ chính xác cao hơn, laser được sử dụng để tạo ra tia sáng tập trung và có độ chính xác cao hơn.
• Đầu phát thường được đặt ở một phía của cảm biến, và hướng tia sáng tới vùng mà cảm biến cần giám sát.

Đầu thu 

• Đầu thu là nơi nhận lại ánh sáng được phản xạ từ vật thể hoặc môi trường xung quanh sau khi nó tiếp xúc với tia sáng từ đầu phát.
• Đầu thu thường bao gồm một cảm biến quang điện như photodiode hoặc phototransistor. Khi ánh sáng chiếu vào, các hạt điện tử trong cảm biến bị kích thích, tạo ra dòng điện nhỏ tỉ lệ với cường độ ánh sáng nhận được.
• Photodiode được sử dụng cho các ứng dụng cần độ nhạy cao và tốc độ phản ứng nhanh. Phototransistor có độ nhạy thấp hơn nhưng có thể cung cấp độ bền và độ ổn định cao hơn trong môi trường khắc nghiệt.

Mạch xử lý tín hiệu đầu ra 

• Mạch xử lý tín hiệu đầu ra là nơi tiếp nhận tín hiệu điện từ đầu thu, xử lý và đưa ra tín hiệu đầu ra hoặc kích hoạt các hành động khác.
• Tín hiệu điện từ đầu thu thường là một tín hiệu analog. Mạch xử lý có nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu analog thành tín hiệu kỹ thuật số, và thực hiện các phép toán logic như so sánh với ngưỡng đã định trước, hoặc tính toán khác để quyết định sự hiện diện của vật thể.
• Mạch xử lý tín hiệu có thể đơn giản chỉ là một bộ chuyển đổi ADC và một bộ so sánh ngưỡng, hoặc có thể bao gồm các vi xử lý phức tạp để xử lý các tín hiệu từ nhiều cảm biến và thực hiện các thuật toán phức tạp hơn.

Các loại cảm biến quang phổ biến

Cảm biến quang thu phát độc lập 

• Cảm biến quang thu phát độc lập bao gồm hai thành phần riêng biệt một đầu phát và một đầu thu đặt ở hai vị trí đối diện nhau. Đầu phát phát ra tia sáng và đầu thu nhận tia sáng này sau khi nó chiếu qua không gian giữa hai đầu cảm biến. Khi có vật thể đi qua giữa hai đầu cảm biến, tia sáng bị chặn và tín hiệu từ đầu thu thay đổi, từ đó cảm biến phát hiện sự hiện diện của vật thể.
• Thường được sử dụng để phát hiện các vật thể di chuyển, đếm sản phẩm trên dây chuyền sản xuất, hoặc kiểm tra vị trí của các vật thể trong không gian.

Cảm biến quang phản xạ gương 

• Cảm biến quang phản xạ gương gồm có một đầu phát và một đầu thu kết hợp trong cùng một thiết bị. Đầu phát phát ra tia sáng và đầu thu nhận tia sáng phản chiếu từ một bề mặt phản xạ (thường là một miếng gương). Khi có vật thể xuất hiện và ngăn cản tia sáng phản xạ quay trở lại đầu thu, tín hiệu từ đầu thu thay đổi, từ đó cảm biến phát hiện sự hiện diện của vật thể.
• Thường được sử dụng để phát hiện vật thể di chuyển hoặc có mặt trong một khu vực nhất định. Cảm biến này phù hợp với các ứng dụng yêu cầu sự đơn giản và không cần đầu phát và thu được cách ly hoàn toàn.

Cảm biến quang phản xạ khuếch tán 

• Cảm biến quang phản xạ khuếch tán cũng chỉ bao gồm một đầu phát và một đầu thu kết hợp trong cùng một thiết bị. Tuy nhiên, tia sáng từ đầu phát phản chiếu trực tiếp từ vật thể cần phát hiện và quay trở lại đầu thu. Cảm biến đo lường độ phản xạ của ánh sáng từ vật thể để xác định sự có mặt của vật thể.
• Được sử dụng để phát hiện các vật thể có sẵn trong vùng hoặc đo khoảng cách đến vật thể. Phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu phát hiện trong khoảng cách ngắn đến vừa.

Cảm biến quang phát hiện màu 

• Cảm biến quang phát hiện màu là loại cảm biến quang có thể phân biệt và nhận diện các màu sắc khác nhau của vật thể. Thường có một đầu phát phát ra ánh sáng và một đầu thu nhận ánh sáng được phản xạ lại từ vật thể. Cảm biến sử dụng các bộ lọc màu hoặc phương pháp phân tích tín hiệu để xác định màu sắc của vật thể.
• Thường được sử dụng trong các quy trình kiểm tra chất lượng, phân loại sản phẩm dựa trên màu sắc, hoặc trong các hệ thống tự động hóa yêu cầu phân biệt màu sắc của vật thể.

Một số ứng dụng của cảm biến quang

Công nghiệp

Trong môi trường sản xuất cảm biến quang được sử dụng để phát hiện sự có mặt của vật thể trên dây chuyền sản xuất, để định vị và kiểm tra vị trí của các bộ phận và sản phẩm. Chúng cũng có thể được sử dụng để đo khoảng cách, đo mức nước hoặc các chất lỏng, và điều khiển các quy trình sản xuất tự động.

An ninh và an toàn

Cảm biến quang trong lĩnh vực an ninh có thể được sử dụng để giám sát các khu vực quan trọng như biên giới, nhà kho, khu vực cấm hay bảo vệ nhà máy. Chúng có thể phát hiện sự chuyển động của con người hoặc các vật thể lạ, kích hoạt hệ thống cảnh báo hoặc ghi lại hình ảnh để phục vụ cho mục đích an ninh.

Hệ thống tự động

Trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp và trong các ứng dụng nhà thông minh, cảm biến quang giúp cho việc điều khiển các thiết bị và quy trình trở nên chính xác hơn. Chúng có thể được sử dụng để phát hiện vị trí của các đối tượng, xác định sự hiện diện của người dùng để kích hoạt các thiết bị điện tử, hoặc để đo lường và điều khiển ánh sáng tự động.

Y tế

Cảm biến quang có thể được tích hợp vào các thiết bị y tế để đo lường các chỉ số sinh lý như nhịp tim, nồng độ oxy trong máu, hoặc đo lường các thông số quang học của các mẫu dược phẩm. Chúng có thể cung cấp thông tin chính xác và nhanh chóng để hỗ trợ chẩn đoán và điều trị bệnh nhân.

Robot và tự động hóa

Trong robot và các hệ thống tự động hóa di động, cảm biến quang có thể được sử dụng để định vị vị trí của robot trong không gian, phát hiện và tránh các vật thể trong quá trình di chuyển. Có thể giúp robot thực hiện các nhiệm vụ phức tạp như nhận diện đối tượng và thao tác với chúng một cách an toàn và chính xác.

Nhà cung cấp những sản phẩm cảm biến quang

Với kinh nghiệm nhiều năm trong ngành, Thiết Bị CNC không chỉ đảm bảo về chất lượng sản phẩm mà còn cam kết về tính năng và hiệu suất của từng cảm biến quang mà chúng tôi cung cấp. Đội ngũ kỹ thuật viên giàu kinh nghiệm và năng động của chúng tôi sẽ luôn sẵn sàng hỗ trợ tư vấn, lựa chọn và bảo trì cảm biên quang để đảm bảo khách hàng hoàn toàn hài lòng. Hãy liên hệ với Thiết Bị CNC ngay hôm nay để được tư vấn và cung cấp các giải pháp tối ưu nhất về cảm biên quang cho nhu cầu của bạn!