Tìm hiểu về cảm biến xy lanh

  13/05/2023

  Thiet bi cong nghiep

Tìm hiểu về cảm biến xy lanh

Cảm biến xy lanh được sử dụng để phát hiện vị trí tuyến tính của piston trong quá trình hoạt động của xi lanh khí nén. Nó được gắn lắp ở vị trí chuyển mạch mong muốn trong rãnh xy lanh và phát ra tín hiệu chuyển mạch 24 V tiêu chuẩn khi phát hiện từ trường pít tông

Cảm biến xy lanh được chia thành nhiều loại khác nhau như cảm biến hành trình xi lanh thủy lực, cảm biến hành trình xi lanh khí nén, cảm biến từ tiệm cận. Cảm biến từ tiệm cận là loại cảm biến được dùng nhiều nhất trong công nghiệp.

Cảm biến từ là gì?

Cảm biến từ tên tiếng Anh là inductive thuộc nhóm cảm biến tiệm cận (Proximity sensor), nó là một thiết bị dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ để phát hiện vật mang từ tính (trong đó chủ yếu là sắt), ở khoảng cách gần từ vài mm đến vài chục mm và không tiếp xúc.

Nguyên lý cảm biến từ là gì?

Một dòng điện sẽ chạy qua một mạch chứa một cuộn cảm khi từ trường đi xuyên qua nó thay đổi, hay có thể nói cách khác là một cuộn cảm phát triển từ một từ trường khi có một dòng điện chạy qua nó. Hiệu ứng này có thể được sử dụng để phát hiện đồ vật kim loại khi tương tác với từ trường. Các chất kim loại này như một số loại bụi bẩn hay chất lỏng không tương tác với từ trường đó. Do vậy, cảm biến từ có thể làm việc trong môi trường điều kiện bẩn hoặc ẩm ướt.

Cảm biến từ khi có đường kính càng lớn thì sẽ phát ra trường điện từ càng lớn. Khi vật thể kim loại tiền đến gần bề mặt của cảm biến từ. Khi hiện tượng này xảy ra thì các dòng điện xoáy được sinh ra trên bề mặt của kim loại.

Nếu vật thể tiến lại gần hơn bề mặt của kim loại phản ứng từ trường thì dòng điện xoáy sẽ tăng lên, biên độ từ trường sẽ giảm đi. Khi biên độ trường điện từ đó giảm đến mức nhất định nào đó thì cảm biến sẽ kích hoạt và hiển thị cảm biến đã phát hiện ra được mực tiêu.

Cảm biến từ xi lanh khí nén, thủy lực

Cảm biến từ xi lanh còn có tên gọi khác là cảm biến từ tiệm cận, cảm biến hành trình xi lanh. Loại cảm biến này được dùng nhiều nhất trong công nghiệp. Cảm biến tiệm cận chuyên được lắp kèm với xi lanh khí, xi lanh dầu. 

Cảm biến tiệm cận đặc biệt hơn khi nó có thể phát hiện ra sự thay đổi của từ trường trong vùng khi vật thể xuất hiện từ xa đến gần. Có thể thấy rằng, tiệm cận chính là sự tiến đến một cách dần dần.

Nguyên lý cảm biến từ xi lanh (cảm biến tiệm cận)

Ở cảm biến này, nó có thể phát ra ở cả hai trường hợp

Đầu tiên là cảm biến điện dung, bản chất của nó là một tụ điện hoàn chỉnh. Bộ phận chính của 2 cảm biến này là hai bản cực. Khi vật lạ xuất hiện và đi vào vùng của hai bản cực biến, lúc đó giá trị điện dung sẽ thay đổi. Cảm biến phát hiện và sẽ xuất ra tín hiệu. Lúc này, hằng số điện môi cùng với chiều dày của lớp cách điện thay đổi khiến cảm biến nhận diện và tín hiệu được xuất ra.

Hai loại cảm biến này được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp mà hệ thống tự động cần phát hiện, nhận biết ra các phi kim loại như sành sứ, thủy tinh.

Hệ thống khí nén có các loại xi lanh như xi lanh vuông, xi lanh tròn, xi lanh 2 ty, xi lanh xoay, xi lanh compact,… Xi lanh dầu cũng được chia thành các loại tròn, áp suất cao, vuông,… Hai loại cảm biến dùng cho xi lanh khí nén và xi lanh thủy lực chính là cảm biến tiệm cận. 

Đều mang cơ cấu chấp hành nên cả hai xi lanh khí và xi lanh dầu khi chuyển động chúng đều tạo ra chuyển động tịnh tiến. 

Nguyên lý cảm biến từ xi lanh vô cùng đơn giản. Cấu tạo gồm một cuộn dây được cuốn quanh một lõi sắt. Đặc điểm của lõi sắt này là có độ từ thẩm cao. Khi mở nguồn điện, nguồn điện sẽ đi đến cảm biến, tạo ra một từ trường dao động quanh tổ hợp. Người ta đặt tên cho nó là nam châm điện. Với ưu điểm là tính ổn định cao do dòng điện cung cấp.