Cảm biến tiệm cận

• Cảm biến tiệm cận điện dung

Cảm biến tiệm cận điện dung có thể phát hiện các mục tiêu kim loại và phi kim loại-ở dạng bột, hạt, chất lỏng và chất rắn. Thiết bị này tương tự như cảm biến cảm ứng, ngoại trừ cuộn dây cảm ứng của cảm biến cảm ứng được thay thế bằng tấm cảm biến điện dung. Tấm cảm biến trong cảm biến tạo thành một tụ điện với đối tượng mục tiêu và khi đối tượng tiếp cận bề mặt cảm biến, nó sẽ đi vào trường tĩnh điện của điện cực và thay đổi điện dung trong mạch dao động. Bộ tạo dao động bắt đầu dao động và mạch kích hoạt sẽ đọc biên độ của bộ tạo dao động. Khi đạt đến một biên độ nhất định, nó sẽ thay đổi trạng thái đầu ra của cảm biến. Khi vật thể di chuyển ra khỏi cảm biến, biên độ dao động sẽ giảm và nó chuyển trạng thái đầu ra của cảm biến về trạng thái ban đầu.

Điện dung chậm hơn cảm biến và thường có thể phát hiện 1 ~ 25 mm và một số cảm biến có thể phát hiện 2 inch. Vì cảm biến điện dung có thể phát hiện hầu hết các loại vật liệu nên chúng phải được đặt cách xa các vật liệu không-mục tiêu để tránh kích hoạt sai. Do đó, nếu mục tiêu chứa vật liệu kim loại, cảm biến cảm ứng là lựa chọn đáng tin cậy hơn.

• Cảm biến tiệm cận cảm ứng

Không giống như các công nghệ cảm biến tiệm cận khác, chúng chỉ có thể hoạt động trên các vật thể kim loại vì chúng sử dụng từ trường để phát hiện. Cảm biến tiệm cận cảm ứng hoạt động theo hai cách.

Theo cách thứ nhất, khi một mục tiêu đến gần cảm biến, dòng điện cảm ứng sẽ tăng lên, làm tăng tải lên mạch dao động, khiến dao động của nó bị tắt dần hoặc dừng lại. Cảm biến phát hiện sự thay đổi trạng thái dao động này bằng mạch phát hiện biên độ và phát ra tín hiệu phát hiện.

Theo cách khác, sự thay đổi tần số do sự hiện diện của mục tiêu dẫn điện được sử dụng thay vì thay đổi biên độ. Các mục tiêu kim loại màu như nhôm hoặc đồng tiếp cận cảm biến khiến tần số dao động tăng lên, trong khi các mục tiêu kim loại màu như sắt hoặc thép khiến tần số dao động giảm. Sự thay đổi tần số dao động so với tần số tham chiếu làm cho trạng thái đầu ra của cảm biến thay đổi.

Là một cảm biến tiệm cận, cảm biến tiệm cận cảm ứng thường được sử dụng trong các ứng dụng có khoảng cách ngắn hơn và có thể cung cấp tốc độ làm mới cực nhanh vì chúng dựa trên nguyên tắc phát hiện sự khác biệt trong trường điện từ. Cảm biến này hoạt động tốt hơn trên các vật liệu kim loại màu như sắt và thép.

Trong trường hợp bình thường, đèn báo tín hiệu là một cách phản ánh tín hiệu trạng thái làm việc của công tắc, cụ thể là:

Ở trạng thái thường mở (NO), nó "tắt"; ở trạng thái thường đóng (NC), nó ở trạng thái "bật".

Khi chỉ báo tín hiệu không nhất quán với tín hiệu phản hồi, điều đó cho thấy có sự bất thường hoặc hiện tượng xấu. Có nhiều lý do có thể:

1. Cảm biến và thiết bị được nối dây không chính xác, điện áp làm việc không chính xác, thiết bị- bị đoản mạch, v.v., dẫn đến những hư hỏng trực tiếp như cháy, hư hỏng và hỏng mạch điện bên trong của cảm biến.

2. Mạch thiết bị tiếp xúc kém hoặc đoản mạch không ổn định, gây ra hư hỏng không{1}}phá hủy bên trong cảm biến.

3. Bản thân cảm biến không có chức năng bảo vệ. Khi kết nối sai hoặc xảy ra đoản mạch, công tắc không thể được sử dụng trực tiếp.

(Không thể phân biệt được là khả năng hoạt động kém hay kém.)

4. Điện áp làm việc quá cao, điện áp dòng ngắn mạch tức thời-quá cao và ống đầu ra bị hỏng do ngắn mạch-dài hạn. Đèn tín hiệu thay đổi nhưng không có tín hiệu đầu ra.

Đèn tín hiệu nhấp nháy, không có sự thay đổi tín hiệu, thiết bị và kết nối bị đoản mạch, công tắc có thể bị hỏng trực tiếp hoặc bão hòa nếu không được xử lý trong thời gian dài.

Nó đề cập đến phương pháp cài đặt của cảm biến. Cài đặt gắn phẳng có thể được chôn trong kim loại, trong khi cài đặt không{1}}xả phẳng không thể được chôn trong kim loại, nhưng khoảng cách tác động dài hơn so với cài đặt gắn phẳng. Lắp đặt phẳng: Cảm biến được chôn trong đế kim loại và bề mặt làm việc cảm biến hiệu quả của nó ngang bằng với bề mặt đế. Lắp đặt không{4}}gắn phẳng: Cảm biến không được đặt trong đế kim loại và bề mặt làm việc cảm biến hiệu quả của nó phải duy trì một kích thước nhất định với đế. Đối với các cảm biến tiệm cận có cùng thông số kỹ thuật, việc lắp đặt không{6}}bằng phẳng có thể đạt được khoảng cách phát hiện tối đa. Ưu điểm của cảm biến-gắn phẳng là: chúng có hiệu suất bảo vệ cơ học tốt hơn và khả năng chống-nhiễu mạnh hơn so với cảm biến{10}}gắn{11}}không gắn phẳng. So với các cảm biến không được gắn{13}}gắn{14}}, khoảng cách hoạt động của các cảm biến được gắn-gắn bằng khoảng 69% so với cảm biến sau.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận điện dung tương tự như cảm biến cảm ứng. Một tụ điện nằm ở mặt chính của cảm biến sẽ tạo ra trường điện từ. Các bộ phận lân cận thay đổi cường độ và tần số dao động. Không giống như cảm biến cảm ứng, cảm biến điện dung không chỉ có thể phát hiện các bộ phận kim loại mà còn có thể phát hiện các bộ phận có hình dạng và vật liệu khác nhau (rắn, lỏng, nhớt, bột, v.v.).

Các tính năng chính của cảm biến điện dung là:

1. Phạm vi thấp: dưới 60 mm

2. Đắt hơn một chút so với cảm biến cảm ứng

3. Được sử dụng cho nhiều bộ phận được làm bằng tất cả các vật liệu khác nhau

4.Có thể phát hiện vật thể xuyên qua-tường phi kim loại

5. Nhạy cảm với độ ẩm và hơi đậm đặc

6. Được sử dụng rộng rãi để phát hiện mức độ (tức là thông qua chai nhựa) và để phát hiện vật liệu trong suốt ở khoảng cách ngắn

7.Không bị hao mòn cơ học, tuổi thọ hoạt động độc lập lâu dài

8. Thích nghi với môi trường công nghiệp (không khí ô nhiễm)

9. Thông lượng cao

Cảm biến tiệm cận cảm ứng là phổ biến nhất. Chúng có một mạch dao động tạo ra trường điện từ. Bất kỳ bộ phận kim loại nào tiếp cận nó đều được phát hiện vì nó là nguồn của dòng điện cảm ứng, sau đó làm giảm các dao động mà máy dò cảm nhận được.

Các đặc điểm chính của cảm biến cảm ứng là:

1. Chỉ có thể được sử dụng cho các bộ phận kim loại

2. Phạm vi tương đối hạn chế: tối đa 80 mm, tùy thuộc vào tính chất của hợp kim

3. Chi phí thấp: chỉ bằng một nửa giá cảm biến quang điện

4. Mạnh mẽ, chịu được môi trường khắc nghiệt, không nhạy cảm với va đập, rung động, bụi, v.v.

5. Tần số chuyển mạch cao (vài kHz), cho phép phát hiện các bộ phận đi qua ở tốc độ cao ngay cả khi đang quay.

6.Không có bộ phận chuyển động nào bị mòn

1. Nhiễu từ trường: Vì các công tắc tiệm cận cảm ứng phát hiện xem một vật thể có đang đến gần hay không bằng cách phát hiện những thay đổi trong từ trường, nên không có từ trường mạnh xung quanh hệ thống lắp đặt, điều này sẽ cản trở hoạt động bình thường của nó.

2. Điện áp nguồn không ổn định: Điện áp làm việc bình thường và ổn định có thể đảm bảo hoạt động bình thường của công tắc lân cận. Điện áp không ổn định hoặc chập mạch đường dây điện sẽ khiến công tắc lân cận không hoạt động bình thường.

3. Vật thể được phát hiện không phải là vật liệu kim loại: Công tắc tiệm cận cảm ứng chỉ có thể phát hiện vật liệu kim loại.

4. Lão hóa thiết bị: Sau khi-sử dụng lâu dài, các bộ phận bên trong của công tắc lân cận cũng sẽ bị lão hóa hoặc hư hỏng, khiến thiết bị bị hỏng và cần được kiểm tra, sửa chữa.

5. Dây điện lỏng lẻo: Nếu vị trí lắp đặt công tắc lân cận rung trong thời gian dài, điều này sẽ khiến dây dẫn của nó bị lỏng, dẫn đến việc truyền tín hiệu kém hoặc lỏng lẻo, dẫn đến lỗi công tắc lân cận.

Vấn đề môi trường: Nói chung, mức độ bảo vệ của nhiều thương hiệu nhập khẩu, chẳng hạn như công tắc tiệm cận của Autonics, là IP66 trở lên. Tuy nhiên, đối với các công tắc lân cận cảm ứng, nếu có bụi dày trên bề mặt vật thể được phát hiện, điều này chắc chắn sẽ dẫn đến độ chính xác phát hiện thấp và ảnh hưởng lớn hơn đến tốc độ phản hồi và độ nhạy của công tắc lân cận.

Cảm biến tiệm cận cảm ứng sẽ gặp một số lỗi thường gặp trong quá trình sử dụng. Hiểu được nguyên nhân của những lỗi này và các phương pháp khắc phục sự cố tương ứng có thể giúp giải quyết sự cố nhanh chóng và đảm bảo dây chuyền sản xuất hoạt động bình thường.

Sau đây là một số lỗi thường gặp và cách khắc phục chúng:

Không có tín hiệu đầu ra

Lý do: sự cố nguồn điện, lỗi nối dây, hư hỏng cảm biến hoặc đối tượng mục tiêu không nằm trong phạm vi phát hiện.

Phương pháp khắc phục sự cố:

Kiểm tra xem điện áp nguồn có đáp ứng yêu cầu hay không và xác nhận rằng nguồn điện được kết nối đúng cách.

Kiểm tra xem hệ thống dây điện có bị lỏng hoặc bị ngắt kết nối hay không.

Xác nhận xem đối tượng mục tiêu có nằm trong phạm vi phát hiện hiệu quả của cảm biến hay không.

Nếu các bước kiểm tra trên diễn ra bình thường thì có thể bản thân cảm biến đã bị hỏng và cần phải thay thế cảm biến mới.

Tín hiệu đầu ra không ổn định

Lý do: Sự can thiệp của môi trường (chẳng hạn như nhiễu điện từ), chuyển động không ổn định của đối tượng mục tiêu, lắp đặt cảm biến không đúng cách hoặc độ nhạy quá mức.

Phương pháp khắc phục sự cố:

Kiểm tra xem xung quanh có điện từ trường mạnh hoặc các nguồn gây nhiễu khác hay không và thực hiện các biện pháp che chắn.

Đảm bảo rằng đối tượng được đo ổn định và giữ khoảng cách thích hợp với cảm biến.

Kiểm tra xem cảm biến có được lắp đặt chắc chắn và điều chỉnh theo góc và vị trí thích hợp hay không.

Điều chỉnh cài đặt độ nhạy của cảm biến để thích ứng với môi trường ứng dụng hiện tại.

Trình kích hoạt sai

Lý do: độ nhạy của cảm biến quá cao, các yếu tố môi trường (chẳng hạn như thay đổi nhiệt độ), nhiễu từ các vật kim loại khác ở gần.

Phương pháp khắc phục sự cố:

Giảm cài đặt độ nhạy của cảm biến.

Kiểm tra và tối ưu hóa môi trường làm việc tránh biến động nhiệt độ quá mức.

Làm sạch các mảnh vụn kim loại xung quanh cảm biến để đảm bảo rằng không có vật kim loại không cần thiết nào ảnh hưởng đến việc phát hiện.

Thời gian phản hồi quá dài

Lý do: cảm biến bị lão hóa, mạch bên trong có vấn đề hoặc tải không phù hợp.

Phương pháp khắc phục sự cố:

Kiểm tra trạng thái làm việc của cảm biến. Nếu hiệu suất bị suy giảm đáng kể, bạn có thể cần phải thay thế cảm biến mới.

Xác nhận rằng tải phù hợp với đầu ra cảm biến và thêm mạch cách ly hoặc sử dụng rơle trung gian nếu cần.

Nếu độ trễ phản hồi là do sự cố tải gây ra, bạn có thể xem xét tối ưu hóa cấu hình tải.

Khoảng cách phát hiện rút ngắn

Lý do: cảm biến bị bẩn, vật liệu của đối tượng mục tiêu đã thay đổi hoặc cảm biến đã cũ.

Phương pháp khắc phục sự cố:

Làm sạch bề mặt cảm biến để loại bỏ các tạp chất như bụi và dầu.

Kiểm tra xem vật liệu của đối tượng mục tiêu có thay đổi hay không và điều chỉnh các thông số cảm biến để thích ứng với vật liệu mới.

Nếu cảm biến đã sử dụng lâu ngày và đã cũ thì nên thay cảm biến mới.

Thiệt hại thường xuyên

Nguyên nhân: Chấn động cơ học, quá tải hoặc điều kiện môi trường khắc nghiệt.

Khắc phục sự cố:

-Đánh giá lại vị trí lắp đặt để đảm bảo cảm biến không bị sốc cơ học trực tiếp.

Kiểm tra các kết nối điện để đảm bảo không xảy ra tình trạng quá tải.

Cải thiện môi trường làm việc, chẳng hạn như thêm vỏ bảo vệ hoặc tăng mức độ bảo vệ.

Tỷ lệ hỏng hóc của cảm biến tiệm cận cảm ứng có thể giảm đáng kể thông qua việc bảo trì thường xuyên và sử dụng đúng cách. Nếu bạn gặp phải sự cố khó giải quyết, bạn nên liên hệ với bộ phận hỗ trợ kỹ thuật của Công ty Cảm biến Garantta của chúng tôi để được trợ giúp. Ngoài ra, việc ghi lại chi tiết từng lỗi hỏng hóc và quá trình xử lý sẽ giúp ngăn ngừa và xử lý tốt hơn các sự cố tương tự trong tương lai.

Các vấn đề thường gặp và hiện tượng thất bại

1. Cảm biến tiệm cận không thể xác nhận phạm vi khoảng cách của đối tượng được phát hiện.

2. Công tắc được lắp đặt trong phạm vi khoảng cách phát hiện, tín hiệu đôi khi được phát hiện và đôi khi không (đôi khi có thể phát hiện được, đôi khi không thể phát hiện được).

3. Khoảng cách phát hiện thực tế khác với khoảng cách phát hiện tiêu chuẩn do cảm biến chỉ ra. (Hoặc nhỏ hơn khoảng cách phát hiện hoặc lớn hơn khoảng cách phát hiện).

4. Đèn báo có dấu nhắc tín hiệu, nhưng không có tín hiệu đầu ra; hoặc đèn báo tín hiệu luôn sáng mà không có tín hiệu thay đổi; hoặc tín hiệu liên tục nhấp nháy, v.v.

5. Không có phản hồi hành động sau khi bật nguồn hoặc không có phản hồi tín hiệu.

6. Có thể kết nối nhiều cảm biến cùng một lúc không, v.v. (Thiết bị có thể phân biệt tín hiệu phản hồi của các cảm biến khác nhau nên có thể kết nối nhiều cảm biến cùng một lúc).

Làm thế nào để giải quyết các vấn đề khác nhau trong các ứng dụng thực tế?

Bạn nên hiểu loại công tắc bạn mua thuộc về loại công tắc nào, đặc điểm sản phẩm độc đáo và nguyên tắc ứng dụng cơ bản, phương pháp lắp đặt, biện pháp phòng ngừa, v.v. Thông tin về cảm biến công tắc tiệm cận cuộn cảm do công ty chúng tôi sản xuất như sau.

1. Phương pháp kiểm tra công tắc lân cận cảm ứng

Công tắc lân cận cảm ứng là công tắc không tiếp xúc (tức là loại công tắc cảm biến), thường được sử dụng trong các thiết bị điều khiển tự động cơ học với độ chính xác định vị cao, tuổi thọ dài, tốc độ phản hồi nhanh và lắp đặt thuận tiện. Nó chủ yếu được sử dụng để giới hạn, đặt lại, định vị hành trình, đếm, bảo vệ tự động và thay thế công tắc vi mô. Đối tượng được phát hiện bởi cảm biến chuyển đổi tiệm cận cảm ứng phải là vật kim loại. Đối với các vật thể phi kim loại, công tắc tiệm cận cảm ứng sẽ không hoạt động. Nó có các đặc tính chống thấm nước, chống sốc, chống dầu-, chống bụi, chống ăn mòn-, v.v. và có khả năng ứng dụng mạnh mẽ trong môi trường khắc nghiệt.

2. Tín hiệu đầu ra của công tắc cảm biến tiệm cận cảm ứng

Công tắc tiệm cận là thuật ngữ chung cho các cảm biến không tiếp xúc và các loại của nó bao gồm: cảm ứng, điện dung và Hall. Tín hiệu đầu ra của công tắc tiệm cận cảm ứng được mô tả lần này chủ yếu là: tín hiệu số lượng công tắc mở hoặc đóng (nghĩa là nếu có vật kim loại ở bất kỳ vị trí nào trong phạm vi tối đa được phát hiện bởi đầu cảm biến công tắc lân cận đối với sản phẩm, tín hiệu công tắc sẽ được cung cấp. Khi đối tượng không nằm trong phạm vi khoảng cách phát hiện, tín hiệu công tắc cảm biến sẽ ngược lại với hành động).