7. Thực hành với cảm biến nhiệt độ Platin Pt100, Pt1000 và ADT
2.1.3. Cảm biến tiệm cận điện cảm (Inductive Proximity Sensor).
2.1.3.1 Đặc điểm
Cảm biến tiệm cận điện cảm là cảm biến được dùng để phát hiện các đối tượng là kim loại. Loại cảm biến này không thể phát hiện các đối tượng không phải là kim loại.
Hình 2.4 Vài loại cảm biến tiệm cận điện cảm của Siemens
Cảm biến tiệm cận điện cảm có nhiều kích thước và hình dạng khác nhau tương ứng với các ứng dụng khác nhau. Cảm biến tiệm cận điện cảm được dùng để phát hiện các đối tượng là kim loại (loại cảm biến này không thể phát hiện các đối tượng có cấu tạo không phải là kim loại).
2.1.3.2 Cấu trúc
Hình 2.5. Cấu trúc của cảm biến tiệm cận điện cảm
- Cuộn dây và lõi ferit - Mạch dao động - Mạch phát hiện - Mạch đầu ra
2.1.3.3 Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận điện cảm
Hình 2.6 Nguyên lý làm việc của cảm biến điện cảm
Cảm biến tiệm cận điện cảm được thiết kế để tạo ra một vùng điện từ trường, Khi một vật bằng kim loại tiến vào khu vực này, xuất hiện dòng điện xoáy (dòng điện cảm ứng) trong vật thể kim loại này.
Hình 2.8: Hoạt động của cảm biến tiệm cận điện cảm
Dòng điện xoáy gây nên sự tiêu hao năng lượng (do điện trở của kim loại), làm ảnh hưởng đến biên độ sóng dao động. Đến một trị số nào đó tín hiệu này được ghi nhận.
Mạch phát hiện sẽ phát hiện sự thay đổi tín hiệu và tác động để mạch ra lên mức ON (hình 2.8). Khi đối tượng rời khỏi khu vực từ trường, sự dao động được tái lập, cảm biến trở lại trạng thái bình thường.
2.1.3.4 Phân loại cảm biến tiệm cận điện cảm
Cảm biến tiệm cận điện cảm có thể phân làm 2 loại: Shielded (được bảo vệ) và unshielded (không được bảo vệ). Loại unshielded thường có tầm phát hiện lớn hơn loại shielded.
Hình 2.9 Các loại cảm biến tiệm cận điện cảm
Cảm biến tiệm cận điện cảm loại shielded có 1 vòng kim loại bao quanh giúp hạn chế vùng diện từ trường ở vùng bên.Vị trí lắp đặt cảm biến có thể đặt ngang bằng với bề mặt làm việc.
Cảm biến tiệm cận điện cảm loại unshielded không có vòng kim loại bao quanh. Không thể lắp đặt cảm biến ngang bằng bề mặt làm việc (bằng kim loại). Xung quanh cảm biến phải có 1 vùng không có chứa kim loại (với cảm biến loại unshied của Siemens, hình 2.11.)
Hình 2.10: Cảm biến tiệm cận điện cảm loại shielded
Cảm biến tiệm cận điện
Hình 2.11 Cảm biến tiệm cận điện cảm loại unshielded
Ở cả 2 loại cảm biến này, nếu có 1 bề mặt kim loại ở vị trí đối diện cảm biến, để không ảnh hưởng đến hoạt động của cảm biến thì bề mặt kim loại này phải cách bề mặt cảm biến 1 khoảng cách có độ lớn ít nhất gấp 3 lần tầm phát hiện của cảm biến.
2.1.3.5 Ưu nhược điểm của cảm biến tiệm cận điện cảm
Ưu điểm
Không chịu ảnh hưởng của độ ẩm Không có bộ phận chuyển động. Không chịu ảnh hưởng của bụi bặm. Không phụ thuộc vào màu sắc.
Ít phụ thuộc vào bề mặt đối tượng hơn so với các kĩ thuật khác.
Không có “khu vực mù” (blind zone: cảm biến không phát hiện ra đối tượng mặc dù đối tượng ở gần cảm biến).
Nhược điểm
Chỉ phát hiện được đối tượng là kim loại.
Có thể chịu ảnh hưởng bởi các vùng điện từ mạnh. Phạm vi hoạt động ngắn hơn so với các kĩ thuật khác.
2.1.3.6 Một số ứng dụng của cảm biến tiệm cận điện cảm Công nghiệp dầu mỏ (xác định vị trí của van)
g nghệ mạ