Cảm biến tiệm cận là các thiết bị phát hiện không tiếp xúc được thiết kế để xác định sự hiện diện, vắng mặt hoặc vị trí của các đối tượng mà không cần tương tác vật lý. Các cảm biến này chuyển đổi việc phát hiện đối tượng thành các tín hiệu điện, cho phép tự động hóa trong các ngành công nghiệp từ sản xuất đến điện tử tiêu dùng. Bằng cách tận dụng các nguyên tắc như cảm ứng điện từ, biến đổi điện dung và phản xạ quang học, cảm biến tiệm cận mang lại hiệu suất đáng tin cậy trong môi trường khắc nghiệt, nơi các công tắc cơ học có thể bị hỏng. Khả năng hoạt động mà không cần tiếp xúc trực tiếp đảm bảo hao mòn tối thiểu, kéo dài tuổi thọ và độ tin cậy cao, khiến chúng không thể thiếu trong các hệ thống công nghiệp hiện đại.
Cảm biến tiệm cận được phân loại dựa trên các cơ chế phát hiện cơ bản của chúng. Cảm biến cảm ứng tạo ra một trường điện từ thông qua một bộ dao động bên trong và phát hiện các vật kim loại bằng cách theo dõi các nhiễu loạn do dòng điện xoáy gây ra. Các cảm biến này lý tưởng để phát hiện kim loại nhưng không thể cảm nhận các vật liệu phi kim loại. Cảm biến điện dung đo sự thay đổi của hằng số điện môi, cho phép chúng phát hiện cả vật liệu kim loại và phi kim loại, bao gồm chất lỏng và nhựa. Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng đo mức và xử lý vật liệu. Cảm biến quang điện sử dụng chùm ánh sáng (có thể nhìn thấy hoặc hồng ngoại) do đèn LED hoặc điốt laser phát ra, với ánh sáng phản xạ được phát hiện bởi một bộ thu. Các cảm biến này hỗ trợ phát hiện tầm xa và phù hợp với các vật thể nhỏ hoặc chuyển động nhanh. Cảm biến siêu âm sử dụng sóng âm tần số cao để đo khoảng cách dựa trên độ trễ thời gian giữa truyền tín hiệu và nhận tiếng vang, hoạt động hiệu quả trong điều kiện bụi hoặc ẩm ướt.
Các thông số kỹ thuật chính bao gồm phạm vi cảm biến, thời gian phản hồi và độ bền môi trường. Khoảng cách cảm biến tiêu chuẩn dao động từ vài milimet đến vài mét, với các cảm biến quang điện cao cấp có khả năng phát hiện các vật thể cách xa tới 60 mét. Thời gian phản hồi khác nhau từ micro giây trong cảm biến cảm ứng đến mili giây trong các biến thể siêu âm, ảnh hưởng đến sự phù hợp của chúng cho các ứng dụng tốc độ cao. Vỏ được xếp hạng IP65-IP68 để chống bụi, hơi ẩm và hóa chất, trong khi khả năng chịu nhiệt thường từ -20°C đến 85°C. Các tùy chọn đầu ra bao gồm tín hiệu số (PNP/NPN), tín hiệu tương tự (4–20 mA, 0–10 V) và IO-Link để giao tiếp dữ liệu hai chiều, cho phép tích hợp với bộ điều khiển logic khả trình (PLC) và mạng công nghiệp.
Trong sản xuất ô tô, cảm biến cảm ứng theo dõi vị trí cánh tay robot và phát hiện các bộ phận kim loại trên dây chuyền lắp ráp, đảm bảo độ chính xác trong sản xuất tốc độ cao. Điện tử tiêu dùng, chẳng hạn như điện thoại thông minh, sử dụng cảm biến tiệm cận hồng ngoại thu nhỏ để vô hiệu hóa màn hình cảm ứng trong khi gọi điện, ngăn chặn các thao tác vô tình. Hệ thống xử lý vật liệu dựa vào cảm biến điện dung để phát hiện mức trong silo hoặc phễu, trong khi cảm biến siêu âm tạo điều kiện tránh va chạm trong xe tự hành (AGV). Các ứng dụng an toàn bao gồm bảo vệ máy móc, nơi cảm biến dừng thiết bị khi công nhân vi phạm các khu vực được xác định trước, giảm thiểu rủi ro tai nạn.
Cảm biến tiệm cận cung cấp hoạt động không tiếp xúc, giảm hao mòn cơ học và cho phép độ bền chu kỳ cao. Thời gian phản hồi nhanh của chúng hỗ trợ điều khiển thời gian thực và khả năng miễn nhiễm với các yếu tố môi trường như bụi hoặc độ ẩm đảm bảo sự ổn định trong điều kiện khắc nghiệt. Tuy nhiên, những hạn chế bao gồm các hạn chế cụ thể về vật liệu (ví dụ: cảm biến cảm ứng chỉ phát hiện kim loại) và khả năng nhiễu từ các yếu tố bên ngoài như ánh sáng xung quanh (trong cảm biến quang điện) hoặc tiếng ồn âm thanh (trong cảm biến siêu âm).
Người liên hệ: Ms. Caroline Chan
Tel: 13271919169