Sensor là gì ?

Sensor là tên tiếng anh, dịch ra tiếng việt có nghĩa là cảm biến. Đây là một hệ thống dùng để đo sự thay đổi ví dụ như áp suất, nhiệt độ, độ ẩm…

Cảm biến là gì?

Cảm biến là một thiết bị dùng để giám sát nhiệt độ; áp suất; mức axit; giám sát mức nước; mức nước thải; CO2; PH,… Hiện nay việc dùng các loại sensor đang dần thay thế con người để tiết kiệm chi phí doanh nghiệp. Đồng thời, mang lại tính chính xác cao và ổn định. Khoảng 5 năm nữa thì tất cả các thiết bị sẽ thay thế con người gần như hoàn toàn. Thay vì nhiều người làm việc thì nay chỉ cần 1 người là có thể giám sát và biết được tất cả những gì đang xảy ra trong dây chuyền nhà máy để kịp thời có giải pháp phát triển và khắc phục.

Vậy có mấy loại sensor dùng trong công nghiệp. Nguyên lý hoạt động sensor trong từng trường hợp như thế nào ?

Các loại sensor phổ biến hiện nay

Hiện nay; vấn đề giám sát nhiệt độ; giát độ ẩm; độ PH hay mực chất lỏng luôn là vấn đề quan tâm cao trong các nhà máy.

Các loại Sensor ứng dụng phổ biến như:

  • Sensor nhiệt độ Cảm biến đo nhiệt độ
  • Sensor đo mức chất lỏng bằng siêu âm
  • Thiết bị Sensor radar đo mức xi măng, xăng dầu
  • Sensor đo áp suất, đo độ PH; đo độ ẩm; CO2….
  • Sensor đo hồng ngoại được ứng dụng trong hệ thống kiểm soát tự động

Đây là những thiết bị cảm biến đo nhiệt độ, đo áp suất, đo mức nước theo phương pháp đo mức siêu âm; radar; điện dung…Trong đó phương pháp giám sát mức chất lỏng bằng radar là phương pháp tối ưu về độ chính xác nhất trong các dòng cảm biến đo mức; cảm biến báo mức chất lỏng hiện nay với sai số cho phép 2mm. Ngoài ra còn các loại cảm biến sử dụng phổ biến nhất được phân loại dựa trên các số liệu như: Cảm biến điện thế hoặc điện hay cảm biến từ, cảm biến vận tốc, cảm biến độ ẩm, cảm biến dòng chảy hoặc cảm biến chất lỏng, cảm biến mức, cảm biến khí, cảm biến áp suất, cảm biến nhiệt độ hoặc nhiệt ,cảm biến quang học , cảm biến vị trí, cảm biến hóa học, cảm biến môi trường, cảm biến chuyển đổi từ,…

Cấu tạo của cảm biến như thế nào?

Bằng cách sử dụng những biến trở góc quay và những biến trở tuyến tính sẽ góp phần rất nhiều trong việc biến đổi các dịch chuyển thành các cấp điện áp, ngoài ra thì nó cũng góp phần chuyển các cảm biến tiệm cận kiểu điện trở và cảm biến điện dung. Nó sẽ hoạt động dựa trên một nguyên tắc chung trong việc đo lường các đại lượng không mang điện bằng cách biến đổi tất cả thành các tín hiệu điện. Cấu tạo của một cảm biến thường được chia làm bốn phần như sau:

Phần thứ nhất chính là thành phần chuyển đổi, các cơ cấu đo điện hay các loại mạch trung gian hoặc các sơ đồ về mạch trung gian hoặc là mạch lưu chỉnh. Vẫn còn một thành phần tương đối quan trọng nữa đó là cảm biến senxi – thành phần dùng để đo lường trong hệ bám sát các gõ quay, và sau đó sẽ truyền các lệnh cho các góc quay ở cự ly xa mà bạn không thể thực hiện được bằng cơ khí.

Phần thứ hai là biến áp quay có tác dụng chuyển đổi điện áp từ cuộn sơ cấp sang tín hiệu điện bên thứ cấp tương ứng.
Phần thứ ba là con quay hai bậc và con quay có ba bậc tự do, hai thành phần này có công dụng trong việc đo đạc các tốc độ góc trong một hệ thống ổn định hay hay đo các sai lệch góc.
Phần thứ tư là cảm biến tốc độ: Trên bộ phận này có đĩa mã được khắc vạch và ánh sáng có thể đi qua được, ở phía sau đĩa được đặt phototransistor và chịu được tác dụng của nguồn sáng.

Ứng ụng của sensor trong cuộc sống

Vì công dụng tuyệt vời của sensor trong các sản phẩm cảm biến, nên chúng thường được ứng dụng chuyên sâu trong lĩnh vực tự động hoá công nghiệp. Một vài ứng dụng điển hình như là:

Phát hiện dây băng
Phát hiện băng niêm phong trên nắp lọ/hộp
Phát hiện màn trong
Phát hiện dấu/vết trên nền
Phát hiện nắp nhôn trên chai nước
Phát hiện nhãn bằng plastic bóng trên giấy
Phát hiện mẫu bánh trên băng chuyền
Phát hiện chai PET
Phân biệt mức sữa/nước trái cây bên trong hộp
Phát hiện chiều cao của nắp
Cảm biến phát hiện màu
Đo đường kính của ống
Kiểm tra hiện tượng thủng nắp thiếc, nắp nhôm
Phát hiện nắp lọ bị lỏng
Kiểm mẫu, phát hiện chiều quay của viên pin
Phát hiện lon kim loại

Nguyên lý hoạt động của sensor là gì ? Ứng dụng của Sensor là gì ?

Nguyên lý hoạt động.

Hầu hết mỗi thiết bị cảm biến đều có một chức năng riêng và vận hành theo một phương hướng riêng của thiết bị

Nguyên lý và ứng dụng Sensor đo nhiệt độ

Sensor đo nhiệt độ ( Cảm biến đo nhiệt độ ) với chức năng chính là cắm thiết bị vào khu vực có nhiệt độ cần đo để nó báo liên tục tín hiệu nhiệt độ. Mục đích chính để người dùng biết được nhiệt độ đang ở mức cho phép hay đang tăng hoặc đang giảm

Cảm biến đo nhiệt độ có rất nhiều loại. Các bộ cảm biến đo nhiệt độ như Cảm biến nhiệt độ pt100 3 dây; các loại Thermocouple K; S; R….Được phân tầng thành 2 dòng chính đó là dòng đầu dò nhiệt độ củ hành và can nhiệt loại dây

Nguyên lý hoạt động Sensor đo nhiệt độ đó chính là nhận nhiệt và truyền tín hiệu điện trở đối với các dòng cảm biến đo nhiệt độ 2 dây; 3 dây; 4 dây. Và truyền tín hiệu mV đối với các loại cảm biến can k; can s….

Nếu chúng ta để ý sẽ thấy que cảm biến đo có 2 màu khác nhau. Phần dưới que có màu đậm hơn phần trên. Đây là lớp platinum được tích hợp vào để đo nhiệt. Sau đó nhiệt truyền theo ống đi ra dưới dạng điện trở hoặc mV. Thường đơn vị nào cần độ chính xác cao thì thêm 1 bộ chuyển đổi điện trở hoặc mV ra dòng điện DC 4-20mA

Nguyên lý hoạt động và ứng dụng Sensor đo áp suất
Sensor đo áp suất ( Cảm biến đo áp suất ) nó là thiết bị ứng dụng để đo áp suất trên đường ống điều khiển van đóng xả để đảm bảo áp suất không quá thấp hoặc không quá cao gây nổ ống nước. Bên cạnh đó; cảm biến áp suất còn được sử dụng để đó chiều cao mức nước ( 1 bar = 10 mét nước )

Nguyên lý hoạt động cảm biến áp suất

Sensor đo áp suất có 2 loại đó là cảm biến đo áp suất âm và cảm biến đo áp suất dương thường dùng. Cảm biến đo áp suất âm khi nào cũng bắt đầu từ -1. Ví dụ: -1…0 bar; -1…3 bar… Đây được coi là cảm biến lực hút; loại thứ 2 là cảm biến dương thường được sử dụng phổ biến như: 0-250 mbar; 0-4 bar; 0-10 bar….

Nguyên lý hoạt động của cảm biến đo áp suất là khi dung dịch chất lỏng như nước; axit; hóa chất; khí; dầu… chảy ngang qua chỗ lắp đặt thiết bị đo áp suất tạo một lực đẩy vào lớp màng ceramic của cảm biến. Lập tức lớp màng sẽ cong theo lực đẩy chạm vào bộ trung tâm chuyển đổi tích hợp trong thiết bị tạo ra dòng điện 4-20mA/ 0-20mA hoặc điện áp 0-5v / 0-10v….

Nguyên lý hoạt động và ứng dụng của sensor đo độ ẩm – Nhiệt độ
Sensor đo độ ẩm ( Cảm biến đo độ ẩm ) Được sử dụng để giám sát độ ẩm tại khu vực cần đo. Để đảm bảo độ ẩm khu vực đáp ứng theo yêu cầu đề ra. Trường hợp thiếu độ ẩm thì phải tăng hoặc dư độ ẩm thì phải có giải pháp giảm lại. Hoặc giám sát nhiệt độ đối với các khu vực chứa trái cây; chứa rượu; khu vực chứa thực phẩm……Để đảm bảo đúng nhiệt độ duy trì

Nguyên lý cảm biến đo độ ẩm và nhiệt độ

Cảm biến đo nhiệt độ – Độ ẩm hoạt động theo nguyên lý như một nhiệt ẩm kế cảm ứng độ ẩm hoặc nhiệt độ khu vực có độ ẩm chuyển đổi những tín hiệu nhiệt hoặc ẩm cảm nhận được thành các dòng điện 4-20mA hoặc áp 0-10v. Thông thường trong lĩnh vực đo độ ẩm và nhiệt độ khu vực ẩm thì phạm vi dãy đo không cao.

Ví dụ:

Dùng cảm biến đo nhiệt độ – Độ ẩm để duy trì đúng nhiệt độ và độ ẩm giúp cây phát triển tốt trong nhà kính. Theo phương pháp trồng rau sạch. Hoặc giám sát nhiệt độ trái cây trong phòng lạnh đảm bảo nhiệt độ đúng mức tránh trái cây hư hỏng…..

Nguyên lý hoạt động sensor đo mức chất lỏng

Sensor đo mức chất lỏng ( Cảm biến đo mức chất lỏng ) là một loại thiết bị báo mức chất lỏng liên tục ra analog dòng hoặc áp về biến tần / Kết nối với PLC hoặc modbus rtu truyền về giám sát trên vi tính

Dòng chất lỏng đo liên tục có rất nhiều loại hiện nay đo là cảm biến đo mức dạng phao; cảm biến đo mức dạng điện dung; thiết bị radar đo mức hay cảm biến đo mức sóng siêu âm

Nguyên lý ứng dụng cảm biến đo mức dạng phao. Nguyên lý cảm biến báo mức dạng phao

Cảm biến phao được thiết kế làm 2 loại nhựa chống nhiệt và inox. Được sử dụng đo mức nước; nước thải, axit; hóa chất; và được ứng dụng rộng rãi trong nhà máy vì giá trị rẻ. Tuy nhiên; đây là thiết bị dùng báo mức chất lỏng ngày xưa khi các dòng thiết bị siêu âm radar chưa phát triển

Nguyên lý hoạt động của cảm biến dạng phao ( Phao báo mức nước ) rất đơn giản. Chất lỏng dâng lên tới đâu thì phao nổi lên tới đó. Mục đích dùng phao là để báo cạn nước và báo đầy nước

Nguyên lý và ứng dụng cảm biến điện dung
Cảm biến điện dùng là loại thiết bị đo mức chất lỏng dạng đo trực tiếp. Tức là thiết bị tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng. Tùy loại chất lỏng mà thiết bị dc thiết kếque đo dạng inox 304; 316L hoặc bọc thêm nhựa quanh que inox hay tráng 1 lớp PTFE quanh ren kết nối đối với những môi trường đo chất lỏng có tính chất ăn mòn cao. Que đo dài ngắn hoặc cách lắp đặt gắn ngang gắn dọc đều phụ thuộc vào độ sâu và độ rộng của bồn hoặc tan chứa / Bể chứa

Nguyên lý cảm biến đo mức dạng điện cực

Đối với chất lỏng cần đo liên tục thì cảm biến đo mức bằng điện dung hoạt động dựa theo nguyên lý khi chất lỏng dâng tới đâu thiết bị sẽ báo mức tới đo và chuyển khoảng cách đo mức chất lỏng đo quy đổi thành dòng 4-20mA nối với màn hình hiển thị đọc tín hiệu 4-20mA cho ra số lít hoặc chiều cao mức chất lỏng

Ví dụ: Dãy đo 0-1000mm cảm biến đo xuất ra tín hiệu tương đương 0-20mA

Nguyên lý và ứng dụng cảm biến siêu âm

Cảm biến siêu âm được coi là một trong những thiết bị đo mức dạng không tiếp xúc có độ bền và độ chính xác rất cao. Độ chính xác của nó báo về chỉ đứng sau sensor đo mức radar

Sensor đo mức radar hoạt động theo nguyên lý phát chùm tia sóng xuống mặt phẳng bề mặt chất lỏng và phản sóng về khi chạm vào chất lỏng từ đó tính toán quy đổi ra khoảng cách chiều cao mực chất lỏng

Cảm biến siêu âm phát sóng thiết kế tạo chùm sóng góc 10 oC. Chính vì thế việc lắp đặt tính toán phải hợp lý tránh trường hợp sóng bắn vào thành bồn hoặc bể tạo báo ảo báo sai. Độ sâu tan chứa hoặc bể chứa càng lớn thì sóng phát góc càng lớn

Sensor đo mức chất lỏng dinel có điểm đặc biệt đó là khả năng đo liên tục ra 4-20mA thình hành; và còn có 1 dòng model thiết bị sensor phát tín hiệu on/off

Nguyên lý ứng dụng thiết bị đo mức radar
Thiết bị sensor đo mức radar là dòng cảm biến hầu hết đều đo được trong tất cả các môi trường đo. Đây là thiết bị đo có độ chính xác cao nhất lên tới 2 mm. Đây là chuẩn sai số bắt buộc phải có trên từng thiết bị đo. Tuy nhiên; với mức 2mm – 3 mm được coi là thiết bị sensor đo mức Châu Âu có độ chính xác lớn nhất hiện nay

Cảm biến radar đo mức chất lỏng hoặc chất rắn hoạt động theo nguyên lý sóng truyền tạo hình vòng xung quanh que hoặc dây inox của cảm biến và mức chất lỏng hay chất rắn dâng lên tới đâu thì cảo biến quy đổi và báo liên tục tín hiệu về tới đó

Nguyên lý Sensor đo chênh áp cầu thang

Cảm biến đo chênh lệch áp suất khí

Cảm biến đo chênh áp cầu thang là thiết bị được ứng dụng nhiều trong các tòa nhà cao tầng với mục đích chính đó là kiểm tra sự chênh lệch áp suất giữa cầu thang bộ và cầu thang hành lang. Các thiết bị đo chênh áp cầu thang này có tác dụng điều khiển các loại quạt thông gió để hút các khí CO2 khi xảy ra sự cố hỏa hoạn trong tòa nhà

Nguyên lý Sensor đo chênh áp lò hơi | Sensor là gì ?

Thông thường trong các lò hơi người ta sử dụng các loại cảm biến điện dung đo mức chất lỏng lò hơi nhiệt độ cao. Tuy nhiên; nhiều trường hợp nhiệt độ trong lò hơi quá cao dẫn đến các dòng thiết bị đo mức lò hơi liên tục bằng điện cực không đạt tiêu chuẩn thì bắt buộc chúng ta phải sử dụng cảm biến đo chênh áp lò hơi đề bù lại thiếu sót này

Con cảm biến đo chênh áp lò hơi có nguyên lý gần giống như con đo chênh áp. Tức là nó đo chênh lệch áp suất nước giữa 2 điểm A và B sau đó chuyển đổi thành tín hiệu dòng 4-20mA đấu vào màn hình hiển thị mức nước cho ra chiều cao mức nước hiện tại thực tế trong lò hơi

Cảm biến đo chênh lệch nhiệt độ – độ ẩm

Tiêu chí đánh giá và lựa chọn sensor : – Phạm vi cảm nhận (khoảng cách cảm nhận) – Sai số (có 3 tiêu chí đánh giá sai số : độ trễ của mắt, độ phân giải, và độ tuyến tính hóa ) Một số loại cảm biến thường gặp : acceleration sensor bộ cảm biến gia tốc acoustic sensor bộ cảm biến âm thanh air flow sensor bộ cảm biến dòng không khí Contact Image Sensor (CIS) bộ cảm biến hình ảnh tiếp xúc contact sensor bộ cảm biến tiếp xúc electric sensor bộ cảm biến điện electrochemical sensor bộ cảm biến điện hóa end-or-tape sensor bộ cảm biến cuối băng Fibre Optic Rate Sensor (FORS) bộ cảm biến tốc độ sợi quang fingerprint sensor bộ cảm biến dấu tay fluidic flow sensor bộ cảm biến dòng chất lỏng fluidic sensor bộ cảm biến lỏng force sensor bộ cảm biến lực Geostationary Earth Climate Sensor (GECS) bộ cảm biến khí hậu trái đất địa tĩnh heat sensor bộ cảm biến nhiệt image sensor bộ cảm biến hình ảnh inertial sensor bộ cảm biến quán tính laser sensor bộ cảm biến laze light sensor bộ cảm biến ánh sáng Linear Self Scanning Sensor (LISS) bộ cảm biến tự quét tuyến tính multicolour sensor bộ cảm biến đa màu optical sensor bộ cảm biến quang Optical Sensor (OPS) bộ cảm biến quang optical sensor signal tín hiệu bộ cảm biến quang oxygen sensor bộ cảm biến ô-xy paper sensor bộ cảm biến giấy proximity sensor bộ cảm biến độ gần radar sensor bộ cảm biến rađa remote sensor bộ cảm biến từ xa RF sensor bộ cảm biến RF RF sensor bộ cảm biến tần số vô tuyến (vô tuyến vũ trụ) Sea-Viewing of Wide Field Sensor (akaSeaWiFS) (SEAWIFS) Quan sát biển của bộ cảm biến phạm vi rộng (cũng có thể viết tắt SeAWiFS) sensor system nhóm bộ cảm biến sensor system hệ thống bộ cảm biến shutdown sensor bộ cảm biến dừng (tàu vũ trụ) solar sensor bộ cảm biến mặt trời solid-state image sensor bộ cảm biến ảnh mạch rắn star sensor bộ cảm biến sao sun sensor bộ cảm biến mặt trời tactile sensor bộ cảm biến tiếp xúc tactile sensor bộ cảm biến xúc giác tape break sensor bộ cảm biến đứt băng tape level sensor bộ cảm biến mức băng temperature sensor bộ cảm biến nhiệt độ touch sensor bộ cảm biến tiếp xúc touch sensor bộ cảm biến xúc giác Wide Field Sensor (WIFS) bộ cảm biến trường rộng.
Từ những chia sẽ trên, hy vọng giúp các bạn hiểu được sensor là gì. Từ đó để mọi người có thể dễ dàng ứng dụng chúng vào các công nghệ hay những sáng kiến riêng của mình.

Nguồn: http://congkiemsoatdibopth.com/sensor-la-gi-cac-loai-cam-bien-nao-pho-bien/

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *