Cảm biến laser được sử dụng rất nhiều trong ngành công nghiệp, đặc biệt trong lĩnh vực tự động hóa. Cảm biến giúp tăng hiệu suất hoạt động của hệ thống, thực hiện chính xác các công việc. Chúng ta cùng nhau tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến laser trong bài viết này nhé.
Cảm biến laser là gì?
Cảm biến laser (laze, laser sensor) là một loại cảm biến sử dụng tia laser để đo lường các thông số như độ dài, tốc độ, lưu lượng,… Cảm biến có bộ chuyển đổi quang điện bên trong, các tín hiệu quang thu được sẽ chuyển đổi thành tín hiệu điện và xử lý. Thông qua bộ xử lý, việc lọc, khuếch đại và chỉnh lưu thì tín hiệu đầu ra sẽ được chuyển đổi thành các giá trị đo để người dùng quan sát và nhận biết.
Cấu tạo của cảm biến laser
Cảm biến laze có cấu tạo bao gồm phần vỏ thô, một bộ hình ảnh tuyến tính và một bộ phát tia laser chính xác. Bạn không cần lắp đặt thêm bất kỳ bộ điều khiển bên ngoài nào để điều khiển cảm biến.
Cảm biến laser có thể hoạt động ở nhiều vị trí khác nhau tùy theo nhu cầu sử dụng. Việc thay đổi cấu hình cho cảm biến có thể được thực hiện thông qua những phần mềm khác nhau.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến laze
Nguyên lý góc tam giác
Cảm biến laser có thể hoạt động dựa trên nguyên lý tam giác quang học của máy ảnh tuyến tính CMOS. Một chùm tia laser tam giác khuếch tán và truyền qua thấu kính đến vật thể. Khi gặp vật thể thì chùm tia này sẽ bị phản xạ và quay trở lại cảm biến. Chùm tia sáng sẽ được hội tụ lại một điểm trên cảm biến CMOS. Khoảng cách đến vật thể sẽ được tính toán dựa trên sự thay đổi của góc phản xạ.
Các cảm biến laser loại này sẽ phù hợp để xác định cách ngắn từ 1.5 – 60cm, công nghệ CMOS cho độ chính xác cao.
Nguyên lý thời gian bay
Các cảm biến laser đo khoảng cách từ 1cm đến hơn 100m sẽ hoạt động dựa theo nguyên lý thời gian bay. Cảm biến thường sử dụng một diode phát để tạo ra tia sáng chiếu đến vật thể. Sau đó tia laser sẽ phản xạ ngược lại và đi vào diode thu.
Dựa vào thời gian từ khi tia phát và thu về mà có thể xác định được khoảng cách đến mục tiêu.
Phân loại cảm biến laser
Cảm biến laser đo khoảng cách
Tia laser là tia đơn sắc, khả năng định hướng cao và công suất lớn. Việc sử dụng cảm biến laser đo khoảng cách từ xa nhanh chóng, không cần tiếp xúc được xem là một trong những tính năng rất tốt.
Cảm biến dùng để đo khoảng cách từ vị trí đặt cảm biến đến vật thể. Cảm biến hoạt động theo nguyên lý thời gian bay có thể đo xa lên đến vài trăm mét.
Cảm biến laze phát hiện vật cản
Cảm biến laser được dùng rộng rãi để phát hiện vật cản. Nó như một cảm biến tiệm cận để phát hiện các vật thể đang di chuyển lại gần quét. Cảm biến laser phát hiện vật cản có vai trò quan trọng trong các ngành tự động hóa.
Cảm biến phát hiện vật cản bằng laser có thể sử dụng loại cảm biến thu phát chung hoặc dùng hai cảm biến có bộ thu phát riêng để tăng độ mạnh và độ nhạy của tín hiệu.
Cảm biến laser đo độ dày
Cảm biến laser còn được ứng dụng để đo độ dày của các vật thể. Hai phương pháp phổ biến để đo độ dày vật thể bằng cảm biến laser là sử dụng cảm biến đơn và cảm biến kép. Khả năng đo sẽ bị ảnh hưởng và giới hạn bởi độ dày và loại chất liệu cần đo.
Các ứng dụng của cảm biến laser
Loại cảm biến này được sử dụng trong nhiều ứng dụng như:
- Ứng dụng để phát hiện vật thể
- Ứng dụng trong đo khoảng cách
- Ứng dụng đo độ dày của vật liệu
- Cảm biến dịch chuyển laser
- Ứng dụng trong công nghệ máy chiếu, màn chiếu sáng laser
- Cảm biến laser quang điện
- Cảm biến laser định vị
- Cảm biến laser phát hiện cạnh
Một số thương hiệu cảm biến laser
Bạn có thể tham khảo cảm biến tia laser của một số thương hiệu sau:
- Keyence: Thương hiệu chuyên cung cấp các thiết bị đo lường đến từ Mỹ. Keyence cung cấp nhiều dòng cảm biến từ đo khoảng cách gần đến xa với độ chính xác cao phù hợp cho nhiều ứng dụng khác nhau.
- Omron: Thương hiệu nổi tiếng cung cấp cảm biến laze đo khoảng cách và phát hiện vật cản với chất lượng tốt. Các thiết bị phù hợp cho nhu cầu làm việc ở các môi trường khắc nghiệt mà vẫn đảm bảo khả năng làm việc ổn định.
- IMF: Thương hiệu đến từ Đức chuyên cung cấp các giải pháp về đo lường và tự động hóa được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới. Các thiết bị của IFM được người dùng đánh giá có độ bền cao. IFM cũng là một trong những thương hiệu cảm biến đáng để bạn cân nhắc lựa chọn.
Những lưu ý khi mua cảm biến laser
Xác định mục đích sử dụng cảm biến
Bạn nên xác định rõ cảm biến laser dùng cho mục đích gì. Nếu cần xác định vật thể trong khoảng cách nhỏ thì bạn có thể lựa chọn cảm biến sử dụng công nghệ CMOS. Còn với khoảng cách xa thì dùng cảm biến theo nguyên lý thời gian bay.
Chọn thương hiệu cảm biến uy tín
Thương hiệu của sản phẩm là yếu tố quan trọng mà bạn cần cân nhắc. Bạn nên lựa chọn mua cảm biến laser từ những đơn vị uy tín trên thị trường để được đảm bảo các yếu tố về chất lượng cũng như độ bền.
Kiểm tra và bảo trì định kỳ
Các thiết bị điện tử như cảm biến laser nên cần được kiểm tra và bảo trì định kỳ để đảm bảo khả năng hoạt động chính xác và hiệu quả nhất.
Trên đây là những thông tin về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng cảm biến laser. Mong rằng bài viết sẽ giúp bạn có được nhiều kiến thức hữu ích để lựa chọn cho mình loại thiết bị phù hợp với nhu cầu sử dụng.
