Giới thiệu
Nhu cầu chung trong tự động hóa máy móc là phát hiện được vật thể tại một điểm đặc biệt theo thời gian.
Băng chuyền, máy đóng gói, kiểm tra bộ phận và nhiều ứng dụng công nghiệp khác phụ thuộc nhiều vào các cảm biến có độ tin cậy. Khi có yêu cầu phát hiện các vật thể rất nhỏ, khoảng cách hẹp, tốc độ cao hoặc môi trường không thân thiện, các kỹ sư thường tìm đến giải pháp là Cảm biến Sợi Quang.
Trong phần này, chúng ta sẽ xem qua nguồn gốc và nguyên tắc của công nghệ sợi quang, điểm khác biệt giữa cảm biến sợi quang và cảm biến quang điện thông thường và cuối cùng là nơi cung cấp loại này.
Phản xạ Trong Toàn phần
Tất cả các cảm biến sợi quang đều sử dụng nguyên tắc phản xạ trong toàn phần để dẫn hướng nguồn ánh sáng dọc theo sợi polymer / kính nhỏ, dẻo đến vật thể cần phát hiện.
Như một dòng nước, chùm sáng đi vào sợi quang trong suốt sẽ di chuyển từ đầu này đến đầu kia, phản xạ với thành bên trong và mất rất ít độ sáng.
Để tìm hiểu thêm về thí nghiệm này, nhấp vào HERE (ĐÂY).
Cảm biến Thông thường và Cảm biến Sợi Quang
Cảm biến Sợi Quang khác cảm biến quang điện thông thường như thế nào?
Có thể bạn đã quen với cảm biến quang điện đa năng như E3Z của Omron.
Những cảm biến này bao gồm tất cả các bộ phận điện tử và quang học trong một thân. Do kiểu thiết kế này, toàn bộ thiết bị phải được gắn vào một vị trí có thể thấy trực tiếp vật thể cần phát hiện.
Trong một số ứng dụng, chúng ta không có đủ không gian vật lý để gắn cảm biến thông thường đúng cách hoặc môi trường cơ khí, hóa học hoặc môi trường nhiệt có thể ảnh hưởng bất lợi đến hoạt động và độ tin cậy của cảm biến. 
Ngược lại, Cảm biến Sợi quang có thể dẫn hướng và chuyển trực tiếp nguồn ánh sáng từ xa đến rất gần vật thể được phát hiện. Do đó, đầu sợi quang có thể nhỏ hơn và lắp đặt dễ dàng hơn nhiều so với cảm biến quang điện thông thường.
Cảm biến Sợi Quang có thể được lập trình để thích ứng với nhiều nhiệm vụ khó khăn.
Ví dụ, cảm biến sợi quang với kiểu phù hợp có thể:
- Phát hiện màu
- Phát hiện các vật thể ở tốc độ rất cao
- Phát hiện các chi tiết của vật thể rất nhỏ hoặc rất mỏng
- Phát hiện các vật thể trong suốt, mờ hoặc đục
Giống như cảm biến quang điện thông thường, đầu sợi quang được thiết kế hoạt động theo một trong ba chế độ:
- Thu phát độc lập
- Phản xạ khuếch tán
- Phản xạ gương
Một số cách sử dụng thông thường:
- Phát hiện các vật thể trong suốt hoặc mờ.
(Thu phát độc lập hoặc Phản xạ gương) - Phát hiện khoảng cách xa theo đường dẫn chính xác.
(Thu phát độc lập) - Có thể phát hiện vật thể với kích thước khác nhau.
(Đầu Sợi quang Thu phát độc lập theo Vùng) - Phát hiện các đặc điểm của vật thể rất nhỏ.
(Thu phát độc lập hoặc Phản xạ bằng Đầu Sợi quang Đồng trục + Ống kính Tiêu cự)
Cảm biến sợi quang được ưa chuộng vì có khả năng miễn nhiễm với Nhiễu xạ Điện từ (EMI) trong các ứng dụng như vùng hàn này. Chúng cũng được ưa chuộng vì có khả năng chịu các điều kiện môi trường khắc nghiệt, bao gồm sức kháng hóa chất, nhiệt độ, bụi bẩn hoặc nước.
Nhớ rằng có thể đặt bộ khuếch đại (nguồn sáng và phần xử lý trong môi trường từ xa được bảo vệ và chỉ có sợi quang tiếp xúc với môi trường có vật thể.
Tóm lại, Cảm biến Sợi Quang được cân nhắc lựa chọn hơn cảm biến quang điện thông thường khi,
- Vật thể cần phát hiện nằm trong không gian chật hẹp
- Cảm biến thông thường dễ bị hỏng hóc do va chạm
- Cần phát hiện các chi tiết của vật thể rất nhỏ
- Vật thể di chuyển nhanh
- Môi trường không thân thiện – nhiễu EMI, Nhiệt độ cao, bụi bẩn, hóa chất, v.v.
Có rất nhiều ngành công nghiệp sử dụng cảm biến sợi quang, do nhiều lợi thế vừa đề cập đến, bao gồm:
- Những ngành có vật thể cần phát hiện nằm trong không gian giới hạn
- Những ngành lắp đặt thiết bị xử lý trong nhà
- Ngành Y Dược
- Ngành Lắp ráp Ô tô
- Các ngành dựa vào thiết bị xử lý các bộ phận rất nhỏ hoặc có nhu cầu phát hiện vị trí chính xác cao (ví dụ: Công nghiệp Bán dẫn).
Bên cạnh Tự động hóa Nhà máy còn có nhiều lĩnh vực khác sử dụng Cảm biến sợi quang. Nhấp vào HERE (ĐÂY) để xem một số lĩnh vực.