Cảm biến laser: Phát hiện vật cản và Đo khoảng cách

Laser (hay tia laze) có thể được xem là một trong những bước tiến lớn của ngành khoa học công nghệ, nó góp mặt vào rất nhiều ứng dụng công nghệ cao giúp giải quyết các công việc của con người một cách dễ dàng hơn

Trong rất nhiều ứng dụng của laser thì cảm biến laser là một trong những thiết bị được sử dụng khá rộng rãi trong công nghiệp, đặc biệt là trong tự động hóa, nó giúp thực hiện công việc một cách đơn giản hơn tiết kiệm chi phí và công sức của con người. Để hiểu rõ hơn về cảm biến tia laser cũng như ứng dụng của nó mời bạn tham khảo thêm trong bài viết dưới đây

Tia laser

 Tia laser được phát ra bởi một bộ phát xạ kích thích với công dụng chính là làm tăng cường độ sáng, giúp các tia laser mạnh hơn và có thể truyền đi xa hơn

Cảm biến laser

 Cảm biến laser là một loại cảm biến sử dụng công nghệ tia laser để đo lường các giá trị vật lý như độ dài, lưu lượng, tốc độ... với bộ chuyển đổi quang điện được tích hợp bên trong, các tín hiệu quang thu được từ cảm biến sẽ được chuyển đổi thành tín hiệu điện. Thông qua việc lọc, khuếch đại và chỉnh lưu các mạch tương ứng, tín hiệu đầu ra sẽ được chuyển đổi thành giá trị đo

Các loại cảm biến laze

Cảm biến laser đo khoảng cách

Nhờ vào những đặc điểm nổi bật của laser như khả năng định hướng cao, công suất lớn nên việc đo khoảng cách từ xa nhanh chóng, không cần tiếp xúc được xem là một trong những ứng dụng mạnh mẽ nhất của công cụ này và từ đó cảm biến laser đo khoảng cách ra đời

Cảm biến laser đo khoảng cách thường được sử dụng để đo khoảng cách xa tình từ vị trí đặt cảm biến, khoảng cách này có thể lên đến vài trăm mét hoặc lên đến km nên chúng thường hoạt động dựa truyên nguyên lý thời gian bay (thời gian tia laze phát ra và phản hồi về cảm biến)

Cảm biến này thường được ưng dụng trong xây dựng để đo lường kích thước phòng ốc, công trình…. Một cách nhanh chóng

Cảm biến laser phát hiện vật cản

Loại cảm biến laser được sử dụng rộng rãi tiếp theo hầu như bạn có  thể tìm thấy ở bất cứ đâu chính là cảm biến laser phát hiện vật cản, loại cảm biến này có thể sử dụng như một cảm biến tiệm cận để phát hiện các vật thể đang tiến lại gần vùng đặt cảm biến

Cảm biến laser phát hiện vật cản có ý nghĩa rất quang trọng trong các ngành công nghiệp tự động hóa như công nghệ lái, dừng, đỗ ô tô tự động, đóng vai trò như “mắt thần” của các robot thông minh… và nhiều ứng dụng khác trong thời đại công nghệ ngày càng phát triển mạnh mẽ như hiện nay

Cảm biến phát hiện vật cản bằng laser có thể được sử dụng dưới dạng một cảm biến thu phát chung hoặc dùng hai cảm biến thu phát riêng để tăng độ mạnh và độ nhạy của tín hiệu

Cảm biến laser đo độ dày

Một ứng dụng ít phổ biến hơn của laser sensor là dùng để đo độ dày của một vật thể bất kỳ. Có hai phương pháp để đo độ dày bằng cảm biến laser đo là sử dụng cảm biến đơn hoặc cảm biến kép. Tuy nhiên, khả năng đo sẽ bị giới hạn bởi độ dày và chất liệu của vật cần đo

Nguyên lý hoạt động của cảm biến laser

Nguyên lý góc tam giác

Thường ứng dụng cho các cảm biến laser phát hiện ở tầm ngắn (khoảng 1.5 – 60cm), sử dụng công nghệ CMOS và cho độ chính xác cao. Hoạt động dựa trên nguyên tắc tam giác quang học của máy ảnh tuyến tính CMOS

Đối với loại này, cảm biến sẽ phát một chùm tia laser tam giác khuếch tán truyền qua thấu kính và đến mục tiêu, khi đến mục tiêu chùm tia này sẽ bị phản xạ và quay trở lại cảm biến, tại đây chùm tia sáng sẽ được hội tụ lại một điểm trên cảm biến CMOS

Khoảng cách đến đối tượng mục tiêu sẽ được tính toán dựa trên sự thay đổi của góc phản xạ

Nguyên lý thời gian bay

Đối với các phép đo khoảng các tầm xa (từ 1cm đến hơn 100m), ta thường sử dụng theo nguyên lý thời gian bay . Các cảm biến hoạt động theo nguyên lý này thường sử dụng một diode phát để tạo ra xung rất ngắn của ánh sáng đỏ hoặc tia hồng ngoại phổ hẹp chiếu đến mục tiêu, sau đó tia laser sẽ phản xạ ngược lại và đi vào diot thu của cảm biến

Giá trị khoảng cách đo từ cảm biến đến vật thể sẽ được tính dựa vào khoảng thời gian mà tia laser truyền đi cho đến khi phản xạ về, nhân với hằng số tốc độ ánh sáng

Ứng dụng phổ biến của cảm biến laser

- Đo kích thước: xác định vị trí của các bộ phận nhỏ; giám sát xem có các bộ phận trên băng tải hay không; phát hiện vật liệu chồng chéo và che phủ; kiểm soát vị trí của người thao tác (vị trí trung tâm dụng cụ); phát hiện trạng thái thiết bị; phát hiện vị trí thiết bị (qua lỗ nhỏ); giám sát mức chất lỏng; Đo chiều dày; phân tích rung động; đo kiểm tra va chạm; kiểm tra liên quan đến ô tô, v.v.

- Đo độ dày của tấm kim loại : cảm biến laser cho phép đo và kiểm tra nhanh độ dày của tấm kim loại. Khả năng phát hiện thay đổi độ dày có thể giúp phát hiện các nếp nhăn, lỗ nhỏ hoặc lỗi trên bề mặt có thể gây hỏng thiết bị

- Đo hình trụ : đo giá trị góc, chiều dài, độ lệch tâm của đường kính trong và ngoài, độ conic, độ đồng tâm và biên dạng bề mặt.

- Đo chiều dài : đặt vật cần đo trên băng tải ở vị trí đã định, cảm biến laser sẽ phát hiện được vật và đồng thời kích hoạt quét laser để đo độ dài của vật mẫu

- Kiểm tra tính đồng nhất : đặt nhiều cảm biến laser theo hướng nghiêng so với chuyển động của phôi cần đo và xuất dữ liệu đo của các cảm biến này. Từ dữ liệu cảm biến thu được từ các hướng khác nhau bạn có thể dễ dàng biết được phôi cần đo có kích thước chính xác hay có lỗi vè mặt ngoại quan hay không

- Kiểm tra linh kiện điện tử : hai máy quét laser được sử dụng để đặt các linh kiện cần được kiểm tra vào giữa chúng. Sau quá trình quét bạn có thể biết được chính xác kích thước củng như các lỗi xuất hiện trên bề mặt của linh kiện

- Kiểm tra mức chiết rót trong dây chuyền sản xuất : cảm biến laser được tích hợp vào các dây chuyền sản xuất, chiết rót được sử dụng như một cảm biến đo mức dung dịch. Với ứng dụng này, bạn có thể có thể kiểm tra quá trình chiết rót có đảm bảo đủ chát lượng hay không một cách chính xác và nhanh chóng

Câu hỏi thường gặp về cảm biến laser

- Cảm biến laser có nguy hiểm không?

Hầu hết các thiết bị laser khi được sử dụng không đúng cách đều có khả năng gây nguy hiểm. Các tác động có thể từ mức nhẹ như gây hại cho da đến các loại nặng như gây giảm thị lực và không thể hồi phục.

Độ an toàn của laser có thể chia theo Class, laser thuộc class 1 cho độ an toàn cao hơn trong khi laser class sẽ dễ khiến mắt bị tổn thương nếu cố tình nhìn chằm chằm vào. Tuy nhiên, trong hầu hết trường hợp bạn không nền để laze chiếu vào mắt

- Thông số phạm vi của cảm biến laser là gì?

Cảm biến khoảng cách laser được thiết kế để đo khoảng cách không tiếp xúc: Phạm vi đo của cảm biến laser dùng để chỉ khoảng cách mà tia laser có thể truyền được, các loại phổ thông có phạm vi đi khoảng vài mét vài chục mét, các loại cao cấp cho phép đo khoảng cách lên đến vài km

- Cảm biến Laser CMOS là gì?

Cảm biến hình ảnh CMOS kết hợp với thuật toán điều chỉnh công suất laser ít bước để tạo ra khả năng phát hiện ổn định với các loại phôi từ cao su đen có độ phản xạ thấp đến thép không gỉ và các vật liệu có độ bóng cao khác.

 - Cảm biến laser đo được khoảng cách xa đến bao nhiêu?  

Một số dòng cảm biến cho phép đo khoảng cách rất xa ví dụ như dòng LDM301 cho phép đo khoảng cách lên đến 300m đối với các bề mặt tự nhiên hoặc lên đến 3000m đối với các bề mặt mang tính phản xạ

- Các thương hiệu cảm biến laser chất lượng

Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều thương hiệu cung cấp cảm biến laser khác nhau. Tuy nhiên, Lidinco sẽ gợi ý cho bạn một số thương hiệu uy tín và có chất lượng tốt trên thị trường để bạn có thể mua được các sản phẩm tốt, đáp ứng được các nhu cầu của mình

- Omron: Một trong những thương hiệu chuyên cung cấp sản phẩm tự động hóa có tiếng lâu năm trên thị trường. Omron cung cấp các dòng cảm biến laser đo khoảng cách và phát hiện vật cản với chất lượng cao, phù hợp cho nhu cầu làm việc ở các môi trường khắc nghiệt như trong công nghiệp mà vẫn đảm bảo khả năng làm việc ổn định

- Keyence: Đây là một thương hiệu đến từ Mỹ chuyên cung cấp các giải pháp đo lường về quang học và cảm biến laser là một trong những thế mạnh đến từ thương hiệu này. Keyence cung cấp nhiều loại cảm biến đo từ khoảng cách gần đến xa với độ chính xác cao phù hợp cho nhiều nhu cầu sử dụng khác nhau

- IMF: Là một thương hiệu uy tín lâu năm đến từ Đức. Đây cũng là một nhà sản xuất chuyên cung cấp các giải pháp về đo lường và tự động hóa mạnh mẽ được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới. Nếu bạn đang tìm một nhà cung cấp uy tín với các sản phẩm có độ bền cao thì IFM cũng là một trong những thương hiệu rất đáng để cân nhắc

Mua cảm biến laser ở đâu

Là một thiết bị ngày càng được sử dụng phổ biến trong hầu hết các nhà máy. Bạn có thể dễ dàng tìm mua cảm biến laser đo khoảng cách và cảm biến laser phát hiện vị trí tại nhiều nhà cung cấp trên toàn quốc

Tuy nhiên, để mua được các sản phẩm chính hãng, chất lượng tốt củng như có chính sách hỗ trợ tư vấn và sử dụng rõ ràng, bạn nên chọn những nhà cung cấp uy tín có kinh nghiệm lâu năm trên thị trường.

Hiện nay, Lidinco đang cung cấp các dòng cảm biến tia laser đến từ các thương hiệu của Nhật, Mỹ và Đức với chất lượng cao, hoạt động bền bỉ ngay cả trong điều kiện môi trường khắc nghiệt. Vui lòng liên hệ theo thông tin bên dưới đễ được tư vấn thêm