Giới Thiệu Cảm Biến Siêu Âm

Hiện nay, các loại cảm biến như: nhiệt độ, áp suất, siêu âm, radar…. được sử dụng rất nhiều trong các lĩnh vực như: công nghiệp, y tế, địa chất, đo đạc…. Ngoài ra còn rất nhiều loại cảm biến khác với mục đích dần thay thế con người trong những công việc độc hại, nguy hiểm. Trong các nhà máy, cảm biến được sử dụng rất nhiều. Trong đó cảm biến siêu âm để đo mức, đo khoảng cách được sử dụng nhiều nhất.

Vậy cảm biến đo mức bằng siêu âm là gì ? Nó sử dụng để làm gì ? Nguyên lý hoạt động của nó như thế nào ? Ứng dụng của cảm biến siêu âm trong công nghiệp ? Trong bài viết này, tôi sẽ lần lượt giới thiệu đến các bạn những kiến thức để trả lời các câu hỏi trên. 

1. Cảm biến siêu âm là gì ?

Trước khi trả lời câu hỏi cảm biến siêu âm là gì ? Thì đầu tiên chúng ta cần phải biết siêu âm là gì ? 

Siêu âm là một dạng âm thanh có tần số cao hơn nhiều so với tần số âm thanh mà tai người nghe được. Như hình trên, ta thấy dãy tần số của từng loại âm thanh như: hạ âm (dưới 20Hz), Âm thanh người nge được (20Hz-20kHz), Siêu âm (trên 20kHz). 

Chúng ta thường hay gọi sóng siêu âm, vậy nói một cách đơn giản thì sóng siêu âm là một dạng âm thanh với tần số hoạt động trên 20kHz và tai người không nghe được âm thanh này. Sóng siêu âm có thể lan truyền trong môi trường: khí, lỏng, rắn. Trong cùng một môi trường lan truyền, sóng có tần số hoạt động càng cao thì bước sóng càng ngắn. Ta có công thức: λ=c/f

Trong đó: λ là bước sóng. Bước sóng sẽ tỷ lệ nghịch với tần số. Do đó, sóng siêu âm có thể phát hiện được vật thể nhỏ đến vài milimet. Với những ưu điểm trên, sóng siêu âm được ứng dụng rất nhiều trong y khoa hoặc để đo khoảng cách chất lỏng, chất rắn, làm sạch bằng sóng siêu âm, máy hàn siêu âm…..

Vậy cảm biến siêu âm là thiết bị điện tử hoạt động dựa trên nguyên lý của sóng siêu âm. Chức năng dùng để đo đạc, phát hiện vật thể, đo khoảng cách, xác định mức chất lỏng – chất rắn….. 

2. Nguyên lý hoạt động của Ultrasonic Sensor

Ở phần đầu, chúng ta đã tìm hiểu và biết siêu âm là gì. Trong phần này, chúng ta cùng nhau tìm hiểu nguyên lý hoạt động của sóng siêu âm nói chung và cảm biến siêu âm nói riêng.

Sensor siêu âm hoạt động với nguyên lý vô cùng đơn giản. Nguyên lý hoạt động dựa trên sự truyền và nhận sóng siêu âm. Khi được cấp nguồn, thiết bị sẽ phát sóng siêu âm với chu kỳ nhất định ra không gian. Khi gặp vật cản, sóng siêu âm sẽ phản xạ trở lại ngược về phía thiết bị. Cảm biến sẽ thu lại sóng phản xạ và tính thời gian từ lúc phát đi và nhận lại là bao lâu. Từ đó tính ra được khoảng cách tới vât cản là bao nhiêu milimet.

Như hình trên, chúng ta có thể hình dung được nguyên lý hoạt động của ultrasonic sensor một cách chính xác nhất. Trên thực tế, dựa vào nguyên lý hoạt động này mà nó được ứng dụng để đo chất lỏng, chất rắn, phát hiện vật cản….

3. Ứng dụng của cảm biến siêu âm đo khoảng cách trong công nghiệp

Với ưu điểm là độ chính xác cao, dễ sử dụng, giá thành thấp. Sensor siêu âm được sử dụng rất nhiều trong công nghiệp tự động hóa hiện nay. Có hai nhóm ứng dụng chính là sử dụng đo liên tục và đo ON/OFF. Mỗi phương pháp đo đạc có ưu điểm riêng nên tùy vào mục đích sử dụng mà chúng ta chọn phương pháp phù hợp. Cảm biến báo mức bể chứa nước.

• Sử dụng để đo liên tục

Ứng dụng sử dụng nhiều đến cam bien sieu am loại này là đo mức chất lỏng, chất rắn trong tank chứa, bể chứa. Ngõ ra của cảm biến là tín hiệu liên tục 4-20mA hoặc 0-10V. Tín hiệu này thường sử dụng đưa về PLC để đóng ngắt máy bơm hoặc điều khiển biến tần. Độ chính xác của cảm biến siêu âm đo liên tục phụ thuộc vào vị trí lắp đặt. Do đó, chúng ta cần biết rõ khoảng cách đo, các thông số kỹ thuật cơ bản để đảm bảo độ chính xác nhất.

• Sử dụng để đo ON/OFF

Một ứng dụng khác của sensor siêu âm là đo ON/OFF hay còn được dùng để phát hiện sản phẩm lỗi. Việc cảnh báo dây chuyền sản xuất hay hệ thống có nguy cơ bị sự cố là rất quan trọng. Nó có thể giảm thiểu thiệt hại cho nhà máy của bạn. Tất cả ngõ ra của cảm biến siêu âm loại này là dạng PNP hoặc NPN. Chúng ta sử dụng để đóng ngắt relay hoặc thiết bị mong muốn.

4. Hướng dẫn chọn ultrasonic sensor chính xác nhất

Để chọn được một thiết bị nhất là cảm biến thì chúng ta cần hiểu rõ về nguyên lý hoạt động, cách sử dụng của cảm biến như thế nào. Đối với cảm biến siêu âm cũng không ngoại lệ. Ở phần này, tôi sẽ giới thiệu đến các bạn cách chọn cho mình một con cảm biến chính xác nhất.

Một vài lưu ý khi chọn cảm biến cho nhà máy như sau:

• Cần đo chất lỏng hay chất rắn
• Muốn đo liên tục ngõ ra 4-20mA/0-10V hay đo ON/OFF
• Vật liệu cần đo là gì ?
• Khoảng cách cần đo là bao nhiêu milimet ?
• Cảm biến có bộ hiển thị tại chỗ hay không ?
• Cần kết nối dạng ren hay mặt bích ? Nếu là ren thì ren bao nhiêu ?
• Sai số cho phép là bao nhiêu ?
• Nguồn cung cấp cho cảm biến 
• Nhiệt độ, áp suất của môi trường làm việc của cảm biến 

Công ty chúng tôi chuyên cung cấp các loại cảm biến đo mức chất lỏng, chất rắn trong công nghiệp. Các thiết bị mà chúng tôi cung cấp có xuất xứ châu Âu nên hoạt động ổn định và độ chính xác cao. Trong đó sensor siêu âm đo mức là một trong những sản phẩm bán chạy nhất của chúng tôi năm 2020.

Tóm lại, với những chia sẻ trên hy vọng sẽ cung cấp đến các bạn thông tin đầy đủ nhất về sóng siêu âm và ứng dụng của nó. Nếu có thắc mắc cần giải đáp hoặc cần mua cảm biến đo mức chất lỏng, chất rắn giá rẻ, các bạn có thể liên hệ:

Hotline: 0868 31 39 86 (Mr. Dương)

Website: thietbigiare.net

Bài viết hay khác:

Bộ biến dòng là gì ?

Psi là gì ?