Cảm Biến Laser Là Gì? Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động

Tia laser (laze) với rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp và đời sống. Trong đó phải kể tới cảm biến laser, một thiết bị được sử dụng khá rộng rãi ở ngành công nghiệp sản xuất, đặc biệt là lĩnh vực tự động hóa, giúp thực hiện công việc một cách đơn giản hơn, tiết kiệm chi phí và công sức của con người. Vậy cảm biến laser hoạt động mang lại hiệu quả ra sao? Có những loại cảm biến laser nào tốt? Hãy tham khảo bài viết dưới đây để hiểu rõ hơn nhé.

Cảm biến laser hoạt động và ứng dụng ra sao?

Cảm biến laser là gì?

Cảm biến laser là một thiết bị cảm biến sử dụng tia laser để đo lường các đại lượng vật lý như độ dài, lưu lượng, tốc độ… Được thiết kế bộ chuyển đổi quang điện bên trong, các tín hiệu quang thu được từ cảm biến sẽ được chuyển đổi thành tín hiệu điện và xử lý. Thông qua việc lọc, khuếch đại và chỉnh lưu, tín hiệu đầu ra sẽ được chuyển đổi thành các giá trị đo cho người dùng nhận biết.

Cấu tạo của cảm biến laser

Cảm biến laser bao gồm bộ phận vỏ thô, độc lập, một bộ hình ảnh tuyến tính, một bộ phát tia laser chính xác. Để điều chỉnh cảm biến, không cần lắp đặt thêm bất kỳ bộ điều khiển bên ngoài nào, cảm biến có thể hoạt động ở nhiều vị trí khác nhau. Việc thay đổi cấu hình cho các cảm biến này có thể được thực hiện thông qua các công cụ phần mềm khác nhau.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến laser

Nguyên lý hoạt động góc tam giác

Cảm biến có thể dùng nguyên lý tam giác quang học của máy ảnh tuyến tính CMOS để hoạt động. 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.

Các cảm biến laser loại này sẽ phù hợp cho những ứng dụng xác định khoảng cách ngắn (khoảng 1.5 – 60cm), sử dụng công nghệ CMOS cho độ chính xác cao.

Nguyên lý hoạt động thời gian bay

Các cảm biến laser ứng dụng trong các phép đo khoảng cách tầm xa (từ 1cm đến hơn 100m) sẽ 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 tia sáng chiếu đến mục tiêu, sau đó tia laser sẽ phản xạ ngược lại và đi vào diot thu của cảm biến.

Nguyên lý hoạt động thời gian bay của cảm biến laser

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

Có những loại cảm biến laser nào?

Cảm biến đo khoảng cách – Laser

Tia laser có những đặc điểm như tính đơn sắc, khả năng định hướng cao, công suất lớn. Do vậy việc ứng dụng cảm biến laser đo khoảng cách từ xa nhanh chóng, không cần tiếp xúc được xem là một trong những công dụng mạnh mẽ nhất của thiết bị này.

Cảm biến 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 trên nguyên lý thời gian bay (thời gian tia laze phát ra và phản hồi về cảm biến).

Cảm biến Laser dùng phát hiện vật cản

Cảm biến laser được sử dụng rộng rãi trong việc 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 đóng góp quan trọng trong các ngành tự động hóa như công nghệ di chuyển, lái, dừng, đỗ ô tô tự động, đóng vai trò như “mắt thần” của các robot thông minh… và nhiều ứng dụng khác.

Cảm biến phát hiện vật cản bằng laser có thể 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 giúp đo độ dày

Ngoài các ứng dụng phổ biến trên thì cảm biến laser còn được dùng để đo độ dày của các vật thể. Có hai phương pháp để đo độ dày vật thể bằng cảm biến laser là sử dụng cảm biến đơn hoặc cảm biến kép. Tuy nhiên, khả năng đo sẽ bị ảnh hưởng và giới hạn bởi độ dày hay chất liệu của vật cần đo.

Ngoài ra, cảm biến laser còn được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác như:

• Cảm biến dịch chuyển Laser
• Máy chiếu, màn chiếu sáng laser
• Cảm biến laser quang điện
• Cảm biến Laser định vị
• Cảm biến laser phát hiện cạnh

Các thương hiệu cảm biến laser chất lượng

Trước nhu cầu sử dụng ngày càng cao, hiện trên thị trường có rất nhiều thương hiệu phân phối cảm biến laser khác nhau đôi khi gây hoang mang cho người mua. Dưới đây Hunonic sẽ gợi ý một số tên thương hiệu uy tín và có chất lượng tốt trên thị trường để bạn có thể yên tâm tham khảo.

Keyence: Một thương hiệu đến từ Mỹ chuyên cung cấp các thiết bị đo lường. Cảm biến laser là một trong những sản phẩm nổi bật đến từ thương hiệu này. Với nhiều dòng cảm biến đo từ khoảng cách gần đến xa cho độ chính xác cao phù hợp trong nhiều ứng dụng khác nhau.

Cảm biến laser Keyence Inc IL-065

Omron: Thương hiệu nổi tiếng cung cấp các dòng cảm biến laser 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 như trong công nghiệp mà vẫn đảm bảo khả năng làm việc ổn định.

Cảm biến laser CMOS ZX2-LDA11 2M Omron

IMF: Thương hiệu uy tín lâu năm đến từ Đức chuyên cung cấp các giải pháp về đo lường và tự động hóa mạnh mẽ được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới. Các sản phẩm được người dùng đánh giá có độ bền cao. IFM cũng là một trong những thương hiệu rất đáng để bạn cân nhắc.

Một số lưu ý khi lựa chọn cảm biến laser

Chọn thương hiệu uy tín

Một trong những tiêu chí hàng đầu bạn nên quan tâm đó là thương hiệu của sản phẩm. Hãy chỉ nên mua những cảm biến laser từ những đơn vị uy tín trên thị trường để được đảm bảo về chất lượng cũng như độ bền.

Xác định mục đích sử dụng

Tiếp theo bạn nên xác định rõ mục đích sử dụng cảm biến laser vào công việc gì. Ví dụ nếu cần xác định những khoảng cách nhỏ thì bạn có thể lựa chọn những cảm biến sử dụng công nghệ CMOS.

Kiểm tra và bảo trì thường xuyên

Các thiết bị điện tử như cảm biến laser nên cần được kiểm tra thường xuyên để đảm bảo khả năng hoạt động chính xác và hiệu quả nhất.

Lời kết

Trên đây là những thông tin cần thiết khi tìm hiểu về cảm biến laser. Hy vọng qua bài viết này, bạn đọc sẽ tự tin và chọn mua được thiết bị cảm biến phù hợp nhất. Nếu còn bất kì thắc mắc nào, hãy liên hệ với chúng tôi, đội ngũ tư vấn viên của Hunonic luôn sẵn sàng hỗ trợ bạn!