Cảm biến hành trình XiLanh

Công tắc hành trình là thiết bị hay đi kèm trong các hệ thống có xilanh. Đây là dạng công tắc dùng để xác định hành trình di chuyển của xilanh. Và tín hiệu của các loại công tắc hành trình này sẽ ở dạng ON-OF. Dẫu vậy, với giải pháp dùng công tắc này thì nhược điểm của nó bạn không rõ được hành trình đang di chuyển của xilanh là bao nhiêu milimet. Thế nên, cảm biến hành trình xilanh thủy lực ra 4-20mA sẽ giúp bạn biết rõ hành trình đã và đang di chuyển là bao nhiêu. Trong bài viết dưới đây, cùng mình tìm hiểu thêm về loại cảm biến hành trình tuyến tính. Được sử dụng phổ biến cho việc đo chiều dài chính xác đến hàng milimet.

Cảm biến hành trình Xilanh là gì?

Cảm biến hành trình Xilanh nó có giống với công tắc hành trình cho Xilanh?

Thay vì xác định hai điểm đầu và cuối của xilanh như công tắc hành trình Xilanh. Đối với cảm biến hành trình xilanh thì nó sẽ giúp bạn xác định rõ việc chuyển động/hành trình từ điểm đầu đến điểm cuối.

Đây chính là điểm khác biệt rõ nhất giữa cảm biến hành trình Xilanh và công tắc hành trình. Đối với một số hệ thống nhà máy sản xuất, họ sẽ dùng công tắc hành trình đơn giản. Để phục vụ cho việc điều khiển thiết bị thông qua PLC.

Còn việc dùng cảm biến hành trình này, không chỉ dùng để xác định rõ hành trình di chuyển. Nó cũng có thể dùng để điều khiển thiết bị dựa vào tín hiệu 4-20mA.

Ví dụ, có một xilanh khí nén có hành tình di chuyển từ 0 đến 500mm. Bình thường, bạn sẽ dùng công tắc hành trình ở vị trí 0mm và 500mm. Tuy nhiên, nếu dùng loại cảm biến hành trình này. Nó sẽ đo hành trình di chuyển từ 0 đến 500mm. Và chuyển nó ra tín hiệu 4-20mA tương ứng.

Hiện nay, các bộ điều khiển PLC đều dùng để đọc tín hiệu 4-20mA. Do đó, thay vì giám sát hai điểm đầu cuối dựa vào đèn báo. Chúng ta có thể giám sát vị trí trên màn hình hoặc HMI để xác định rõ hành trình di chuyển.

Tóm lại, cảm biến đo chuyển động hành trình xilanh được dùng để đo chiều dài. Tín hiệu được truyền về cho các thiết bị đầu đọc từ 4-20mA hoặc 0-10V.

Cấu tạo cảm biến hành trình

Về loại cảm biến hành trình đo dịch chuyển của xilanh này có cấu tạo tương đồng với biến trở. Thế nên, cấu tạo của loại cảm biến này chỉ gói gọn lại 3 phần chính:

• Thanh trục di chuyển.
• Bộ phận cảm nhận di chuyển.
• Phần chuyển đổi tín hiệu biến trở ra 4-20mA.

Thanh trục di chuyển được mắc song song với bộ phận xilanh hay cơ cấu chuyển động nào đó. Nó sẽ di chuyển cùng phương cùng chiều với bộ phận đó. Như vậy mới có thể đo lường được tín hiệu tuyến tính tương ứng.

Còn bộ phận cảm biến nhận di chuyển này nó có cơ cấu như biến trở. Mỗi khi thanh trục di chuyển, sẽ làm giá trị biến trở thay đổi tương ứng. Như là từ 0 Ohm đến 100k Ohms.

Đến bộ phận chuyển đổi, dùng để chuyển đổi tín hiệu tương ứng ra 4-20mA. Tuy nhiên, phần dây tín hiệu được thiết kế dưới dạng dây M12 – 4 Pins hoặc 5 pins. Dùng để kết nối trực tiếp đến bộ chuyển đổi tín hiệu đi kèm.

Kích thước cảm biến hành trình Xilanh

Loại cảm biến hành trình xilanh được thiết kế có nhiều biên dạng khác nhau. Do đó, loại này được dùng để đo hành trình với nhiều độ dài khác nhau như: Cảm biến hành trình xilanh từ 0-50mm, 0-75mm…0-200mm….0-300mm…0-500mm…0-900mm.

Mặt khác, thì cấu tạo về hình dang bến ngoài của cảm biến. Nó khá là tương đồng với xilanh thủy lực. Với hình dáng là dạng hình hộp chữ nhật và bộ phận dây dẫy được thiết kế ở phần đuôi.

Thông số kỹ thuật

• Nguồn cấp: 24V.
• Output: 4-20mA, 0-10V
• Phạm vi đo hành trình (chiều dài): 50/75/100…/300/…/650/…/900
• Lực tác dụng để dịch đo hành trình (tối thiểu): 3.5 (N), 15 (N)
• Cấp bảo vệ: IP60/IP65/IP67
• Nhiệt độ hoạt động: -30…+100 độ C
• Dây kết nối: 4 pins hoặc 5 pins

Ưu và nhược điểm của cảm biến

Về ưu điểm       

Dùng để đo hành trình có phạm vi từ 0 đến 900 mm.

Tín hiệu ngõ ra 4-20mA hoặc 0-10V.

Dễ dàng lắp đặt

Độ chính xác cao, lên đến 0,05%

Về nhược điểm

Giá thành tương đối cao. Phù hợp lắp ở những vị trí tương đối cần thiết.

Ứng dụng cảm biến hành trình Xilanh

Cảm biến hành trình xilanh, là thiết bị chỉ sử dụng với mục đích đo hành trình di chuyển. Mặc dù, cơ cấu của nó khá tương đồng với xilanh. Nhưng không vì thế nó cũng dùng tương tự như một xilanh điện.

Sẽ có nhiều bạn chưa rành về loại cảm biến này, nên rất dễ hiểu lầm do bề ngoài của chúng. Dưới đây là 3 ứng dụng phổ biến mà cảm biến hành trình này có thể dùng được. Đồng thời, đây cũng là 3 mảng lĩnh vực mà cảm biến cũng hay được sử dụng.

Dùng đo hành trình hệ thống nâng đỡ

Hệ thống nâng đỡ, thường là các bộ phận dùng để nâng hạ vật dựa trên chiều dài hay vị trí để nâng vật. Về cơ bản, các cơ cấu nâng hạ này thường được dùng 2 loại động cơ sau:

• Xilanh thủy lực.
• Động cơ trục xích.

Dạng xilanh thủy lực này, thường được dùng nhiều ở các xe nâng. Gọi là xe nâng hạ – Forklift, chủ yếu sẽ dùng phần xilanh thủy lực để nâng hạ. Sau đó là dạng động cơ trục xích.

Thường hay dùng để nâng các vật tương đối nặng, có thể hơn 1 tấn vật liệu.  Vậy thì, quá trình nâng hạ như vậy có ý nghĩa như nào khi cần dùng thêm loại cảm biến hành trình xilanh này?

Trên thực tế, việc xác định rõ được chiều dài hành trình cho những bộ phận như vậy. Sẽ dễ dàng ước lượng hơn chiều cao để nâng hạ vật. Không chỉ vậy, việc sử dụng cảm biến còn giúp chúng ta cảnh báo hành trình khi di chuyển quá giới hạn cho phép.

Dùng đo hành trình cho máy dập, ép

Các loại máy dập, máy ép cũng có chung một cơ cấu tương tự với hệ thống trên. Tuy nhiên, ứng dụng việc sử dụng cho các loại náy mày thì khác. Loại máy này dùng để tạo khuôn vật liệu bằng kim loại. Hoặc cắt vật liệu theo những mẫu có sẵn.

Thông thường, chúng ta sẽ được nhìn thấy hay biết nhiều với các loại máy. Mà nó cơ cơ cấu dập, ép theo chu kỳ. Tức là dựa vào chuyển động của bộ phận bánh cam. Với lại máy có nguyên lý trên, thì cảm biến hành trình này sẽ không phù hợp để sử dụng.

Tuy nhiên, các loại máy dập, ép có hành trình dài. Và lực tác động rất là lớn, do đó thường có hành trình di chuyển ngắn. Vì vậy, để cho các loại máy này để rõ thêm hành trình di chuyển của nó đang là bao nhiêu. Chúng ta có thể lắp cảm biến song song với bộ phận chuyển động.

Như vậy, cảm biến sẽ xác định rõ được bộ phận dập hay ép đã và đang di chuyển được bao nhiêu.  Và, những hành trình di chuyển của các máy này thường rất là nhỏ. Do đó cảm biến hành trình xilanh hay được dùng cho ứng dụng này.

Dùng để đo lường sự rung động hoặc chuyển động

Chính xác hơn là cảm biến chuyển vị. Nếu việc sử dụng dùng để đo sự rung động, dịch chuyển hay chuyển động. Chúng sẽ có một cái tên khác đó là chuyển vị. Chuyển tức là di chuyển, chuyển động. Còn vị là vị trí.

Hầu hết, đặc điểm cho các loại cảm biến này đó là phạm vi khoảng cách rất là nhỏ. Thông thường là từ 10 đến 150mm là nhỏ nhất. Vì yêu cầu việc đo lường cho các môi trường như vậy thường cần những giải đo nhỏ.

Nếu như dùng giải đo lơn hơn ví như 50-500mm. Thì cũng sẽ không ảnh hưởng gì nhiều, chúng ta buộc phải chỉnh lại tín hiệu. Sao cho tương ứng với chiều dài hành trình. Như là 4-20mA sang 0-150mm. Quá trình này, buộc cần thêm bộ chuyển đổi tín hiệu dùng để Calib lại tín hiệu tương ứng.

Vậy, tóm lại việc sử dụng cảm biến chuyện vị này còn chưa được phổ biến. Dẫn đến, ứng dụng của loại cảm biến này còn đang được ít người biết đến.

Mua cảm biến hành trình xilanh thủy lực ra 4-20mA ở đâu?

Đối với loại cảm biến hành trình Xilanh thủy lực ra 4-20mA được công ty chúng mình chuyên cung cấp. Không chỉ về mỗi loại cảm biến hành trình, còn có các loại cảm biến khác.

Điển hình như là cảm biến nhiệt độ, cảm biến siêu âm, cảm biến radar, cảm biến áp suất…Bên mình không những cung cấp thiết bị, mà còn tư vấn thêm những giải pháp lắp đặt. Sao cho, giá thành và phương án lắp đặt phù hợp nhất có thể.

Để biết thêm về loại sản phẩm này, các bạn liên hệ thông tin bên dưới. Mình sẽ tư vấn thêm về thiết bị cũng như phải giáp cho các bạn nào cần.

Cảm ơn các bạn đọc bài của mình!

Kỹ sư cơ điện – tử

Nguyễn Thành Đạt