Các loại cảm biến và ứng dụng trong các ngành công nghiệp
Trong thời đại công nghiệp 4.0, nơi mà dữ liệu và công nghệ tự động hóa trở thành nền tảng cho mọi hoạt động sản xuất – kinh doanh, thì cảm biến (sensor) được ví như “giác quan” của các hệ thống máy móc và thiết bị. Hiện nay, có rất nhiều loại cảm biến được nghiên cứu và phát triển với các tính năng chuyên biệt, phù hợp với từng lĩnh vực ứng dụng cụ thể. Việc hiểu rõ đặc điểm, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của từng loại cảm biến sẽ giúp các doanh nghiệp và kỹ sư lựa chọn giải pháp tối ưu cho hệ thống sản xuất và vận hành của mình.
1. Cảm biến nhiệt độ (Temperature Sensor)
Cảm biến nhiệt độ là loại cảm
biến phổ biến nhất, có nhiệm vụ đo và giám sát nhiệt độ môi trường, thiết bị hoặc
chất lỏng trong quá trình sản xuất. Các dạng cảm biến nhiệt thông dụng bao gồm:
thermocouple (cặp nhiệt điện), RTD (điện trở nhiệt), thermistor, và cảm biến hồng
ngoại không tiếp xúc.
Ứng dụng:
- Trong ngành thực phẩm và dược phẩm, cảm biến
nhiệt được sử dụng để kiểm soát nhiệt độ bảo quản và chế biến nhằm đảm bảo
chất lượng và an toàn sản phẩm.
- Trong công nghiệp luyện kim, sản xuất nhựa,
dầu khí, cảm biến giúp theo dõi nhiệt độ lò nung, hệ thống làm mát, và phản
ứng hóa học.
- Trong lĩnh vực HVAC và tòa nhà thông minh,
cảm biến nhiệt độ đóng vai trò quan trọng trong việc tự động điều chỉnh điều
hòa không khí.
2. Cảm biến áp suất (Pressure Sensor)
Cảm biến áp suất được sử dụng
để đo áp lực của chất lỏng hoặc khí trong hệ thống. Loại cảm biến này thường có
cấu tạo chuyển đổi áp suất cơ học thành tín hiệu điện.
Ứng dụng:
- Trong ngành dầu khí và hóa chất, cảm biến
áp suất giúp theo dõi an toàn hệ thống đường ống, bồn chứa.
- Trong ngành ô tô, cảm biến áp suất được
tích hợp trong hệ thống phanh, túi khí, và cảm biến lốp (TPMS).
- Trong các nhà máy sản xuất, chúng hỗ trợ
kiểm tra áp suất máy nén khí, máy bơm hoặc hệ thống thủy lực.
3. Cảm biến tiệm cận (Proximity Sensor)
Đây là loại cảm biến dùng để
phát hiện vật thể khi chúng tiến gần trong phạm vi xác định mà không cần tiếp
xúc vật lý. Có nhiều loại cảm biến tiệm cận như: cảm biến từ, cảm biến quang học,
cảm biến siêu âm.
Ứng dụng:
- Trong ngành sản xuất tự động, cảm biến tiệm
cận giúp phát hiện vị trí của linh kiện, sản phẩm trên dây chuyền.
- Trong robot công nghiệp, cảm biến này hỗ
trợ robot xác định không gian và tránh va chạm.
- Trong công nghiệp đóng gói, cảm biến được
dùng để đếm sản phẩm, kiểm soát vị trí bao bì.
4. Cảm biến độ ẩm (Humidity Sensor)
Cảm biến độ ẩm đo lường độ ẩm
tương đối trong không khí hoặc trong một môi trường nhất định. Chúng được sử dụng
rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm, nông nghiệp, điện tử và y tế.
Ứng dụng:
- Trong nhà kính và hệ thống tưới tiêu thông
minh, cảm biến giúp kiểm soát độ ẩm đất, không khí để tối ưu điều kiện
phát triển cây trồng.
- Trong kho lưu trữ thực phẩm, cảm biến đảm
bảo môi trường khô ráo, tránh nấm mốc và hư hỏng.
- Trong ngành điện tử, độ ẩm được kiểm soát
nghiêm ngặt để bảo vệ thiết bị khỏi hiện tượng ngưng tụ và ăn mòn.
5. Cảm biến lực và tải trọng (Load Cell & Force Sensor)
Loại cảm biến này chuyển đổi lực
hoặc tải trọng tác dụng lên nó thành tín hiệu điện. Nó thường được sử dụng
trong các hệ thống cân điện tử, đo lực kéo, lực nén.
Ứng dụng:
- Trong ngành đóng gói và vận chuyển, cảm biến
lực giúp cân đo khối lượng chính xác sản phẩm.
- Trong dây chuyền sản xuất, nó kiểm soát lực
tác động trong các công đoạn ép, dập, đóng nắp…
- Trong máy móc công nghiệp, cảm biến giúp
phát hiện lực quá tải để tránh hư hại thiết bị.
6. Cảm biến quang học (Optical Sensor)
Cảm biến quang hoạt động dựa
trên nguyên lý phản xạ hoặc hấp thụ ánh sáng từ vật thể, dùng để phát hiện vật
thể, đo khoảng cách hoặc tốc độ.
Ứng dụng:
- Trong sản xuất vi mạch, dệt may, bao bì… cảm
biến quang phát hiện vị trí, sai lệch, và màu sắc vật thể.
- Trong lĩnh vực an ninh, cảm biến quang
dùng để kích hoạt cảnh báo khi có người di chuyển qua vùng kiểm soát.
- Trong công nghệ xe tự lái, cảm biến quang
là một phần của hệ thống nhận diện vật thể và dẫn hướng.
7. Cảm biến dòng chảy (Flow Sensor)
Dùng để đo tốc độ và lưu lượng
dòng chảy của chất lỏng hoặc khí trong ống dẫn. Có các loại như cảm biến dòng
chảy dạng điện từ, siêu âm, và cánh quạt.
Ứng dụng:
- Trong hệ thống xử lý nước thải và cấp nước
sạch, cảm biến giúp kiểm soát lưu lượng để tiết kiệm tài nguyên và đảm bảo
an toàn.
- Trong ngành sản xuất thực phẩm, dược phẩm,
cảm biến giúp kiểm soát dòng nguyên liệu lỏng như sữa, nước, hóa chất.
- Trong công nghiệp năng lượng, nó giúp theo
dõi dòng nhiên liệu, hơi nước trong tua-bin và lò hơi.
>>> RPA là gì? Ứng dụng của RPA trong tự động hóa doanh nghiệp
8. Cảm biến rung (Vibration Sensor)
Cảm biến rung được dùng để
phát hiện rung động bất thường từ máy móc hoặc thiết bị, từ đó cảnh báo tình trạng
hỏng hóc hoặc cần bảo trì.
Ứng dụng:
- Trong nhà máy công nghiệp, cảm biến rung
giúp theo dõi tình trạng động cơ, trục quay, máy nén khí.
- Trong bảo trì dự đoán (predictive maintenance),
dữ liệu rung được dùng để phân tích tình trạng sức khỏe thiết bị.
- Trong các công trình xây dựng lớn, cảm biến
giúp theo dõi rung chấn và đảm bảo an toàn kết cấu.
Nhận xét
Đăng nhận xét