Cảm biến quang chữ U là một loại cảm biến quang điện đặc biệt với thiết kế hình chữ U, trong đó bộ phát và bộ thu được đặt đối diện nhau trong cùng một vỏ. Nhờ cấu trúc này, cảm biến dễ dàng phát hiện vật thể khi chúng đi qua khe hở giữa hai nhánh chữ U. Đây là lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng cần độ chính xác cao trong không gian nhỏ hẹp. Để tìm hiểu chi tiết về loại cảm biến này, cùng các model cụ thể và hướng dẫn lựa chọn, địa chỉ mua uy tín, đừng bỏ qua bài viết sau bạn nhé.

1. Cảm biến quang chữ U là gì? Nguyên lý hoạt động

Được ứng dụng rộng rãi trong tự động hoá, cảm biến quang điện chữ U hay cảm biến quang dạng khe hoặc cảm biến quang khe U là một loại cảm biến bao gồm hai phần bộ phát và bộ thu tương ứng với 2 thanh của chữ U. Trong đó bộ phát phát ra một chùm ánh sáng về phía bộ thu.

Về nguyên lý hoạt động của cảm biến, khi một vật thể đi qua khoảng trống của chữ U, chùm sáng bị cản trở và cảm biến sẽ có sự thay đổi cường độ ánh sáng, từ đó báo hiệu sự hiện diện của vật thể. 

Với nguyên lý này, cảm biến quang chữ U được ứng dụng phổ biến, đặc biệt như trong công nghiệp để phát hiện vật thể trên băng tải, để đếm các mặt hàng trong dây chuyền sản xuất hay theo dõi vị trí của vật thể trong nhiều trường hợp khác.

2. Cấu tạo của cảm biến quang chữ U

Vậy lợi thế của cảm biến quang điện chữ U là gì?

Trước hết, cảm biến quang điện chữ U không tiếp xúc trực tiếp với vật thể, lợi thế này giúp tránh hao mòn cơ học (do không có bộ phận chuyển động chạm vào vật thể) và phù hợp với các vật thể dễ vỡ hoặc nhạy cảm.

Vì không cần tiếp xúc, cảm biến phản ứng rất nhanh – chỉ cần vật thể cắt ngang tia sáng, tín hiệu sẽ được ghi nhận ngay lập tức.

Cảm biến cũng ít bị ảnh hưởng bởi hình dạng, chất liệu hay kích thước của vật thể (miễn là vật thể chặn được ánh sáng)

Trong các dây chuyền sản xuất công nghiệp, chẳng hạn như đóng gói, lắp ráp hoặc kiểm tra chất lượng, việc phát hiện chính xác vị trí, sự hiện diện hay chuyển động của vật thể (như hộp, linh kiện, chai lọ) là rất quan trọng. Cảm biến hình chữ U đáp ứng tốt nhu cầu này nhờ tốc độ phản hồi nhanh và khả năng phát hiện liên tục mà không làm gián đoạn quy trình.

Nhờ khả năng phát hiện nhanh và chính xác, cảm biến này giúp các máy móc tự động hoạt động trơn tru hơn, giảm thiểu sai sót do con người gây ra.

Ví dụ: Trong một dây chuyền đóng gói, cảm biến có thể phát hiện khi nào một sản phẩm đi qua để kích hoạt máy đóng gói hoặc dán nhãn mà không cần nhân công can thiệp. Điều này tăng hiệu suất và thúc đẩy tự động hóa.

Ngoài những ưu điểm trên, cảm biến quang chữ U cũng có một số nhược điểm như khoảng cách phát hiện bị giới hạn bởi kích thước khe chữ U, chỉ phát hiện được vật thể đi qua khe chữ U hay dễ bị ảnh hưởng bởi bụi bẩn, môi trường ẩm ướt nếu không được bảo vệ đúng cách.

3. Ứng dụng thực tế của cảm biến quang chữ U

3.1 Ứng dụng trong công nghiệp

Cảm biến quang điện chữ U được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp nhờ độ chính xác và thiết kế nhỏ gọn:

• Đếm sản phẩm trên băng tải: Phát hiện và đếm các sản phẩm nhỏ như linh kiện điện tử, viên thuốc, hoặc nắp chai.
• Phát hiện vật thể nhỏ, linh kiện điện tử: Trong sản xuất bảng mạch in (PCB), cảm biến chữ U giúp kiểm tra vị trí hoặc sự hiện diện của các linh kiện siêu nhỏ.
• Kiểm tra sự hiện diện của nhãn trên sản phẩm: Trong ngành thực phẩm và dược phẩm, cảm biến này xác định nhãn dán trên chai lọ có được gắn đúng hay không.
• Đếm số vòng quay của động cơ: Kết hợp với encoder, cảm biến chữ U đo tốc độ quay của trục động cơ.
• Ứng dụng trong máy in, máy photocopy: Phát hiện giấy đi qua khe để điều khiển quá trình in ấn.

3.2 Ứng dụng trong tự động hóa

Trong các hệ thống tự động hóa, cảm biến quang chữ U đóng vai trò quan trọng:

• Kiểm soát vị trí của robot: Dùng trong hệ thống gắp nhả để xác định chính xác vị trí linh kiện trước khi robot thao tác.
• Phát hiện vật cản trong hệ thống: Ứng dụng trong cửa tự động hoặc cổng tự động để nhận biết người hoặc vật đi qua.

3.3 Các ứng dụng khác

Ngoài công nghiệp và tự động hóa, cảm biến quang điện chữ U còn xuất hiện trong:

• Máy bán hàng tự động: Phát hiện đồng xu hoặc sản phẩm rơi qua khe.
• Thiết bị y tế: Đếm số lượng viên thuốc hoặc kiểm tra sự hiện diện của ống tiêm trong dây chuyền sản xuất.

Case study: Ứng dụng cảm biến quang chữ U trong hệ thống đếm sản phẩm tốc độ cao trong ngành dược phẩm

Bài toán: Một nhà máy sản xuất dược phẩm cần một hệ thống đếm sản phẩm (viên nang, viên nén) tốc độ cao và chính xác trên dây chuyền đóng gói. Yêu cầu đặt ra là hệ thống phải đếm được số lượng viên thuốc với tốc độ lên đến 1000 viên/phút và đảm bảo độ chính xác gần như tuyệt đối để tránh sai sót trong quá trình đóng gói và phân phối. Các phương pháp đếm truyền thống (ví dụ: đếm thủ công, sử dụng cân) không đáp ứng được yêu cầu về tốc độ và độ chính xác.

Giải pháp:

• Sử dụng cảm biến quang điện chữ U Autonics (ví dụ: dòng BUP) với tần số đáp ứng cao (ví dụ: 1kHz) để phát hiện từng viên thuốc khi chúng di chuyển qua khe chữ U trên băng tải.
• Lắp đặt cảm biến sao cho khe chữ U nằm ngang và viên thuốc đi qua khe một cách liên tục.
• Kết nối cảm biến với một bộ điều khiển PLC (Programmable Logic Controller) để xử lý tín hiệu và đếm số lượng viên thuốc.
• Sử dụng phần mềm SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) để hiển thị số lượng viên thuốc đã đếm được và giám sát hoạt động của hệ thống.

Ưu điểm của giải pháp sử dụng cảm biến quang chữ U:

• Độ chính xác cao: Cảm biến quang điện chữ U đảm bảo độ chính xác cao vì nó chỉ đếm các vật thể thực sự đi qua khe chữ U, loại bỏ sai sót do nhiễu hoặc rung động.
• Tốc độ đếm nhanh: Tần số đáp ứng cao của cảm biến cho phép đếm được số lượng lớn viên thuốc trong thời gian ngắn.
• Dễ dàng tích hợp: Cảm biến có thể dễ dàng tích hợp vào hệ thống tự động hóa hiện có của nhà máy.
• Chi phí hợp lý: So với các giải pháp đếm phức tạp khác, cảm biến quang điện chữ U có chi phí đầu tư và vận hành thấp hơn.

Kết quả đạt được:

• Hệ thống đếm sản phẩm có thể đếm được số lượng viên thuốc với tốc độ lên đến 1000 viên/phút với độ chính xác đạt 99.99%.
• Giảm thiểu sai sót trong quá trình đóng gói và phân phối thuốc, đảm bảo chất lượng sản phẩm.
• Tăng năng suất và hiệu quả hoạt động của dây chuyền đóng gói.
• Tiết kiệm chi phí nhân công và thời gian.

4. Hướng dẫn lựa chọn cảm biến quang chữ U phù hợp

4.1 Các yếu tố cần xem xét

Khi chọn cảm biến quang chữ U, cần cân nhắc các yếu tố sau:

• Khoảng cách phát hiện (khe chữ U): Chọn kích thước khe (5 mm, 10 mm, 30 mm, v.v.) phù hợp với vật thể cần phát hiện.
• Điện áp (VDC, VAC): Đảm bảo tương thích với nguồn điện của hệ thống (thường 12-24 VDC hoặc 24-240 VAC).
• Loại ngõ ra (NPN, PNP, relay): Chọn NPN hoặc PNP nếu kết nối với PLC, hoặc relay nếu cần điều khiển trực tiếp thiết bị.
• Tần số đáp ứng (Hz): Đối với ứng dụng tốc độ cao (như đếm sản phẩm nhanh), chọn loại có tần số đáp ứng từ 1 kHz trở lên.
• Kích thước (mm): Đảm bảo kích thước cảm biến phù hợp với không gian lắp đặt.
• Môi trường làm việc: Chọn loại có cấp bảo vệ IP65 hoặc cao hơn nếu làm việc trong môi trường bụi bẩn hoặc ẩm ướt.

4.2 Giới thiệu các thương hiệu cảm biến quang chữ U phổ biến

Cảm biến chữ U Autonics

Autonics nổi bật với giá cả cạnh tranh và dễ sử dụng, là lựa chọn phổ biến cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ. Thương hiệu này cung cấp các giải pháp đơn giản nhưng hiệu quả trong tự động hóa công nghiệp. Các model nổi bật gồm:

• Autonics BM Series: Thiết kế nhỏ gọn, giá thành hợp lý, phù hợp với dây chuyền sản xuất cơ bản.
• Autonics BPS Series: Chống nước tốt, dễ cài đặt, thích hợp cho môi trường ẩm ướt.

Cảm biến chữ U Omron

Omron là một trong những thương hiệu hàng đầu về cảm biến quang chữ U, nổi tiếng với độ bền cao và độ tin cậy vượt trội. Các sản phẩm của Omron thường được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp nhờ khả năng hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt. Một số model phổ biến bao gồm:

• Omron E3Z: Dòng cảm biến nhỏ gọn, đáp ứng nhanh, phù hợp với các ứng dụng tự động hóa.
• Omron E3JM: Được thiết kế cho khoảng cách phát hiện lớn, dễ lắp đặt và bảo trì.

Siemens

Siemens được biết đến với công nghệ tiên tiến và khả năng tích hợp hệ thống mạnh mẽ, phù hợp với các ứng dụng công nghiệp phức tạp. Các cảm biến chữ U của Siemens thường được sử dụng trong các hệ thống tự động hóa thông minh. Một số model phổ biến:

• Siemens SIMATIC PXU: Độ chính xác cao, tích hợp dễ dàng với PLC Siemens.
• Siemens 3RG Series: Đa dạng khoảng cách phát hiện, tối ưu cho sản xuất hiện đại.

Schneider

Schneider nổi bật với tính linh hoạt và khả năng mở rộng, cho phép tích hợp vào nhiều hệ thống khác nhau, từ đơn giản đến phức tạp. Đây là lựa chọn lý tưởng cho các nhà máy muốn nâng cấp dây chuyền. Các model phổ biến:

• Schneider XUY Series: Dễ dàng tùy chỉnh, phù hợp với nhiều ứng dụng công nghiệp.
• Schneider OsiSense XU: Độ nhạy cao, hỗ trợ mở rộng hệ thống tự động hóa.

Danfoss

Danfoss mang đến các cảm biến chữ U với chất lượng cao và hoạt động ổn định, đặc biệt phù hợp trong các ngành công nghiệp nặng như thực phẩm, đồ uống và hóa chất. Các sản phẩm cảm biến quang chữ U của Danfoss thường có độ bền lâu dài. Model tiêu biểu:

• Danfoss MBS Series: Đáp ứng tốt trong điều kiện áp suất và nhiệt độ cao.
• Danfoss OPT Series: Thiết kế chắc chắn, hiệu suất ổn định trong thời gian dài.

YingB và Lanbao

• YingB: Thương hiệu này ít được biết đến hơn trên thị trường quốc tế, nhưng nếu có ưu điểm nổi bật thì thường là giá thành thấp và hiệu quả cơ bản, phù hợp cho các ứng dụng không đòi hỏi kỹ thuật quá cao.
• Lanbao: Được đánh giá cao trong phân khúc giá rẻ, Lanbao có thiết kế đơn giản và độ bền tương đối tốt, thường thấy trong các ngành công nghiệp nhẹ. Model tiêu biểu của Lanbao có thể kể đến LR-U Series, với khả năng phát hiện ổn định ở khoảng cách ngắn.

4.3 Bảng so sánh các thương hiệu cảm biến quang chữ U nổi tiếng

5. Mua cảm biến quang chữ U chính hãng ở đâu?

Với nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực tự động hóa, DACO đã khẳng định được vị thế là nhà cung cấp hàng đầu các thiết bị và giải pháp tự động hóa tại Việt Nam. Chúng tôi cam kết cung cấp sản phẩm chính hãng, chất lượng cao, đáp ứng mọi yêu cầu khắt khe của khách hàng.

Đối tác chiến lược của các thương hiệu hàng đầu: DACO là nhà phân phối chính thức của các thương hiệu cảm biến quang chữ U nổi tiếng như Autonics, Omron, Siemens, Danfoss, Schneider, YingB, Lanbao. Chúng tôi cam kết cung cấp sản phẩm chính hãng, có đầy đủ giấy tờ chứng nhận nguồn gốc và chất lượng.

DACO cam kết cung cấp sản phẩm với mức giá cạnh tranh nhất trên thị trường, đi kèm với các chương trình chiết khấu hấp dẫn dành cho khách hàng thân thiết và các dự án lớn.

Chính sách bảo hành rõ ràng, hỗ trợ đổi trả linh hoạt: DACO áp dụng chính sách bảo hành chính hãng theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất, đảm bảo quyền lợi của khách hàng trong trường hợp sản phẩm gặp lỗi kỹ thuật. Chúng tôi cũng hỗ trợ đổi trả sản phẩm linh hoạt trong các trường hợp cụ thể.

Để được tư vấn chi tiết về các loại cảm biến quang chữ U và nhận báo giá tốt nhất, quý khách hàng vui lòng liên hệ với theo hotline: 0904.675.995.