XT Mechanical Blog xin chào các bạn. Hôm nay chúng tôi sẽ giới thiệu bài viết số 2 trong “chuỗi bài viết cảm biến“: Cảm biến sợi quang (Fiber sensor).

Cảm biến sợi quang là một trong những dạng đặc biệt của cảm biến quang điện (Photoelectric sensors), phát hiện vật nhờ ánh sáng. Tuy nhiên điểm đặc biệt là cảm biến sợi quang có các sợi quang liên kết với nhau trong nguồn sáng của cảm biến, có thể lắp đặt và phát hiện vật ở nơi có không gian nhỏ hẹp.

Lưu ý: Bài viết dựa trên tài liệu tham khảo “Sensor Basic Text” của hãng KEYENCE, bạn đọc có thể dựa vào bài viết gốc này để lựa chọn chi tiết được loại cảm biến của hãng đang được bán trên thị trường hiện nay.

Mục lục:

2. Đặc tính

3. Phân loại theo ứng dụng

4. Thông số lựa chọn cảm biến

1. Nguyên lý hoạt động và các loại cảm biến chính

Sợi quang có cấu tạo gồm lõi trung tâm được bao bọc bởi lớp vỏ có hệ số khúc xạ thấp hơn (hình 2). Khi ánh sáng đi vào trong lõi, ánh sáng vừa lặp đi lặp lại phản xạ toàn phần tại bề mặt lớp vỏ bên trong vừa tiếp tục phát sáng. Ánh sáng đi ra từ bên trong sợi quang có thể phát hiện vật thể nằm trong dải rộng khoảng 60°.

Hình 1. Cấu tạo sợi quang

Ngoài ra, lõi sợi quang còn có hai loại chính sau đây:
Lõi bằng vật liệu nhựa:
Lõi làm bằng một hay nhiều sợi nhựa acrylic có đường kính khoảng 0,1 - 1 mm và được bọc bằng polyethylene. Vì đặc tính nhẹ, giá thành thấp và khó bị gãy nên thường được dùng làm chất liệu cho cảm biến sợi quang.
Lõi bằng thủy tinh:
Lõi làm bằng sợi thủy tinh 10 - 100 μm và được bao bọc bởi thép không gỉ, chịu được môi trường nhiệt độ cao (350°C).

Cũng như cảm biến quang điện, cảm biến sợi quang được chia thành 2 loại chính là loại phản xạ và loại truyền phát. Loại truyền phát được cấu tạo gồm 2 bộ thu sáng và phát sáng. Loại phản xạ nhìn bề ngoài như một bộ nhưng được phân thành 3 loại: song song -đồng trục - phân cắt như ở bảng dưới.

2. Đặc tính

3. Phân loại theo ứng dụng

Vì ở phần đầu của cảm biến không có mạch phát hiện yếu tố phát sáng và thu sáng nên nó không bị giới hạn về kích thước và hình dạng. Dưới đây là một ví dụ phân loại cảm biến sợi quang Sê-ri FU của hãng Keyence được bán trên thị trường hiện nay.

4. Thông số lựa chọn cảm biến

Bảng dưới đây giải thích ý nghĩa các thuật ngữ cần dùng khi lựa chọn cảm biến sợi quang.

Ở bài viết số 3 tiếp theo, chúng tôi sẽ giới thiệu một loại cảm biến quang điện đặc bệt khác đó là cảm biến Laser. So với các loại cảm biến quang điện thông thường và cảm biến sợi quang thì cảm biến Laser có gì khác biệt, các bạn hãy cùng chờ đón nội dung ở bài viết tiếp theo nhé. Xin chào và hẹn gặp lại!

Tác giả: Đinh Văn Hòa

Nguồn: https://www.keyence.co.jp/