Với sự tiến bộ của công nghiệp tự động hóa như hiện nay, cảm biến là một thiết bị khá phổ biến. Ở bài viết này, tôi sẽ giới thiếu với các bạn về một loại cảm biến radar. Vậy hãy cùng tôi tìm hiểu xem Cảm biến Rader Là Gì? Nguyên lý và ứng dụng ra sao nhé!
Bạn đang xem: Cảm biến Rader Là Gì? Đặc Điểm Và Nguyên Lý Hoạt Động Của Cảm biến Rader
Contents
Cảm biến radar là gì?
Trước tiên ta nên hiểu sơ lược về khái niệm của loại cảm biến này. Đây là một dòng cảm biến công nghiệp được dùng phổ biến trên thị trường hiện nay và được sản xuất bởi Hawk – USA. Là một trong những hãng sản xuất cảm biến, thiết bị đo mức hàng đầu của Châu Âu và được nhiều nhà máy, xí nghiệp của Việt Nam tin dùng. Với những tính năng ưu việt cũng như đo lường chính xác, đây là một trong những sự lựa chọn hàng đầu của các kỹ sư đang hoạt động trong các ngành công nghiệp.
Cùng với nhiều cách đo mức khác nhau như đo mức bằng điện dung, siêu âm, cánh xoay,… thì cảm biến đo mức bằng Radar cũng là một phương pháp đo khá phổ biến và hiệu quả. Tuy nhiên dòng này được ưu tiên được dùng vì nó có độ chính xác cao, không gặp sai số trong các môi trường có nhiều bụi. Ứng dụng chủ yếu của thiết bị này là dùng để đo lường mức xi măng, than, cát, đá,…Cảm biến thường được cấu tạo từ một bo mạch dùng để xử lý tín hiệu và một dây cáp có thể truyền được sóng radar để cảm nhận vật liệu.
Phạm vi sử dụng của cảm biến đo lường bằng radar ở đâu ?
Như ở trên mình đã có đề cập thì cảm biến báo mức radar thường dùng trong các khu công nghiệp, các xí nghiệp hay nhà máy chuyên về các lĩnh vực: nước, nước thải, bột, gạo, vật chất dạng hạt, hạt nhựa, xi măng, than, than đá,… với độ chính xác rất cao. Hoạt động của cảm biến dựa trên nguyên tắc sóng radar nên độ phản hồi của thiết bị rất cao, gần như là ngay lập tức vì như chúng ta biết, vận tốc của sóng radar ngang với vận tốc ánh sáng nên tốc độ đo của cảm biến radar là cực kỳ nhanh.
Bên cạnh đó thì dòng thiết bị này còn có thêm tính năng nổi bật đó là dùng khá tốt trong môi trường nhiều bụi mà không sợ bị sai số trong quá trình đo như nhà máy xay xát, nhà máy xi măng hay các nhà máy bột chẳng hạn. Đặc thù trong các nơi sản xuất này là có khá nhiều bụi, nên dùng loại cảm biến này là tối ưu nhất.
Nguyên lý cảm biến radar
Tiếp nối nội dung trên, chúng ta cùng nhau tìm hiểu thử nguyên lý hoạt động của một cảm biến radar trong thực tế nó là như thế nào nhé. Các bạn thử để ý xem nó giống với cách hoạt động của một loại cảm biến quen thuộc nào chúng ta hay sử dụng nhé!
Cảm biến radar là một dạng cảm biến dựa trên nguyên lý phát sóng ở tần số sóng micro wave. Chúng ứng dụng việc phát sóng đi và thu sóng phản xạ về để phát hiện ra đối tượng.
Theo đó, nguyên lý hoạt động của chúng như sau: Khi được lắp đặt và cấp nguồn. Cảm biến hoạt động, chúng liên tục phát ra những chùm vi sóng từ mặt cảm biến đi theo phương thẳng ra xa cảm biến. Cho đến khi chùm sóng chạm phải đối tượng. Ngay lập tức chùm sóng phản xạ về đầu cảm biến. Trên cảm biến sẽ có một bộ thu. Có nhiệm vụ thu sóng này sau đó chuyển thành tín hiệu gửi đến bộ xử lý phân tích, tính toán khoảng cách đến đối tượng. Tiếp theo tín hiệu được gửi đến hệ thống thu thập dữ liệu, điều khiển.
Nhưng tốc độ thu phát sóng của cảm biến radar nhanh hơn gấp nhiều lần. Từ đó, độ chính xác cũng được nâng cao, cải thiệt rất nhiều. Và có thể nói, cảm biến radar chính là cảm biến có khả năng đo đạc chính xác nhất trong thời điểm hiện tại. Nhất là ứng dụng trong ngành đo mức.
Các loại cảm biến radar
Cảm biến radar phổ biến với các loại cảm biến phát hiện vật cản, cảm biến đo tốc độ phương tiện, cảm biến đo mức radar,… Cụ thể hơn, chúng ta sẽ lướt qua từng loại xem chúng như thế nào nhé!
Cảm biến radar phát hiện vật cản
Chúng hoạt động tương tự như là một cảm biến tiệm cận vậy. Thật vậy, người người khi tiếp xúc cứ nhầm tưởng các cảm biến radar phát hiện vật cản này là cảm biến tiệm cận.
Chúng được dùng trên các băng tải, các dây chuyền tự động hoá. Nơi mà cảm biến tiệm cận, cảm biến quang không sử dụng được hoặc cho ra kết quả sai. Thường những môi trường này là noi xuất hiện nhiều khói bụi,…
Cảm biến radar đo tốc độ phương tiện
Cảm biến radar dùng trong đo tốc độ phương tiện thì quá quen thuộc với cánh tài xế rồi. Chúng thường được gọi là các súng bắn tốc độ đấy.
Chúng có ưu điểm là phản hồi rất nhanh, và không ảnh hưởng bởi không khí, gió, bụi,…cho nên khi sóng bắn ra nhanh chóng đến xe bạn và phản hồi lại. Mạch xử lý sẽ tính toán ra khoảng cách và tốc độ của phương tiện đang lưu thông.
Cảm biến đo mức radar
Cảm biến đo mức dùng công nghệ radar có thể nói là một thành tựu trong ngành đo mức. Chúng xuất hiện làm lu mờ hết tất cả các anh hùng đo mức như cảm biến siêu âm, cảm biến điện dung, phao báo mức,…Đơn giản là vì chúng nắm trong tay một công nghệ cao cấp. Đủ khả năng làm mê hoặc người sử dụng chúng. Chúng phát hiện đối tượng với tốc độ nhanh hơn cả sóng siêu thanh. Cho ra một kết quả chính xác rất cao.
Ưu điểm và nhược điểm của cảm biến đo mức Radar không tiếp xúc
Ưu điểm
- Radar không tiếp xúc cung cấp một phép đo trực tiếp từ trên xuống khi nó đo khoảng cách đến bề mặt. Nó có thể được sử dụng với chất lỏng, bùn và một số chất rắn. Một lợi thế chính của radar là không cần phải bù cho sự thay đổi mật độ, điện môi hoặc độ dẫn của chất lỏng.
- Thay đổi trong áp suất, nhiệt độ và hầu hết các điều kiện không gian hơi không ảnh hưởng đến độ chính xác của các phép đo radar.
- Các thiết bị radar không có bộ phận chuyển động nên việc bảo trì là tối thiểu.
- Các thiết bị radar không tiếp xúc có thể được cách ly khỏi quá trình (process) bằng cách sử dụng các vật cản như PTFE seal hoặc van.
- Sử dụng tốt cho các ứng dụng ăn mòn và bẩn.
Nhược điểm
- Đối với radar không tiếp xúc, lắp đặt tốt là chìa khóa thành công. Máy đo cần khoảng không gian phía trước cảm biến không bị cản trở, không bị hạn chế bởi ống lắp đặt (mounting nozzle)
- Các vật cản trong bồn, chẳng hạn như đường ống, thanh tăng cường và máy khuấy có thể gây ra tín hiệu phản hồi sai, nhưng hầu hết các máy phát (transmitter) đều có thuật toán phần mềm tinh vi để cho phép che hoặc bỏ qua các tín hiệu này.
- Đồng hồ đo radar không tiếp xúc có thể xử lý sự khuấy trộn, nhưng thành công của chúng sẽ phụ thuộc vào sự kết hợp của các tính chất chất lỏng và số lượng nhiễu loạn. Hằng số điện môi (DK) của môi trường và các điều kiện bề mặt sẽ tác động đến phép đo.
- Việc đo lường có thể bị ảnh hưởng bởi sự hiện diện bọt. Năng lượng có xu hướng không bị phản xạ bởi bọt nhẹ và thoáng trong khi bọt dày và nặng thường phản xạ năng lượng.
- Với chất lỏng quá trình điện môi thấp, phần lớn năng lượng bức xạ bị mất vào chất lỏng, để lại rất ít năng lượng được phản xạ trở lại máy đo. Nước và hầu hết các giải pháp hóa học có DK cao; dầu nhiên liệu, dầu bôi trơn và một số chất rắn, như vôi, có DK thấp.
- Nếu bề mặt hỗn loạn từ khuấy trộn, trộn sản phẩm hoặc bắn tung tóe, nhiều tín hiệu sẽ bị mất. Vì vậy, sự kết hợp của chất lỏng điện môi thấp và nhiễu loạn có thể hạn chế tín hiệu trở về một máy đo radar không tiếp xúc. Để khắc phục điều này, ống Pypass hoặc giếng tĩnh có thể được sử dụng để cách ly bề mặt khỏi nhiễu loạn.
Ứng dụng cảm biến radar
Cảm biến radar được sử dụng trong nhiều ứng dụng đo đạc và phát hiện vật thể trong nhà máy. Dựa vào đặc tính và ưu điểm của chúng mà chúng thích hợp cho nhiều ứng dụng khác nhau.
Phần này mình muốn giới thiệu với các bạn một ứng dụng rất phổ biến của cảm biến radar. Đó chính là dùng cảm biến radar đo mức trong công nghiệp.
Cảm biến đo mức radar có thể đo được các đối tượng như: Chất lỏng, chất rắn dạng hạt, chất bột,…chúng cho kết quả đo có độ chính xác rất cao. Và là lựa chọn hàng đầu trong việc chọn giải pháp đo mức trong công nghiệp.
Cảm biến radar đo mức thì cũng được chia làm 2 loại riêng biệt theo đặc tính của nó. Đó là:
- Cảm biến radar đo mức tiếp xúc
- Cảm biến radar đo mức không tiếp xúc
Cảm biến radar đo mức tiếp xúc
Cảm biến radar đo mức tiếp xúc có cấu tạo như hình ảnh bên dưới. Chúng gồm có: Bộ phận đầu cảm biến và một dây dài bằng kim loại.
Khi lắp đặt, đầu dây cảm biến được thả chìm vào đối tượng cần xác định mức trong bồn chứa, bể chứa hay silo…
Các đối tượng có thể là: Chất lỏng, chất rắn dạng bột,…
Về nguyên lý thì các cảm biến radar đo mức tiếp xúc hoạt động khá giống với các cảm biến đo mức điện dung. Khi cảm biến phát sóng trên dây kim loại. Chúng sẽ phát hiện mức khi thấy sự khác biệt của bề mặt dung dịch trong bồn chứa. Từ đó đưa tín hiệu về bộ xử lý tín hiệu và gửi tín hiệu đo này đến trung tâm điều khiển như PLC,…
Cảm biến radar đo mức không tiếp xúc
Cảm biến radar đo mức không tiếp xúc. Chúng là một dạng hoàn toàn khác với loại tiếp xúc như trên. Vì trong phép đo, các cảm biến này hoàn toàn không tiếp xúc với đối tượng cần đo. Do đó chúng cực kỳ hữu ích với các đối tượng như: dầu nhớt, thực phẩm, hoá chất có tính axit cao,…
Nguyên lý cảm biến radar đo mức không tiếp xúc: Tương tự như cảm biến đo mức siêu âm. Chúng không cần phải tiếp xúc trực tiếp với đối tượng cần đo mức. Mà bản thân cảm biến radar này sẽ phát những tia sóng xuống đối tượng cần đo. Sau khi sóng đến các đối tượng sẽ phản xạ lại đầu thu của cảm biến. Thì bộ phận điện tử sẽ phân tích và tính toán ra khoảng cách của đối tượng trong bồn. Tín hiệu này được truyền về bộ điều khiển để kiểm soát hoạt động của bồn chứa.
Điểm khác biệt so với các cảm biến siêu âm, đó là cảm biến radar có tốc độ phản hồi và độ chính xác cao hơn nhiều lần. Vì thế, chúng có chi phí đắt nên ít được dùng trong những ứng dụng độ chính xác cao ít quan trọng như đo mức trong bồn chứa nhiên liệu sản xuất,…
Lưu ý khi chọn lựa cảm biến radar đo mức
Đo mức là một trong những hoạt động tối cần thiết trong bất kỳ một nhà máy sản xuất nào. Tuy rằng có rất nhiều cách đo mức như: Dùng thước đo, dùng que đo, phao mức nước,…nhưng cảm biến đo mức nước vẫn luôn là phương pháp đo hiệu quả và khả thi nhất.
Trong đó, khi ứng dụng đòi hỏi tính chính xác cao trong kết quả đo để hệ thống hoạt động trơn tru, tránh những sản phẩm lỗi, không đạt thể tích như yêu cầu. Thì cảm biến radar đo mức là một sự lựa chọn đáng cân nhắc. Nhưng, cảm biến radar đo mức tồn tại trên thị trường với nhiều loại và tính năng khác nhau. Làm sao để chọn đúng loại như yêu cầu kỹ thuật?
Đơn giản thôi, chúng ta hãy lưu ý một số đặc điểm này khi chọn cảm biến radar đo mức nhé:
- Đối tượng cần đo là gì? Có tính ăn mòn không? Để chọn phương pháp đo tiếp xúc hoặc không tiếp xúc
- Xác định vị trí cần lắp đặt, xem có đủ khoảng trống không
- Chọn thang đo, thông thường 6-10m là phổ biến nhất
- Tín hiệu ngõ ra dạng gì? 4-20mA hay HART hay Modbus
- Áp suất, nhiệt độ tại vị trí cần đo
TOP những sản phẩm cảm biến Radar được sử dụng phổ biến
Công Tắc Cảm Biến Chuyển Động Radar Và Ánh Sáng 220V
Tính năng:
– Đây là công tắc cảm biến radar vi sóng thuộc loại có công suất cao nhất trên thị trường (1200W), được thiết kế để lắp đặt trên vị trí trần tiện dụng(lắp nổi). Nếu như các bạn chưa biết thì cảm biến radar hay còn gọi là cảm biến vi sóng, hoạt động ở băng tần 5.8Ghz với hiệu ứng Doppler phát hiện mọi chuyển động 360° không có điểm chết. Cảm biến này rất nhạy, có thể phát hiện chuyển động rất nhỏ trong vòng bán kính 5m và có thể xuyên qua tường, gỗ, kính mỏng…nên bạn không cần đặt công tắc cảm biến radar vi sóng lộ ra bên ngoài mà có thể giấu trong tường thạch cao, máng đèn v.v…
Thông số kỹ thuật:
– Điện áp hoạt động: 220V AC / 50Hz
– Khoảng cách phát hiện: 5m – 8m
– Thời gian trễ: 30s – 60s
– Độ nhạy sáng: 5 – 9 lux
– Sử dụng với đèn: LED < 50W , Đèn đôi huỳnh quang < 100W , Đèn tiết kiệm năng lượng < 60W
Bộ Công Tắc Cảm Biến Chuyển Động Và Ánh Sáng 220V
Tính năng:
– Bộ Công Tắc Cảm Biến Chuyển Động Và Ánh Sáng 220V ứng dụng tự động bật tắt thiết bị khi có chuyển động hoặc ánh sáng.
– Bộ sản phẩm có thể được sử dụng trong gia đình, công sở để khi có chuyển động đèn sẽ bật và ngược lại khi không còn ai chuyển động đèn sẽ tự tắt. Ban ngày đèn sẽ tắt và ban đêm và có người hoặc chuyển động đèn bật không có người hoặc chuyển động đèn tự tắt giúp tiết kiệm điện năng và tạo môi trường làm việc hiện đại hơn rất nhiều.
Thông số kỹ thuật:
– Điện áp hoạt động: 220V/50Hz (Có thể tùy chỉnh các nguồn điện áp khác nhau như 12V, 24V,…)
– Bộ cảm biến tích hợp relay đóng ngắt tải lên đến 7A
– Thời gian trễ: 2-3 giây
– Khoảng cách: 5 – 8m
– Thời hạn sử dụng: 2 năm
– Được thiết kế có vỏ hộp bảo vệ, phần cảm biến dạng tròn giúp dễ dàng khoan lỗ lắp đặt
– Bộ cảm biến có chức năng đồng bộ với công tắc cơ
Module Cảm Biến Chuyển Động Pin Năng Lượng Mặt Trời
Tính năng:
- Tự động sạc vào ban ngày và tự động sáng vào ban đêm khi có người đi qua, tự động tắt khi người đó rời khỏi.
- Sạc tự động năng lượng mặt trời mà không cần đi dây phức tạp
- Siêu tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường
- Nhỏ gọn tiện nghi, dễ lắp đặt
Thông số kỹ thuật:
- Điện áp pin: 4.2V
- Bảo vệ pin: dưới 2.7V (Pin được bảo vệ dưới mức này)
- Cảm biến hồng ngoại tự động phát hiện cơ thể người
- Chức năng điều khiển ánh sáng: Khi điện áp tấm pin mặt trời cao hơn 1V vào ban ngày, sạc sẽ được bật và đèn sẽ không sáng khi sạc. Khi điện áp thu được ở tâm pin mặt trời thấp hơn 0.45V vào ban đêm, cảm biến hồng ngoại hoạt động cho phép bật đèn khi phát hiện cơ thể người đi qua
- Thông số cảm ứng: Đèn sáng trong 15s và khoảng cách phát hiện cơ thể lớn hơn 4-8 mét
Module Cảm Biến Chuyển Động HC-SR501
Tính năng:
– Module Cảm Biến Chuyển Động HC-SR501 hay module cảm biến pir- hc-sr501 là cảm biến có khả năng nhận biết được một vật di chuyển vào vùng mà cảm biến hoạt động. Module cảm biến có thể điều chỉnh được độ nhạy nhờ 2 biến trở là Sx biến trở điều chỉnh độ nhạy của cảm biến, Tx biến trở điều chỉnh thời gian đóng của cảm biến, giúp cho cảm biến hoạt động phù hợp với những yêu cầu của người dùng.
– Module cảm biến pir- hc-sr501 sử dụng cho các ứng dụng: Chống trộm, Tự động bật đèn khi có người, Các thiết bị tự động,…
Thông số kỹ thuật:
– Điện áp hoạt động: 5V ~ 12V DC ( khuyên dùng: 5V)
– Dòng điện tiêu thụ: 65mA
– Điện áp đầu ra: mức cao 3,3V, mức thấp 0V
– Thời gian trễ: Điều chỉnh (0,3 giây ~ 18 giây)
– Phạm vi cảm ứng: góc dưới 110° và xa 7m
– Nhiệt độ hoạt động: -20°C ~ +80°C
– Kích thước mạch: 32 * 24mm, lỗ vít 28mm, đường kính vít 2 mm, nắp cảm ứng (đường kính): 23mm
– Chế độ hoạt động:
+ (H) Lặp lại: Khi phát hiện một chuyển động ngõ ra sẽ ở mức cao (3.3V), sau một khoảng thời gian (được chỉnh bằng biến trở) ngõ ra sẽ xuống mức thấp (0V). Ở chế độ này, khi ngõ ra lên mức cao, dù người đó đã đi khỏi hay chưa thì sau một thời gian mới xuống lại mức thấp.
+ (L) Không lặp lại: Khi phát hiện một chuyển động ngõ ra sẽ ở mức cao (3.3V) và giữ nguyên trạng thái. Khi người đó đi ra khỏi phạm vi hoạt động của cảm biến thì sau một khoảng thời gian (được chỉnh bằng biến trở) ngõ ra xuống mức thấp (0V).
Cảm biến chuyển động dùng cho Led Dây 12-24V 6A
Tính năng:
– Cảm biến chuyển động dùng cho Led Dây 12-24V 6A được làm bằng nhựa chất lượng cao.
– Dễ cài đặt và dễ sử dụng.
– Điều chỉnh ánh sáng mềm mại và ổn định, không nhấp nháy. Chủ yếu sử dụng để điều khiển đèn LED và dải LED.
– Bạn có thể thuận tiện để bật / tắt đèn tự động.
– Việc chuyển đổi có thể phát hiện hồng ngoại của cơ thể con người, và sử dụng hồng ngoại để kiểm soát tải.
– Người dùng theo nhu cầu thực tế, các cảm biến cơ thể con người được cài đặt trong môi trường thích hợp.
– Thích hợp cho đèn sợi đốt, đèn tiết kiệm năng lượng, đèn LED, đèn huỳnh quang và các loại tải trọng khác.
– Cảm biến chuyển động dùng cho Led Dây 12-24V 6A có chức năng dò tìm chuyển động của cơ thể để điều khiển bật/ tắt đèn một cách tự động.
– Cảm biến có thể bật/ tắt đèn khi có chuyển động trong vùng quét bất kể sáng hay tối
– Thích hợp cho chiếu sáng tự động trong tủ trưng bày hàng hóa, hành lang, phòng tắm, tầng hầm, nhà kho, nhà để xe
Thông số kỹ thuật:
– Chất liệu: Nhựa và kim loại
– Loại: Cảm biến chuyển đổi
– Màu: Như hình ảnh cho thấy
– Nhiệt độ làm việc: -20°C ~ +60°C
– Điện áp đầu vào: 12V – 24V DC
– Điện áp đầu ra: 12V – 24V DC
– Dòng điện tiêu thụ: <6A
– Thời gian trễ: 1-10 phút (có thể điều chỉnh)
– Kích thước: 76 * 45 * 35 mm
– Cảm biến 8m, 120 độ
– Không có cảm biến ánh sáng nên cứ có chuyển động là bật đèn bất kể sáng tối
– Thời gian trễ tự tắt 1-10 phút ( chỉnh bằng chiết áp)
– Trọng lượng khoảng: 100g
Trên đây, Luật Trẻ Em đã tổng hợp và chia sẻ đến các bạn những thông tin liên quan đến Cảm biến Rader. Mong rằng đây là nguồn tham khảo hữu ích cho các bạn. Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết của chúng tôi!
Đăng bởi: Trường Tiểu học Thủ Lệ
Chuyên mục: Tổng hợp
