Bài viết này của Sensors Việt Nam sẽ giải thích chi tiết về vùng mù của cảm biến siêu âm, phạm vi phát hiện và nguyên lý hoạt động của thiết bị. Kèm theo đó là hướng dẫn lắp đặt, so sánh thương hiệu cảm biến siêu âm tốt nhất hiện nay và lưu ý thông số quan trọng khi chọn mua sản phẩm này.
VÙNG MÙ CỦA CẢM BIẾN SIÊU ÂM LÀ GÌ?
Vùng mù của cảm biến siêu âm (dead zone, blind zone, khoảng mù, điểm mù) là khoảng cách nằm ngay trước đầu dò cảm biến. Tại đó, cảm biến siêu âm không thể phát hiện vật thể hoặc đo chính xác được. Thực tế thì đây không phải lỗi kỹ thuật, mà là nguyên lý hoạt động sóng siêu âm.
Trong quá trình vận hành thực tế, khoảng mù của cảm biến siêu âm thường sẽ dao động từ vài mm - vài chục cm (phụ thuộc vào thiết kế model và thang đo).
Ví dụ: Cảm biến siêu âm đo mức P43-350-M30-PBT-I-CM12 có dải đo từ 300-3500mm (trong đó vùng mù được tính từ đầu dò đến khoảng 300mm). Nếu vật thể nằm trong vùng này, cảm biến sẽ không nhận diện được nên rất dễ dẫn đến sai số hoặc mất tín hiệu hoàn toàn.
Việc nắm được chính xác vùng mù của cảm biến siêu âm sẽ giúp người dùng tránh được những sai lầm khi lắp đặt và sử dụng. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng đo mức chất lỏng, phát hiện vật thể hay định vị robot tự hành.
CÁCH XÁC ĐỊNH VÙNG MÙ CỦA CẢM BIẾN SIÊU ÂM
Để xác định vùng mù của cảm biến siêu âm chính xác nhất, việc duy nhất bạn cần làm chỉ là tham khảo datasheet của nhà sản xuất.
Thông số liên quan đến khoảng mù/điểm mù cảm biến siêu âm luôn được ghi rõ trong tài liệu kỹ thuật đi kèm sản phẩm. Tuy nhiên, tuỳ nhà sản xuất mà cách gọi “vùng mù” cũng có sự thay đổi. Đôi khi nó sẽ thể hiện dưới các tên như Blind zone, Dead zone, Minimum detection distance hoặc Minimum range.
Lưu ý: Mỗi dòng cảm biến siêu âm sẽ có một vùng mù riêng biệt. Ví dụ, cảm biến PIL P43-200-M18 có vùng mù 200 mm, trong khi PIL P48-30 lại không có vùng mù nhờ thiết kế 2 đầu phát - thu đặc biệt. Hoặc ở các sản phẩm của Microsonic thì dòng mic+ series có vùng mù từ 30mm - 600mm (tùy model).
Trong thực tế vận hành, nếu không có datasheet thì người dùng vẫn kiểm tra nhanh vùng mù của cảm biến siêu âm bằng cách di chuyển vật thể từ xa đến gần cảm biến và ghi nhận khoảng cách mà cảm biến bắt đầu mất tín hiệu. Từ khoảng cách này đến đầu dò cảm biến chính là điểm mù cần tránh.
CÓ THỂ KHẮC PHỤC VÙNG MÙ CỦA CẢM BIẾN SIÊU ÂM KHÔNG?
Có thể khắc phục vùng mù của cảm biến siêu âm không? Câu trả lời là không thể loại bỏ hoàn toàn, chỉ có thể tránh. Một số giải pháp kỹ thuật có thể áp dụng để loại bỏ ảnh hưởng của khoảng mù cảm biến siêu âm, gồm:
Chọn cảm biến siêu âm có khoảng mù nhỏ/phù hợp nhu cầu ứng dụng thực tế. Nếu ứng dụng yêu cầu đo vật thể ở khoảng cách gần thì người dùng nên ưu tiên các dòng cảm biến siêu âm có blind zone từ 10 - 30mm hoặc không có vùng mù (như PIL P48-30 series).
Lắp đặt cảm biến siêu âm đúng cách, đảm bảo thiết bị đo luôn cách vật thể mục tiêu một khoảng an toàn và lớn hơn vùng mù. Điều này sẽ đảm bảo vật thể luôn nằm trong phạm vi phát hiện của cảm biến.
Ngoài ra, trong một số trường hợp đặc biệt/ứng dụng phức tạp, để khắc chế vùng mù của cảm biến siêu âm thì người ta có thể kết hợp với các cảm biến khác. Điển hình như kết hợp cảm biến siêu âm với cảm biến quang, cảm biến từ, cảm biến áp suất… để bù đắp điểm yếu của vùng mù. Tuy nhiên, phương pháp này không quá phổ biến vì không phù hợp với đại đa số các ứng dụng phát hiện vật thể/đo mức thông thường.
HƯỚNG DẪN LẮP ĐẶT/SỬ DỤNG CẢM BIẾN SIÊU ÂM ĐÚNG CÁCH
Kiểm tra các yếu tố tổng quan
Trước khi lắp đặt cảm biến siêu âm, người dùng hãy kiểm tra kỹ lưỡng các yếu tố: Môi trường lắp đặt (không có nguồn nhiễu điện từ mạnh như biến tần, động cơ lớn, tủ điện cao áp); Xác định nguồn điện (ưu tiên dùng 24VDC hoặc 220VAC - kiểm tra kỹ datasheet để chọn nguồn phù hợp); Kiểm tra bề mặt lắp cảm biến (nếu có mối hàn gồ ghề, vật cản, hay gần cánh khuấy thì hãy tránh xa để không gây nhiễu sóng); Xác định vùng mù của cảm biến siêu âm (tham khảo datasheet để nắm được khoảng mù/điểm mù cảm biến siêu âm và không bao giờ để mục tiêu đo lọt vào vùng này).
Lắp đặt cảm biến siêu âm đúng vị trí
Bên cạnh đó, vị trí lắp đặt cảm biến siêu âm có thể quyết định đến 80% hiệu quả hoạt động. Vì vậy, người dùng cần tuân thủ những nguyên tắc quan trọng như lắp cảm biến vuông góc với bề mặt đo, tránh vật cản, không lắp cảm biến trên dòng chảy, đảm bảo khoảng cách an toàn với thành bồn (tối thiểu 1/3 bán kính bồn), tránh đỉnh vòm vì sóng âm có thể bị phản xạ nhiều lần và gây nhiễu.
Đấu dây và kết nối
Các kỹ thuật viên phải xác định chính xác số lượng dây, nguồn cấp và tín hiệu ngõ ra của cảm biến siêu âm để thực hiện đấu nối đúng phương pháp. Bắt buộc phải đấu nối theo đúng sơ đồ nhà sản xuất hướng dẫn trong datasheet để đảm bảo an toàn điện và không làm hư hỏng thiết bị/hệ thống.
Hiệu chỉnh và cấu hình
Sau khi lắp đặt xong cảm biến siêu âm thì bước cần làm tiếp theo là hiệu chỉnh và cấu hình. Quá trình này bao gồm các thao tác như: kiểm tra tín hiệu output bằng đồng hồ vạn năng/phần mềm PLC, cấu hình thang đo sao cho phù hợp với ứng dụng (nếu có tính năng này), test với vật thể mẫu để kiểm tra phạm vi phát hiện của cảm biến siêu âm trong thực tế và cuối cùng là ghi nhận giá trị vùng mù của cảm biến siêu âm.
SO SÁNH CÁC THƯƠNG HIỆU CẢM BIẾN SIÊU ÂM TỐT NHẤT HIỆN NAY
Dưới đây là bảng so sánh nhanh 5 thương hiệu cảm biến siêu âm hàng đầu hiện nay, bao gồm: PIL, MICROSONIC, Sick, IFM.
| HÃNG | XUẤT XỨ | ĐIỂM MẠNH | DẢI ĐO | NGÕ RA | ỨNG DỤNG |
| PIL | Đức | Cảm biến siêu âm công nghiệp đa dạng, thiết kế nhỏ gọn, nhiều tùy chọn ngõ ra PNP/NPN, analog, digital... | Có dòng lên đến 6m | 0-10 V, 4-20 mA, NPN, PNP, RS232/RS485 | Phát hiện vật thể, đo khoảng cách, kiểm soát mức, dây chuyền tự động hóa |
| MICROSNIC | Đức | Chuyên sâu về công nghệ siêu âm, danh mục sản phẩm rộng, độ phân giải tốt, nhiều lựa chọn IO-Link | Có dòng lên đến 6m | PNP/NPN, Push-Pull, 0-10 V, 4-20 mA, IO-Link | Đo khoảng cách, phát hiện vật thể, đo mức, máy móc chính xác |
| BAUMER | Thuỵ Sỹ | Công nghệ hiện đại, cảm biến nhỏ gọn, tốc độ cao, giảm vùng mù | Có dòng lên đến 6m | Analog, switching, IO-Link | Tự động hóa, đo khoảng cách, phát hiện vật thể, môi trường công nghiệp |
| SICK | Đức | Mạnh về cảm biến đo khoảng cách và tự động hóa, nhiều giải pháp tích hợp | Nhiều dải đo công nghiệp | Switching, analog, IO-Link | Logistics, băng tải, robot, máy móc, đo khoảng cách |
| ifm | Đức | Hệ sinh thái tự động hóa mạnh, dễ tích hợp PLC/IO-Link, nhiều dòng sản phẩm | Nhiều dải đo công nghiệp | Switching, analog, IO-Link | Máy móc, băng tải, phát hiện vật thể, đo khoảng cách/mức |
THÔNG SỐ CẦN XEM XÉT KHI CHỌN CẢM BIẾN SIÊU ÂM
Bên cạnh vùng mù của cảm biến siêu âm, người dùng cần xem xét kỹ lưỡng các thông số sau đây để tránh sai lầm và đảm bảo hiệu quả ứng dụng cảm biến siêu âm:
Dải đo cảm biến siêu âm: Đây là khoảng cách từ điểm bắt đầu vùng làm việc đến khoảng cách tối đa có thể đo được. Dải đo cảm biến siêu âm dành cho ứng dụng đo mức chất lỏng thường dao động từ 0 - 60m. Dải đo dành cho ứng dụng đo khoảng cách/phát hiện vật thể phổ biến từ 25mm - 6000mm. Dải đo cảm biến siêu âm áp dụng cho chất rắn/bột thường thấy là 0 - 20m…
Tần số sóng siêu âm: Tần số cao (200 - 400kHz), cho độ phân giải tốt nhưng vùng mù lớn hơn. Tần số thấp (40 - 100Hz), có khả năng đo xa hơn nhưng độ chính xác sẽ bị giảm.
Góc phát hiện: Góc phát hiện của cảm biến siêu âm càng hẹp thì độ chính xác càng cao nhưng càng dễ mất tín hiệu nếu vật thể lệch trục, và ngược lại.
Tín hiệu ngõ ra: Phổ biến nhất là Analog (4-20 mA/0-10 V), PNP/NPN, hay digital Modbus RTU RS485/IO-Link. Hãy chọn output sao cho tương thích với PLC/bộ điều khiển của hệ thống.
Vật liệu vỏ và cấp bảo vệ: Thường thì cấp bảo vệ IP67/IP68 là lựa chọn phù hợp cho môi trường công nghiệp khắc nghiệt, thường xuyên có độ ẩm, nhiều bụi; còn vật liệu inox sẽ rất lý tưởng cho môi trường hóa chất.
Thông số thường bị chọn sai: Nhiều người dùng chỉ chú trọng đến dải đo, mà bỏ quên góc phát hiện và vùng mù của cảm biến siêu âm. Hai thông số này là nguyên nhân hàng đầu dẫn đến tình trạng lắp đặt sai, đo lường sai và mất tín hiệu. Hãy luôn kiểm tra kỹ các thông số quan trọng trọng datasheet và test thực tế trước khi đưa ra quyết định.
MUA CẢM BIẾN SIÊU ÂM CHẤT LƯỢNG - GIÁ TỐT Ở ĐÂU TẠI VIỆT NAM?
Nếu bạn đang có nhu cầu tìm kiếm cảm biến siêu âm chất lượng - giá tốt thì đừng ngần ngại mà hãy liên hệ trực tiếp cho Sensors Việt Nam.
Chúng tôi cung cấp cảm biến siêu âm đa dạng, chất lượng cao, đến từ các thương hiệu hàng đầu thế giới, với đầy đủ CO/CQ, chế độ bảo hành uy tín, giá cả cạnh tranh và có dịch vụ hỗ trợ tận tình - hoàn toàn miễn phí trước, trong, sau mua hàng.
Tham khảo một số dòng cảm biến siêu âm nổi bật đang được phân phối chính hãng bởi Sensors Việt Nam:
Mọi thông tin tư vấn về vùng mù cảm biến siêu âm và nhu cầu đặt hàng cảm biến siêu âm, bạn vui lòng liên hệ trực tiếp đến hotline hoặc truy cập website https://cambien.com.vn/ | https://www.sensors.vn/ để được hỗ trợ nhanh chóng nhất!