Cảm Biến Laser Là Gì? Cấu Tạo, Ứng Dụng Và Nguyên Lý Hoạt Động

Cảm biến laser là gì? Chắc hẳn nhiều người chúng ta đều có những thắc mắc khi nghe đến loại cảm biến này. Đây là loại cảm biến cũng được ứng dụng nhiều trong cuộc sống hằng ngày của con người chúng ta. Vậy cảm biến laser có những đặc điểm, cách thức hoạt động và ứng dụng của cảm biến như thế nào? Thì hãy cùng công ty nhà thông minh AiSmartHome tìm hiểu trong bài viết này nhé.

Cảm biến laser là gì?

Cảm biến laser là loại cảm biến sử dụng tia laser để xác định các đại lượng vật lý như khoảng cách, tốc độ, lưu lượng,… Với bộ chuyển đổi quang điện được trang bị bên trong, các tín hiệu điện quang của cảm biến được chuyển đổi thành tín hiệu điện và được xử lý. Thông qua việc lọc, khuếch đại, chỉnh lưu các mạch tương ứng, tín hiệu đầu ra sẽ được chuyển đổi thành giá trị đo cho người dùng biết.

Các loại cảm biến laser

Mỗi loại cảm biến sẽ có những chức năng cụ thể riêng, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Vì vậy, người ta phân loại cảm biến laser dựa theo chức năng của chúng thành ba loại khác nhau. Cùng tìm hiểu ba loại dưới đây nhé.

Cảm biến laser đo khoảng cách

Cảm biến laser đo khoảng cách thường được ứng dụng để đo khoảng cách từ cảm biến đến vật thể ở xa mà không cần tiếp xúc. Cảm biến này có thể đo vật thể ở khoảng cách xa, từ vài mét lên đến kilomet. Cảm biến được hoạt động trên nguyên lý thời gian bay (ToF), thời gian được tính dựa trên thời gian tia laser phát ra và phản hồi về cảm biến). Cảm biến đo khoảng cách này có công suất lớn, khả năng định hướng cao, tính đơn sắc.

Cảm biến laser phát hiện vật cản

Cảm biến phát hiện vật cảm có khả năng phát hiện vật thể trong một vùng nào đó đang tiến lại gần cảm biến. Cảm biến này có thể tính toán thời gian, độ lệch pha của tia laser phản xạ lại cảm biến để các định khoảng cách từ cảm biến đến vật thể. Cảm biến có thể hoạt động tốt trong môi trường bụi bẩn, có nhiều ánh sáng hỗn hợp.

Khi khoảng cách nhỏ hơn ngưỡng cố định thì cảm biến sẽ phát ra tín hiệu cảnh báo có vật thể đang tiến đến gần cảm biến. Cảm biến phát hiện vật cản được ứng dụng rộng rãi trong các ngành tự động hóa, công nghệ đỗ ô tô tự động, công nghệ di chuyển, mắt thần của các con robot.

Cảm biến laser đo độ dày

Cảm biến laser đo độ dày được dùng để đo độ dày của các vật thể. Cảm biến này có hai loại cảm biến chính đó là loại cảm biến đơn và loại cảm biến kép. Cảm biến đơn sử dụng một tia laser để đo độ dày, còn cảm biến kép sử dụng hai tia laser để đo độ dày của vật thể. Thường cảm biến kép sẽ cho kết quả đo chính xác hơn cảm biến đơn. Ngoài ra, kết quả đo còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như độ dày, chất liệu, phạm vi của vật cần đo.

Cấu tạo của cảm biến laser là gì?

Cấu tạo của cảm biến laser được đánh giá là khá phức tạp, được cấu thành nhiều chi tiết lại với nhau. Các thành phần của một cảm biến cụ thể gồm có:

• Vỏ bảo vệ cảm biến laser độc lập.
• Bộ phận phát tia laser cường độ cao, chính xác.
• Bộ xử lý trung tâm, chuyển đổi tín hiệu quang học thành điện tử.
• Bộ định tuyến hình ảnh, thu tín hiệu quang học.

Để điều chỉnh cảm biến thì người dùng không cần phải lắp đặt thêm một bộ điều khiển nào nữa, vì cảm biến này có thể hoạt động ở nhiều vị trí khác nhau. Đồng thời, việc thay đổi cấu hình của cảm biến này cũng được thực hiện thông qua các công cụ phần mềm khác.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến laser

Cảm biến laser được hoạt động dựa trên hai nguyên lý đó là nguyên lý thời gian bay và nguyên lý góc tam giác

• Nguyên lý thời gian bay: Cảm biến sẽ phát ra một tia laser lên bề mặt của vật thể cần xác định khoảng cách. Tia laser sẽ được phản xạ từ bề mặt của cảm biến trở lại cảm biến. Thời gian phản hồi của tia laser phản xạ đến cảm biến và kết hợp với tốc độ ánh sáng để tính toán chính xác khoảng cách giữa cảm biến và vật thể.

• Nguyên lý góc tam giác: Cảm biến sẽ phát ra một chùm tia laser với hình dạng tam giác xuyên qua thấu kính đến vật thể. Chùm tia laser sẽ phản xạ và hội tụ tại một điểm trên cảm biến. Sự thay đổi của góc phản xạ này, giúp cho cảm biến xác định được khoảng cách từ cảm biến đến vật thể. Nguyên lý hoạt động này chỉ được áp dụng cho việc phát hiện vật thể ở khoảng cách gần.

Ứng dụng của cảm biến laser

Cảm biến laser được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, mang lại nhiều tiện ích cho người dùng. Một số lĩnh vực nổi bật mà được nhiều người biết đến như sau:

Ứng dụng trong lĩnh vực nhà thông minh

Trong lĩnh vực nhà thông minh, cảm biến laser cũng được tích hợp trên nhiều thiết bị mang đến sự an toàn cho người dùng. Giúp người dùng có một cuộc sống tiện nghi, hiện đại với trong chính không gian sống của mình. Một số thiết bị nhà thông minh được ứng dụng cảm biến laser như là cảm biến hồng ngoại trong hệ thống chống trộm, hay các camera an ninh phát hiện sự xâm nhập của kẻ xấu, giúp chủ nhà ngăn chặn được các hành vi từ ban đầu.

Ứng dụng trong lĩnh vực công nghiệp

Cảm biến laser cũng được sử dụng phổ biến trong công nghiệp, giữ vai trò quan trọng trong hệ thống tự động hóa, trong các dây chuyền sản xuất. Nhờ vào việc đo lường chính xác các kích thước, vị trí, hình dạng của sản phẩm mà cảm biến này được ứng dụng rộng rãi trong việc soát chất lượng sản phẩm.

Một số ứng dụng như kiểm tra độ dày của các loại sản phẩm đã hoàn thiện như độ dày của thép, nhôm,… hay sớm phát hiện ra những nếp nhăn trên bề mặt của sản phẩm đầu ra, phát hiện các lỗ hổng. Đồng thời, còn có thể tích hợp trên các robot để thực hiện các nhiệm vụ phức tạp thay con người.

Những lưu ý quan trọng khi chọn cảm biến laser

Trong quá trình sử dụng cảm biến laser, bạn nên lưu ý một số điểm sau để có thể sử dụng được những loại cảm biến phù hợp và chất lượng nhất.

Lựa chọn thương hiệu uy tín

Việc lựa chọn đúng thương hiệu uy tín là một trong những yếu tố hàng đầu khi lựa chọn cảm biến laser. Bạn nên mua những loại cảm biến đến từ những thương hiệu uy tín trên thị trường, nơi bán đầy đủ các thông tin sản phẩm, có các chính sách bảo hành, đổi trả sản phẩm. Đặc biệt là phải chọn xem những sản phẩm có chất lượng tốt, cũng như độ bền cao.

Xác định nhu cầu sử dụng

Tùy theo mục đích sử dụng của người dùng khác nhau mà bạn có thể lựa chọn loại cảm biến phù hợp. Nếu muốn xác định khoảng cách vật thể ở xa thì nên sử dụng các cảm biến laser đo khoảng cách để xác định chính xác khoảng cách. Hay đo sử dụng những cảm biến ứng dụng công nghệ CMOS để đo những vật thể có khoảng cách nhỏ.

Thường xuyên kiểm tra và bảo trì

Để đảm bảo quá trình hoạt động của cảm biến laser ổn định, cho kết quả chính xác thì bạn nên thường xuyên tiến hành bảo trì và kiểm tra tình trạng của cảm biến. Đảm bảo cho cảm biến luôn được sạch sẽ, không bị bám dính các bụi bẩn, nhanh chóng thay thế nếu cảm biến bị hư hỏng để đảm bảo cho thiết bị hoạt động hoạt động hiệu quả.

Trong cuộc sống hiện nay, không chỉ riêng cảm biến laser mà còn nhiều loại cảm biến khác được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực. Bạn có thể tìm hiểu thêm các ứng dụng và tính năng của các cảm biến thông minh phổ biến hiện nay thông qua bài viết sau nhé: Cảm biến thông minh là gì? cấu tạo, ứng dụng & phân loại.

Hy vọng thông qua bài viết này, với những thông tin được cung cấp trên có thể giúp bạn trả lời được câu hỏi cảm biến laser là gì? Có thể thấy rằng, trong cuộc sống hiện nay các cảm biến ngày càng được ứng dụng nhiều trong cuộc sống mà dễ thấy nhất là trong lĩnh vực nhà thông minh. Nếu bạn muốn ngôi nhà của mình đầy ắp những tính năng công nghệ, trang bị các cảm biến hiện đại thì liên hệ qua hotline 0396999918 cho công ty nhà thông minh AiSmartHome để được tư vấn nhé.