Capteurs spéciaux EGE-Elektronik GmbH

Capteurs optiques – technologie et applications

Description du système

Les systèmes optiques de haute performance sont constitués d'un amplificateur haute puissance (1) auquel deux câbles à fibre optique (2) de 10 m de long sont connectés par l'intermédiaire d'un raccord rapide. Le premier câble à fibre optique transmet un signal généré à partir du signal de l'émetteur de l'amplificateur à un premier convertisseur optique (3), tandis que le second câble à fibre optique retourne un signal détecté généré par second convertisseur optique (4) à l'amplificateur haute puissance en tant que signal reçu. Ce signal reçu est ensuite converti dans l'amplificateur en tant que signal de commande de sortie.
La détection optique de bords fonctionne avec une lumière infrarouge émise avec une séquence d'impulsions extrêmement courte et rapide, ce qui permet une détection fiable des mouvements rapides, même sous l'influence de rayonnement externe.
Le système de contrôle de processus, déterminé par l'utilisateur, ainsi que la conception du convertisseur optique, exige un haut degré de flexibilité du système.

Band edge control EGE

Structure de la détection optique de bords

Dans la structure du système représentée sur la Fig. 1, les convertisseurs optiques (3, 4) sont configurés de manière opposée pour former un faisceau photoélectrique. Le matériau (5), qui peut être par exemple un bord de métal ou de papier, pénètre dans le faisceau de lumière et, en fonction de la profondeur d'immersion, réduit la trajectoire du faisceau lumineux détecté par le convertisseur (4). L'amplificateur de puissance (1) connecté par l'intermédiaire du câble à fibre optique (2) fournit un signal de commande (4 à 20 mA) à sa sortie proportionnel à la profondeur d'insertion du matériau (5) et est fonction du paramétrage des convertisseurs optiques (3, 4), avec une précision de reproductibilité allant jusqu'à +/- 0,5 mm.

Sensitivity diagram

L'amplificateur procédure (1) permet des possibilités de réglage assurant un ajustement précis des types de câbles à fibre optique, des convertisseurs optiques ou des signaux de sortie, de façon à distinguer une commutation numérique ou une détection analogique.
Un avantage particulier de ce système est que le câble à fibre optique et le convertisseur optique sont identiques et donc interchangeables. La modification de l'agencement de détection entraîne ainsi des mesures purement constructives. La procédure de faisceau photoélectrique peut être modifiée en une procédure réflexe par simple modification.

Detect band edge

Dans la procédure réflexe illustrée sur la Fig. 3, les convertisseurs optiques (3, 4) des signaux émis et reçus sont disposés côte à côte, par exemple au-dessus du matériau (5). Dans cet agencement, le matériau n'interrompt pas le trajet du faisceau entre l'émetteur et le récepteur, mais il réfléchit, en fonction de la profondeur d'immersion, un rayonnement résiduel détecté par le convertisseur optique, fonctionnant en tant que récepteur. Dans cet agencement, le résultat est donc un signal de courant depuis l'amplificateur (1) qui est proportionnel à la profondeur d'insertion du matériau avec une grande précision de répétition.

En revanche, dans la méthode réflexe, les contraintes participant au résultat de la mesure doivent être prises en compte. Ce sont en particulier le facteur de réflexion du matériau (5) ou la réflexion à partir du fond (6), non couverte par le matériau. Ces facteurs doivent être pris en considération lors de l'installation.


Détection de fissures, d'impacts, de zones hétérogènes

Des fissures ou des zones non homogènes dans la zone de bordure sont principalement détectées par les procédés décrits dans les Fig. 1 ou Fig. 3. D'après la Fig. 1, les fissures ou les zones non homogènes sont détectées par de courts éclairs de lumière passant à travers, alors que selon la Fig. 3 la réflexion est brièvement modifiée par la détection du fond.
La détection de fissures ou d'irrégularités dans le matériau, même de trous, est conditionnée par une vitesse de réception élevée de la part du système de détection. Si, par exemple, comme représenté sur la Fig. 1, une fissure d'une largeur d'environ 2 mm passe devant le convertisseur optique avec une vitesse de la courroie de 10 m/s, la durée de l'éclair est de 0,0002 s. Dans ce cas, l'amplificateur optique doit avoir une résolution minimale de 5 kHz. Des conditions similaires existent si, par exemple, une détection de bord avec une précision de quelques millimètres doit être réalisée pour une conduite à débit rapide dans un laminoir à section réduite.


Amplificateurs de puissance URA 408

Cet amplificateur est conçu pour le raccordement direct à une alimentation en courant continu de 24 V et a un courant de sortie de 4 à 20 mA. Le courant instantané apparaît sur un écran à cristaux liquides. Le point zéro (4 mA) et le gain de l'amplification peuvent être ajustés de façon indépendante, de sorte que la courbe caractéristique soit décalée aussi en parallèle, de même que son inclinaison puisse être réglée. La puissance émise peut être réglée sur « longue » pour couvrir de grandes distances entre les faisceaux photoélectriques ou de grands intervalles de balayage réflexe. Ces caractéristiques permettre de s'adapter à une grande diversité de convertisseurs optiques, de câbles optiques ou d'exigences d'application. La lumière ultrarouge produite par l'amplificateur a un taux d'impulsions élevé de 50 kHz, permettant de détecter de façon sûre des cycles rapides de processus dans la gamme de 8 à10 kHz. En plus de cette haute résolution d'entrée, l'amplificateur présente une tolérance CEM élevée qui exclut la possibilité d'impulsions interférant avec les impulsions en cours.


Amplificateurs de puissance universels URA 5001

Outre les fonctionnalités de base décrites ci-dessus et relatives à l'amplificateur URA 408, cet appareil possède des caractéristiques supplémentaires qui permettent une utilisation universelle. Il est également conçu pour une alimentation en courant alternatif, présente une sortie de tension supplémentaire de 0 à 10 V et deux sorties de commutation PNP. Les seuils supérieur et inférieur peuvent être définis pour la totalité de la courbe caractéristique à l'aide d'un potentiomètre de précision. Si le seuil supérieur est dépassé ou le seuil inférieur est atteint, la sortie de commutation correspondante se ferme et la DEL correspondante s'allume. Si aucun seuil n'est franchi, la valeur du signal se situe à l'intérieur des limites prédéterminées. Ceci est affiché par une troisième DEL. Cette technique de discrimination permet une commande directe ou une surveillance pour s'assurer par exemple, qu'une courroie fonctionne correctement dans les tolérances admissibles préréglées. Pour les applications qui nécessitent des courants plus élevés pour un fonctionnement en mode commuté ou qui nécessitent un centre de commande sans tension, les sorties PNP sont commutées vers les relais internes.


Amplificateur OKZ 550

Cet amplificateur est conçu pour une utilisation avec les capteurs à faisceau lumineux haute performance ULM et ULL. Un système comprend un émetteur, un récepteur et un amplificateur.


Amplificateur à câble à fibre optique ULL

Cet amplificateur est conçu pour une utilisation dans des faisceaux lumineux à haute température. Les câbles à fibre optique sont appariés directement via un raccord rapide. Les câbles à fibre optique sont principalement utilisés dans les zones à haute température, tandis que les amplificateurs sont montés dans la plage des températures normales de fonctionnement. Le signal de détection parvient à l'amplificateur par l'intermédiaire d'un câble en PVC ou en PUR long de 50 m au maximum.


Câble à fibre optique et convertisseur optique

Les câbles à fibre optique utilisés sont composés de faisceaux de fibres de verre incorporées dans un tube en acier inoxydable ou dans un boîtier métallique mobile afin de les protéger contre les influences de l'environnement. Ils peuvent supporter jusqu'à 250 °C et dans des versions spéciales jusqu'à 350 °C. Si on s'attend à un taux d'humidité élevé, le tube en acier inoxydable est de plus entouré d'une gaine de silicium. L'avantage fondamental des câbles à fibre optique est qu'ils sont absolument insensibles aux influences électriques et magnétiques, résistants aux températures élevées, ne nécessitent pas d'alimentation électrique et peuvent donc aussi être utilisés dans les zones Ex.
Les convertisseurs à sections transversales optiques convertissent les faisceaux circulaires des fibres du câble en un étroit rayon lumineux à haute résolution qui peut émettre ou recevoir des signaux optiques. Grâce à cette conversion exclusivement mécanique, une sensibilité de réaction une fois réalisée est stable au fil du temps. Un réglage électrique, comme cela est nécessaire dans les systèmes électro-optiques, n'est pas requis. Les convertisseurs à sections transversales optiques sont équipés d'un câble à fibre optique préassemblé fixe et d'une fiche de couplage à raccord rapide. Cela permet de réduire les pertes le long des chemins de transmission optiques. Les câbles à fibres optiques pour la connexion à des systèmes de lentilles sont équipés des deux côtés d'une fiche de couplage à raccord rapide. Les câbles à fibres optiques sont disponibles avec des longueurs jusqu'à 10 m. Les longueurs standard sont de 2 m et 3 m. Afin d'atteindre de plus grandes longueurs de câbles à fibres optiques, on peut les relier au moyen d'un coupleur. La perte de couplage représente environ 30 % et est autorisée quand il y a un courant suffisant de lumière.

 

Têtes optiques

Les têtes optiques concentrent le rayonnement infrarouge transmis par le câble à fibres optiques. Ils présentent un angle d'ouverture compris entre 2 et15 °, assurant ainsi une acquisition précise de l'objet. La plage est augmentée lorsqu'ils sont utilisés dans des faisceaux lumineux. Les têtes optiques de fixation avec un angle d'ouverture en forme de fente sont meilleures pour l'acquisition d'objets situés au voisinage d'une entrée. Pour les applications à haute température, les câbles à fibres optiques et les têtes optiques utilisés sont conçus pour des températures allant jusqu'à 250 °C (sur demande jusqu'à 350 °C).

Retro reflective sensor

Homologations de sécurité

Les capteurs devant assurer la protection des personnes doivent être homologués selon la norme EN 954-1 et être étiquetés en conséquence. Des capteurs non étiquetés ne doivent pas être utilisés dans de telles applications.

« Retour au sommaire

powered by webEdition CMS