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Tecnología de los sensores de fibra óptica

Los sen­so­res de fibra óp­ti­ca de­tec­tan ob­je­tos y es­ta­dos di­ri­gien­do la luz hacia un ob­je­to de prue­ba y eva­luan­do el cam­bio de in­ten­si­dad de la luz de re­torno. Pue­den de­tec­tar ob­je­tos muy pe­que­ños, tie­nen un mon­ta­je es­pe­cial­men­te fle­xi­ble y son ex­tre­ma­da­men­te re­sis­ten­tes en en­tor­nos di­fí­ci­les, in­clu­so con va­lo­res altos de tem­pe­ra­tu­ra y hu­me­dad o en me­dios hú­me­dos. 
Definición
Comparaison des technologies
Amplificateurs pour fibres optiques
Câbles à fibre optique
Modes de fonctionnement
Têtes de câbles à fibre optique
Montage
Secteurs

¿Qué son los sen­so­res de fibra óp­ti­ca?

Los sen­so­res de fibra óp­ti­ca uti­li­zan las pro­pie­da­des fí­si­cas de la luz en la trans­mi­sión a tra­vés de fibra de vi­drio o plás­ti­co para de­tec­tar ob­je­tos. Cons­tan de un am­pli­fi­ca­dor de cable de fibra óp­ti­ca y de ca­bles de fibra óp­ti­ca con o sin óp­ti­ca. El am­pli­fi­ca­dor de cable de fibra óp­ti­ca con­tie­ne la fuen­te de luz y el ele­men­to re­cep­tor, así como la uni­dad de pro­ce­sa­mien­to del sen­sor. Las fi­bras óp­ti­cas sir­ven ex­clu­si­va­men­te para en­viar y re­ci­bir luz. Dado que los ca­bles de fibra óp­ti­ca no con­tie­nen com­po­nen­tes elec­tró­ni­cos, los sen­so­res de fibra óp­ti­ca son es­pe­cial­men­te ade­cua­dos para apli­ca­cio­nes en es­pa­cios re­du­ci­dos, en­tor­nos exi­gen­tes o donde no se pue­den uti­li­zar otros sen­so­res.

   

Com­ment fon­ction­nent les cap­teurs à fibre op­ti­que ?

En prin­ci­pe, les cap­teurs à fibre op­ti­que me­su­rent dif­fé­ren­tes gran­deurs de lumière te­lles que la lon­gueur d’onde et l’in­ten­si­té afin d’en dé­dui­re d’au­tres va­leurs de me­su­re. Dans l’au­to­ma­ti­sa­tion in­dus­trie­lle, on uti­li­se sou­vent le prin­ci­pe éner­gé­ti­que. L’émet­teur, gé­né­ra­le­ment une sour­ce de lumière LED, couple la lumière dans un câble à fibre op­ti­que. À l’ex­tré­mi­té du câble à fibre op­ti­que, la lumière s’échap­pe et ren­con­tre soit un objet qui la ré­flé­chit (prin­ci­pe de pal­pa­ge/ré­fle­xion), soit elle est di­rec­te­ment dé­tec­tée par un ré­cep­teur (prin­ci­pe de ba­rra­ge). La lumière ren­vo­yée est en­sui­te di­ri­gée vers l’unité de trai­te­ment où une pho­to­dio­de me­su­re la quan­ti­té de lumière reçue. L’élec­tro­ni­que com­pa­re en per­ma­nen­ce cette quan­ti­té de lumière à une va­leur de seuil dé­fi­nie et com­mu­te la sor­tie du cap­teur en con­sé­quen­ce.

Quels sont les avan­ta­ges des cap­teurs à fibre op­ti­que ?

Ins­ta­lla­tion fle­xi­ble

Les cap­teurs à fibre op­ti­que sont extrêmement com­pacts et con­vien­nent par­fai­te­ment à un mon­ta­ge dans des en­vi­ron­ne­ments in­dus­triels exigus. De plus, la gran­de fle­xi­bi­li­té et le fai­ble amor­tis­se­ment des câbles à fibre op­ti­que per­met­tent éga­le­ment de gran­des dis­tan­ces de trans­mis­sion.

Gran­de fia­bi­li­té opé­ra­tion­ne­lle

Les cap­teurs à fibre op­ti­que sont extrêmement ro­bus­tes et ga­ran­tis­sent des per­for­man­ces fia­bles même dans des con­di­tions am­bian­tes dif­fi­ci­les te­lles que des tem­pé­ra­tu­res éle­vées, l’hu­mi­di­té et des flui­des agres­sifs tels que les li­qui­des de re­froi­dis­se­ment ou les pro­duits de net­to­ya­ge. 

Com­pa­ti­bi­li­té élec­tro­mag­né­ti­que

Dans les câbles à fibre op­ti­que, la trans­mis­sion du sig­nal est pu­re­ment op­ti­que, de sorte que les défis liés à la CEM ne jouent aucun rôle pour les cap­teurs à fibre op­ti­que. Ils sont éga­le­ment extrêmement in­sen­si­bles aux per­tur­ba­tions élec­tro­mag­né­ti­ques.

Câble à fibre optique vs petite cellule photoélectrique : Aperçu des technologies

 
Câble à fibre op­ti­que Pe­ti­te ce­llu­le pho­toé­lec­tri­que
Por­tée de me­su­re
 
Tem­pé­ra­tu­re am­bian­te
 
Mon­ta­ge né­ces­sai­re
Dé­tec­tion d’ob­jets trans­pa­rents
 
Dé­tec­tion des très pe­ti­tes pièces
Fle­xi­bi­li­té et per­son­na­li­sa­tion
 

Qu’est-​ce qu’un am­pli­fi­ca­teur pour fi­bres op­ti­ques ?

Les am­pli­fi­ca­teurs pour fi­bres op­ti­ques, éga­le­ment ap­pe­lés am­pli­fi­ca­teurs op­ti­ques, sont des com­po­sants qui am­pli­fient les sig­naux dans les systèmes de com­mu­ni­ca­tion op­ti­ques et jouent un rôle cen­tral dans la com­mu­ni­ca­tion par fibre de verre. Ils aug­men­tent ici la por­tée de trans­mis­sion.

Dans le con­tex­te de l’au­to­ma­ti­sa­tion in­dus­trie­lle, les am­pli­fi­ca­teurs pour fi­bres op­ti­ques sont des cap­teurs qui uti­li­sent des fi­bres op­ti­ques te­lles que les fi­bres op­ti­ques en verre ou les fi­bres op­ti­ques en plas­ti­que pour me­su­rer dif­fé­ren­tes gran­deurs phy­si­ques te­lles que la pres­sion, la tem­pé­ra­tu­re, l’allon­ge­ment ainsi que la pré­sen­ce ou la po­si­tion d’ob­jets. Ils ex­ploi­tent la ca­pa­ci­té des fi­bres op­ti­ques à trans­met­tre la lumière et dé­tec­tent les chan­ge­ments dans le spec­tre ou la quan­ti­té de lumière.


Qu’entend-​on par Multi Unit ?

Un ré­seau de cap­teurs, éga­le­ment ap­pe­lé Multi Unit, se com­po­se de plu­sieurs cap­teurs qui peu­vent com­mu­ni­quer di­rec­te­ment entre eux. Les cap­teurs n’interfèrent pas les uns avec les au­tres, même s’ils sont si­tués à pro­xi­mi­té im­mé­dia­te ou face à face et ins­pec­tent le même objet. Cela per­met une coor­di­na­tion et une co­lla­bo­ra­tion ef­fi­ca­ces entre les cap­teurs. De plus, le câblage est ré­duit au mi­ni­mum grâce au ré­seau de cap­teurs, car un seul câble est né­ces­sai­re pour la con­ne­xion au maître IO-​Link. La trans­mis­sion des ni­veaux de sig­nal et des ca­naux de com­mu­ta­tion de tous les cap­teurs rac­cor­dés s’ef­fec­tue via les don­nées de pro­cess IO-​Link, un câble de con­ne­xion et un port sur le maître IO-​Link. Cela op­ti­mi­se la trans­mis­sion des don­nées et ré­duit con­si­dé­ra­ble­ment les coûts de câblage et d’ins­ta­lla­tion.

Qu’est-​ce que le mode d’alig­ne­ment ?

Pour une dé­tec­tion d’objet fia­ble, les câbles à fibre op­ti­que doi­vent être orien­tés exac­te­ment vers la cible. En par­ti­cu­lier lors de l’uti­li­sa­tion du mode ba­rra­ge, l’émet­teur et le ré­cep­teur doi­vent être po­si­tion­nés le plus exac­te­ment pos­si­ble l’un par rap­port à l’autre dans l’axe. Étant donné que l’am­pli­fi­ca­teur ou l’unité de trai­te­ment est sou­vent ins­ta­llé(e) dans l’ar­moi­re de com­man­de ou en dehors du champ de vi­sion, la con­fi­gu­ra­tion est sou­vent ef­fec­tuée à la vue et à l’ap­pré­cia­tion des opé­ra­teurs. Le mode d’alig­ne­ment vi­sua­li­se l’in­ten­si­té du sig­nal par une pul­sa­tion de la lumière émise. Comme pour les cap­teurs de sta­tion­ne­ment dans les voi­tu­res, la fré­quen­ce d’im­pul­sion aug­men­te avec l’in­ten­si­té du sig­nal reçu. L’angle et l’axe de la tête du cap­teur sont ajus­tés jusqu’à ce que l’alig­ne­ment op­ti­mal soit at­teint avec le sig­nal ma­xi­mal. Cela per­met une con­fi­gu­ra­tion ef­fi­ca­ce et pré­ci­se, même sur de gran­des dis­tan­ces entre l’émet­teur et le ré­cep­teur.

À quoi sert un adap­ta­teur de rail nor­ma­li­sé ?

L’am­pli­fi­ca­teur est gé­né­ra­le­ment monté sur des rails nor­ma­li­sés, éga­le­ment ap­pe­lés rails DIN. L’ins­ta­lla­tion s’ef­fec­tue sans outil en en­cli­que­tant sim­ple­ment et ra­pi­de­ment les am­pli­fi­ca­teurs sur le rail. En cas d’uti­li­sa­tion du mode Multi Unit, plu­sieurs am­pli­fi­ca­teurs pour fi­bres op­ti­ques peu­vent ainsi être dis­po­sés côte à côte dans l’ar­moi­re de com­man­de pour gag­ner de la place et évi­ter tout glis­se­ment.

Quels sont les avan­ta­ges de dif­fé­rents types de lumière ?

Selon les exi­gen­ces spé­ci­fi­ques de l’ap­pli­ca­tion, les cap­teurs à fibre op­ti­que wen­glor uti­li­sent de la lumière rouge, bleue, rose ou in­fra­rou­ge.

  • Les LED rou­ges (633 nm) of­frent une gran­de sta­bi­li­té de pro­ces­sus, même avec des ob­jets à tes­ter très clairs ou blancs.

  • Les LED bleues (455 nm) sont particulièrement adap­tées aux me­su­res pré­ci­ses sur des sur­fa­ces in­can­des­cen­tes, bri­llan­tes ou som­bres, car elles pénètrent moins pro­fon­dé­ment dans l’objet à contrôler.

  • En mode lumière rose, les LED rouge et bleue sont ac­ti­vées si­mul­ta­né­ment pour aug­men­ter la puis­san­ce lu­mi­neu­se et amé­lio­rer la por­tée des cap­teurs.

  • La lumière in­fra­rou­ge (su­pé­rieu­re à 750 nm) est in­vi­si­ble à l’œil nu, ce qui évite les dis­trac­tions vi­sue­lles et les ma­ni­pu­la­tions, ce qui est idéal pour les cap­teurs mo­bi­les sur les préhen­seurs ro­bo­ti­sés ou les véhi­cu­les au­to­no­mes. De plus, grâce à sa puis­san­ce su­pé­rieu­re, elle per­met une plus gran­de por­tée.

Qu’est-​ce qu’un câble à fibre op­ti­que ?

Les câbles à fibre op­ti­que sont des fi­bres op­ti­ques com­po­sées d’un cœur con­duc­teurs de lumière et d’une gaine, cha­cun pré­sen­tant un in­di­ce de ré­frac­tion dif­fé­rent. La lumière est alors trans­por­tée à tra­vers le cœur qua­si­ment sans perte grâce à la ré­fle­xion to­ta­le sur la gaine. Lors­que la lumière sort du câble à fibre op­ti­que, elle est dif­fu­sée sous un angle d’ou­ver­tu­re d’en­vi­ron 60 de­grés.
 

Qu’est-​ce que l’in­di­ce de ré­frac­tion ?

L’in­di­ce de ré­frac­tion dé­crit la me­su­re dans la­que­lle les ra­yons lu­mi­neux chan­gent de di­rec­tion lors­qu’ils pas­sent d’un flui­de à un autre. Il est dé­fi­ni par le rap­port entre la vi­tes­se de la lumière dans le vide c et la vi­tes­se de la lumière dans le flui­de con­si­dé­ré v. L’in­di­ce de ré­frac­tion n est in­di­men­sion­nel et varie en fon­ction de fac­teurs tels que la tem­pé­ra­tu­re et la lon­gueur d’onde de la lumière.

Pour dé­ter­mi­ner l’in­di­ce de ré­frac­tion, on uti­li­se la for­mu­le phy­si­que sui­van­te :
 
n = v/c

Qu’est-​ce que l’angle d’ou­ver­tu­re ?

L’angle d’ou­ver­tu­re se rap­por­te à l’angle sous le­quel la lumière sort de la fibre op­ti­que. Un grand angle d’ou­ver­tu­re offre l’avan­ta­ge de per­met­tre une dé­tec­tion fia­ble, même d’ob­jets hétérogènes à cour­te dis­tan­ce. De plus, la ma­ni­pu­la­tion est sim­ple, car in­dé­pen­dan­te de l’orien­ta­tion de l’ap­pa­reil. Ce­pen­dant, la puis­san­ce lu­mi­neu­se se ré­par­tit ra­pi­de­ment sur une gran­de sur­fa­ce, ce qui ré­duit la por­tée, car la lumière ne reste pas con­cen­trée.

Pour contrôler ce grand angle d’ou­ver­tu­re, des len­ti­lles sont uti­li­sées pour fo­ca­li­ser ou co­lli­ma­ter la lumière si né­ces­sai­re. Cela per­met de dé­tec­ter de très pe­tits ob­jets ou d’aug­men­ter con­si­dé­ra­ble­ment la por­tée du câble à fibre op­ti­que.

Com­pa­ra­ison des fi­bres op­ti­ques

Les câbles à fibre op­ti­que en plas­ti­que sont par­faits pour la dé­tec­tion d’ob­jets dans des ap­pli­ca­tions à fai­ble en­com­bre­ment. Les câbles à fibre op­ti­que en verre, en re­van­che, font leurs pre­uves dans des con­di­tions am­bian­tes dif­fi­ci­les avec des tem­pé­ra­tu­res éle­vées et of­frent une ré­sis­tan­ce chi­mi­que. Grâce à ces avan­ta­ges et à d’au­tres en­co­re, ces ma­té­riaux of­frent de nom­breu­ses pos­si­bi­li­tés d’ap­pli­ca­tion pour ré­pon­dre aux exi­gen­ces les plus di­ver­ses.

Câble à fibre op­ti­que en fibre de verre

Trans­mis­sion de lumière vi­si­ble et de lumière in­fra­rou­ge
Tolère les pla­ges de tem­pé­ra­tu­res extrêmes
Con­vient aux en­vi­ron­ne­ments in­dus­triels co­rro­sifs ou hu­mi­des
At­té­nua­tion particulièrement fai­ble dans la zone de la lumière in­fra­rou­ge
Ris­que de rup­tu­re en cas de fle­xion im­por­tan­te ou ré­pé­tée

Câble à fibre op­ti­que en plas­ti­que

Trans­mis­sion de la lumière vi­si­ble
Tolère moins les pla­ges de tem­pé­ra­tu­res extrêmes
Ne con­vient pas aux en­vi­ron­ne­ments in­dus­triels co­rro­sifs ou hu­mi­des
At­té­nua­tion particulièrement fai­ble dans la zone de la lumière vi­si­ble
Peut être plié de manière ré­pé­tée grâce à sa gran­de fle­xi­bi­li­té

Fi­bres parallèles

Dans ce type de ré­fle­xion, les fi­bres sont parallèles les unes aux au­tres pour trans­met­tre des sig­naux lu­mi­neux. Cette dis­po­si­tion de fi­bres est dis­po­ni­ble en tant que fibre op­ti­que en plas­ti­que et en fibre de verre et est uti­li­sée dans la plu­part des ap­pli­ca­tions stan­dard.


 

Fi­bres coa­xia­les

Le type de ré­fle­xion coa­xia­le est une métho­de de me­su­re de haute pré­ci­sion com­po­sée d’un cœur (émet­teur) et d’une zone en­vi­ron­nan­te (ré­cep­teur). Dans ce type, le sens d’en­trée de l’objet testé dans la plage de me­su­re n’a au­cu­ne im­por­tan­ce pour la po­si­tion du cap­teur à fibre op­ti­que.


 

Fi­bres mé­lan­gées

Le type de ré­fle­xion mixte se réfère à une struc­tu­re de fibre de verre dans la­que­lle de nom­breu­ses fi­bres émet­tri­ces et ré­cep­tri­ces sont dis­po­sées sans sé­pa­ra­tion. La po­si­tion et la dis­tan­ce du câble à fibre op­ti­que par rap­port à l’objet sont moins im­por­tan­tes. La zone de l’image est très pe­ti­te ou in­exis­tan­te.

Effet du diamètre des fi­bres / du diamètre du fais­ceau de fi­bres

Plus le diamètre du cœur de la fibre op­ti­que est grand, plus la ca­pa­ci­té du câble à trans­por­ter la lumière est éle­vée. Cela per­met d’aug­men­ter la por­tée et d’amé­lio­rer la dé­tec­tion des ob­jets noir pro­fond. Cer­tai­nes têtes de câble à fibre op­ti­que, te­lles que les ban­des lu­mi­neu­ses, né­ces­si­tent donc plus de fi­bres et donc un diamètre plus grand.

Que sig­ni­fie le rayon de cour­bu­re ?

Le rayon de cour­bu­re dé­ter­mi­ne la force de cour­bu­re d’un câble sans l’en­dom­ma­ger ni af­fec­ter la qua­li­té du sig­nal. Une cour­bu­re ex­ces­si­ve d’un câble à fibre op­ti­que ris­que de cas­ser le gaine de la fibre dans le câble et d’émet­tre de la lumière à par­tir du cœur de la fibre. Cela peut entraîner non seu­le­ment un amor­tis­se­ment accru, mais aussi des mi­cro­fis­su­res dans le cœur de la fibre, ce qui entraîne des dom­ma­ges per­ma­nents. C’est pour­quoi il est im­por­tant de res­pec­ter le rayon de cour­bu­re, en par­ti­cu­lier pour les câbles à fibre op­ti­que en fibre de verre.

Que­lle est la struc­tu­re des câbles à fibre op­ti­que ?

Fibres optiques plastiques

Fibres optiques verre

Quels types de gai­nes existe-​t-il pour les câbles à fibre op­ti­que en fibre de verre ?

Plas­ti­que PVC

La va­rian­te la plus éco­no­mi­que. Con­vient aux ap­pli­ca­tions stan­dard qui ne né­ces­si­tent pas de ré­sis­tan­ce particulière aux in­fluen­ces en­vi­ron­ne­men­ta­les.

Acier inoxy­da­ble

Offre la mei­lleu­re pro­tec­tion con­tre les con­tra­in­tes mé­ca­ni­ques. Moins fle­xi­ble dans la pose, car des ra­yons de cour­bu­re plus grands sont né­ces­sai­res. Pas de pro­tec­tion con­tre les gaz ou les li­qui­des.

Si­li­co­ne

Ré­sis­tan­ce ma­xi­ma­le aux mi­li­eux agres­sifs. Ab­so­lu­ment étan­che, de sorte que les flui­des et les gaz ne peu­vent pas pé­né­trer dans la gaine et en­dom­ma­ger les fi­bres op­ti­ques. Con­for­me aux exi­gen­ces de la FDA.

Quels sont les modes de fon­ction­ne­ment des cap­teurs à fibre op­ti­que ?

Mode ré­fle­xion

En mode tac­ti­le, l’émet­teur et le ré­cep­teur sont logés dans un boîtier. La lumière émise par l’émet­teur frap­pe l’objet à contrôler et est ren­vo­yée au ré­cep­teur. La dé­tec­tion de l’objet s’ef­fec­tue sur la base de la quan­ti­té de lumière ré­flé­chie qui at­teint le ré­cep­teur du câble à fibre op­ti­que.

Mode ba­rra­ge

Le modèle de ce­llu­le pho­toé­lec­tri­que se com­po­se d’un émet­teur et d’un ré­cep­teur op­po­sés. Dès que l’objet à contrôler tra­ver­se l’es­pa­ce entre l’émet­teur et le ré­cep­teur, la lumière du câble à fibre op­ti­que est in­ter­rom­pue. La dé­tec­tion s’ef­fec­tue en­sui­te par di­mi­nu­tion de l’in­ten­si­té lu­mi­neu­se reçue.

Ba­rra­ge sur ré­flec­teur

Avec le prin­ci­pe du ba­rra­ge sur ré­flec­teur, l’émet­teur et le ré­cep­teur se trou­vent dans un boîtier, tan­dis qu’un ré­flec­teur est po­si­tion­né du côté op­po­sé. L’objet à contrôler est dé­tec­té lors­que la lumière ré­flé­chie par le ré­flec­teur est complètement in­ter­rom­pue ou ré­dui­te.

Ban­des lu­mi­neu­ses

Les ban­des lu­mi­neu­ses ser­vent à sur­vei­ller cer­tai­nes zones. Con­tra­ire­ment aux spots lu­mi­neux qui ne sur­vei­llent la pré­sen­ce d’un objet qu’à l’in­té­rieur d’un point, les ban­des lu­mi­neu­ses dé­tec­tent des zones de plu­sieurs centimètres. Le cap­teur dé­tec­te l’objet dès que le sig­nal est af­fai­bli ou complètement in­ter­rom­pu.

Com­pa­ra­ison du réa­jus­te­ment dy­na­mi­que et de la dé­tec­tion des sauts

Le réa­jus­te­ment dy­na­mi­que et la dé­tec­tion de saut con­vien­nent à la dé­tec­tion fia­ble d’ob­jets dans des con­di­tions en­vi­ron­ne­men­ta­les chan­gean­tes. Lors du réa­jus­te­ment dy­na­mi­que, une va­leur de seuil quasi fixe est uti­li­sée, tan­dis que la dé­tec­tion de saut n’a pas de va­leur de seuil et analy­se ex­clu­si­ve­ment les mo­di­fi­ca­tions du sig­nal.

Point de com­mu­ta­tion fixe

Le mode de fon­ction­ne­ment le plus courant d’un cap­teur est basé sur un point de com­mu­ta­tion fixe. Le cap­teur dé­ter­mi­ne la va­leur de seuil ou le point de com­mu­ta­tion selon une lo­gi­que d’ap­pren­tis­sa­ge pré­dé­fi­nie pen­dant le pro­ces­sus d’ap­pren­tis­sa­ge. Dans le cas de l’ap­pren­tis­sa­ge nor­mal, cette va­leur de seuil ou ce point de com­mu­ta­tion co­rres­pond par exem­ple à 50 % du sig­nal ac­tuel. Si les con­di­tions am­bian­tes ainsi que les ob­jets à dé­tec­ter sont très cons­tants, le mode de fon­ction­ne­ment avec un point de com­mu­ta­tion fixe offre la plus gran­de in­sen­si­bi­li­té aux per­tur­ba­tions, car les in­fluen­ces ex­té­rieu­res ne peu­vent pas mo­di­fier le point de com­mu­ta­tion : Si le sig­nal est su­pé­rieur au seuil dé­fi­ni, la sor­tie est ac­ti­vée ; s’il est in­fé­rieur, la sor­tie reste inac­ti­ve. Si le sig­nal est mo­di­fié, par exem­ple en rai­son d’un en­cras­se­ment, des erreurs de com­mu­ta­tion per­ma­nen­tes peu­vent se pro­dui­re.

Réa­jus­te­ment dy­na­mi­que

Le réa­jus­te­ment dy­na­mi­que est particulièrement adap­té au mode ré­fle­xion avec arrière-​plans sta­ti­ques ainsi qu’au mode ba­rra­ge. L’état non com­mu­té doit pré­va­loir, car la va­leur de seuil n’est réa­jus­tée que dans cet état. En cas d’en­cras­se­ment de la tête du câble à fibre op­ti­que ou de l’arrière-​plan, celui-​ci est com­pen­sé par l’adap­ta­tion dy­na­mi­que de la va­leur de seuil.

Dé­tec­tion de saut

Lors de la dé­tec­tion de saut, les va­leurs de sig­nal ab­so­lues ne sont pas im­por­tan­tes. Au lieu de cela, le sens de la mo­di­fi­ca­tion du sig­nal (né­ga­tif, po­si­tif ou les deux sens), l’im­por­tan­ce de la mo­di­fi­ca­tion et la pé­rio­de con­si­dé­rée peu­vent être pris en comp­te dans l’éva­lua­tion. Cela per­met la dé­tec­tion d’ob­jets très va­ria­bles (par ex. couleur ou pro­prié­tés des sur­fa­ces) sur des arrière-​plans non sta­ti­ques (comme un con­vo­yeur à en­cras­se­ment lent) ainsi que la dé­tec­tion d’ob­jets sans ap­pren­tis­sa­ge préa­la­ble (par ex. en cas de chan­ge­ment de lot).

Vue d’en­sem­ble des têtes de câbles à fibre op­ti­que

Coudé

Les têtes de cap­teurs coudées sont idéa­les pour les es­pa­ces exigus où l’axe op­ti­que et la sor­tie de câble doi­vent être orien­tés dif­fé­rem­ment. Grâce au fi­le­ta­ge, les têtes de cap­teurs peu­vent être fa­ci­le­ment vis­sées dans des trous pré­pa­rés ou fi­xées à un angle ou à une tôle à l’aide de deux écrous.

Type L

Le type L per­met un mon­ta­ge fa­ci­le à l’aide de deux vis et offre des po­si­tions pré­dé­fi­nies des axes op­ti­ques. Grâce au grand angle d’ou­ver­tu­re des câbles à fibre op­ti­que, un alig­ne­ment pré­cis n’est pas né­ces­sai­re.
 

Plate

Les têtes de cap­teurs pla­tes s’intègrent fa­ci­le­ment dans le fond du porte-​pièce. La fle­xi­bi­li­té de la sor­tie de câble sur la tête du cap­teur per­met un ache­mi­ne­ment fa­ci­le du câble vers la gau­che, la droi­te ou l’arrière.

Fle­xi­ble

La fine et lon­gue sonde mé­ta­lli­que peut être adap­tée aux exi­gen­ces spé­ci­fi­ques de l’ap­pli­ca­tion en la pliant sim­ple­ment.

Ban­des lu­mi­neu­ses

Les ban­des lu­mi­neu­ses ba­sées sur le prin­ci­pe de barrières uni­di­rec­tion­ne­lles sont idéa­les pour la sur­vei­llan­ce de gran­des zones. En re­van­che, les ban­des lu­mi­neu­ses tac­ti­les sont particulièrement ef­fi­ca­ces pour la dé­tec­tion d’ob­jets hétérogènes et peu­vent éga­le­ment être uti­li­sées pour des ap­pli­ca­tions de me­su­re grâce à l’éva­lua­tion de la lumière ré­flé­chie.

Mi­nia­tu­re

Les têtes de cap­teurs mi­nia­tu­res sont particulièrement adap­tées aux ap­pli­ca­tions dans les es­pa­ces les plus exigus.

Fi­le­ta­ge

Les têtes de cap­teurs fi­le­tées per­met­tent une ins­ta­lla­tion ra­pi­de et sim­ple. Elles peu­vent être vis­sées di­rec­te­ment dans des trous pré­per­cés ou fixés à des éque­rres ou des tôles à l’aide de deux écrous.

Lisse

Les têtes de cap­teurs lis­ses sont idéa­les pour une uti­li­sa­tion dans des es­pa­ces con­fi­nés et peu­vent être in­sé­rées ou co­llées dans des sup­ports de mon­ta­ge pré­fa­bri­qués.

Les points à sur­vei­ller lors du mon­ta­ge de cap­teurs à fibre op­ti­que

Pour ga­ran­tir une dé­tec­tion d’objet fia­ble et des don­nées de me­su­re pré­ci­ses, il con­vient de res­pec­ter les con­sig­nes sui­van­tes lors du mon­ta­ge du cap­teur.

Lon­gueur et sec­tions

Les câbles à fibre op­ti­que sont dis­po­ni­bles en dif­fé­ren­tes lon­gueurs. Les câbles à fibre op­ti­que en plas­ti­que peu­vent être dé­cou­pés par le client, les câbles à fibre op­ti­que en verre uni­que­ment en usine, car ils doi­vent être pon­cés et polis après la coupe. La lon­gueur a peu d’in­fluen­ce sur la plage de dé­tec­tion, mais les câbles à fibre op­ti­que plus longs lais­sent pas­ser moins de lumière.


Con­seil : Sé­lec­tion­ner le câble à fibre op­ti­que en fibre de verre ap­pro­prié.

Plage de dé­tec­tion

En rai­son du grand angle d’ou­ver­tu­re, les câbles à fibre op­ti­que pré­sen­tent de fai­bles pla­ges de dé­tec­tion. Des pla­ges de dé­tec­tion plus éle­vées peu­vent être ob­te­nues grâce à des fais­ceaux de fi­bres/diamètres de cœur plus grands ou à des len­ti­lles qui fo­ca­li­sent la lumière.


Con­seil : Uti­li­ser les câbles à fibre op­ti­que prin­ci­pa­le­ment pour les cour­tes por­tées et la dé­tec­tion des plus pe­ti­tes pièces.

Rayon de cour­bu­re

Les câbles à fibre op­ti­que sont fle­xi­bles, mais des ra­yons de cour­bu­re mi­ni­maux doi­vent être res­pec­tés pour évi­ter les dom­ma­ges et les per­tes de lumière. Les câbles à fibre op­ti­que en plas­ti­que ultra fle­xi­ble con­vien­nent aux ra­yons de cour­bu­re étroits ou aux mon­ta­ges mo­bi­les. En règle gé­né­ra­le : Des diamètres plus pe­tits per­met­tent des ra­yons de cour­bu­re plus pe­tits.

Con­seil : Mon­ter des câbles à fibre op­ti­que ultra fle­xi­bles.

Tem­pé­ra­tu­re

Les câbles à fibre op­ti­que en plas­ti­que et en fibre de verre se dis­tin­guent par leur ré­sis­tan­ce à la tem­pé­ra­tu­re. Au-​dessus de 85 °C, il con­vient d’uti­li­ser des câbles à fibre op­ti­que en fibre de verre avec gaine en acier inoxy­da­ble ou en si­li­co­ne.

Con­seil : Grâce à des lon­gueurs in­di­vi­due­lles, l’unité de trai­te­ment peut éga­le­ment être pla­cée dans l’ar­moi­re élec­tri­que.

Orien­ta­tion du cap­teur

En mode ré­fle­xion, l’émet­teur et le ré­cep­teur doi­vent être ins­ta­llés à un angle de 90° par rap­port à l’objet à tes­ter en cas d’ap­pro­che la­té­ra­le, afin de ga­ran­tir un com­por­te­ment d’en­clen­che­ment et de coupu­re uni­for­me.

Con­seil : Un alig­ne­ment pla­nai­re par rap­port à l’objet entraîne un dé­ca­la­ge avec une ac­ti­va­tion et une dé­sac­ti­va­tion re­tar­dées.

Câble avec émet­teur dédié

Pour les têtes de câble à fibre op­ti­que à émis­sion de lumière coa­xia­le et pour cer­tai­nes ban­des lu­mi­neu­ses, il est im­pé­ra­tif de vei­ller à l’af­fec­ta­tion co­rrec­te de l’émet­teur sur la tête de câble à fibre op­ti­que à l’émet­teur sur l’am­pli­fi­ca­teur.

Con­seil : Les am­pli­fi­ca­teurs sont mar­qués par des flèches à cet effet.

Secteurs et industries dans lesquels des capteurs à fibre optique sont utilisés

Dans le cadre de la fa­bri­ca­tion de pro­fi­lés mé­ta­lli­ques, la pré­sen­ce et les di­men­sions des ob­jets doi­vent être dé­tec­tées avant leur im­mo­bi­li­sa­tion par un dis­po­si­tif de se­rra­ge. Les pro­fi­lés peu­vent être noirs, blancs, chro­més, bri­llants ou mats. Dans les es­pa­ces con­fi­nés, on uti­li­se à cet effet des ri­deaux de câbles à fibre op­ti­que en fibre de verre, qui fon­ction­nent selon le prin­ci­pe émetteur-​récepteur, ainsi qu’un cap­teur re­flex uni­ver­sel. Les fi­bres op­ti­ques sont dis­po­sées sur une ligne, créant ainsi une bande lu­mi­neu­se. La lar­geur est me­su­rée, le sig­nal li­néai­re est émis pro­por­tion­ne­lle­ment à la couver­tu­re de la fibre op­ti­que et per­met de dé­ter­mi­ner la po­si­tion co­rrec­te.

Quels ob­jets ne peu­vent pas être dé­tec­tés de manière op­ti­ma­le par les cap­teurs à fibre op­ti­que ?

  • L’eau et d’au­tres li­qui­des clairs qui ab­sor­bent for­te­ment la lumière ou la mo­di­fient par ré­frac­tion peu­vent entraîner des me­su­res in­exac­tes.
  • Les ob­jets hau­te­ment trans­pa­rents, tels que le verre trans­pa­rent, qui lais­sent pas­ser toute la lumière sans la ré­flé­chir, com­pli­quent la dé­tec­tion.
  • Les ob­jets noir pro­fond qui ab­sor­bent for­te­ment la lumière en­tran­te et ne la reflètent que très peu, voire pas du tout, en­tra­vent le re­tour du sig­nal vers le cap­teur.
  • Les ob­jets très bri­llants qui ré­flé­chis­sent la lumière dans des di­rec­tions im­pré­vi­si­bles empêchent une dé­tec­tion d’objet pré­ci­se.
     
 

 
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