Comment fonctionnent les capteurs reflex optiques pour la détection d’objets ?
Capteurs reflex à élimination d’arrière-plan
Les capteurs reflex à élimination d’arrière-plan détectent les objets sans contact selon le principe de triangulation ou de la mesure du temps de vol (technologie Time-of-Flight). La couleur, la forme et la surface de l’objet sont pratiquement sans incidence sur le comportement de commutation des capteurs.
Quelles technologies sont utilisées dans les capteurs reflex ?
Capteurs reflex à élimination d’arrière-plan
Les capteurs reflex à élimination d’arrière-plan vérifient si l’objet se situe à une distance de commutation inférieure à celle paramétrée. Les objets plus éloignés du capteur sont masqués comme arrière-plan. Le point de commutation des capteurs reflex à élimination d’arrière-plan est presque indépendant des propriétés de diffusion de la lumière de l’objet. La gamme wenglor comprend des capteurs reflex à élimination d’arrière-plan fonctionnant selon le principe de triangulation ou de mesure du temps de vol :Triangulation (électronique)
La triangulation électronique est une méthode d’élimination d’arrière-plan consistant à saisir la lumière diffusée par l’objet sur un élément récepteur intégré dans le capteur, p. ex. un PSD. La position du spot lumineux sur l’élément récepteur est analysée électroniquement.
Triangulation (mécanique)
Si l’élément récepteur est déplacé mécaniquement à l’aide d’une vis de réglage extérieure, de sorte que le spot lumineux atteigne l’élément récepteur intégré dans le capteur (p. ex. double diode) à la distance de commutation souhaitée, on parle de triangulation mécanique. La distance de commutation peut uniquement être réglée à l’aide de l’élément de commande (multitour, monotour).
Principe du temps de vol (ToF)
Le principe du temps de vol utilise la propriété de la vitesse constante de la lumière pour vérifier si l’objet se situe à une distance de commutation inférieure à celle paramétrée. Pour cela, le capteur envoie des impulsions lumineuses continues qui sont réfléchies par l’objet. Le décalage de phase entre le signal émis et le signal réceptionné est alors déterminé. Pour un spot lumineux plus grand, une moyenne pondérée est calculée.
Capteurs reflex énergétiques
Les capteurs reflex énergétiques utilisent l’intensité lumineuse réfléchie par un objet comme signal. Le seuil de commutation est réglé en fonction de la valeur souhaitée du signal. Outre la distance, le point de commutation dépend également des propriétés de diffusion de la lumière de l’objet. En effet, le matériau, la couleur, la brillance ou la structure déterminent les coefficients de l’intensité lumineuse réceptionnée.Quel principe pour quelle application ?
Élimination d’arrière-plan selon le principe de la triangulation
| Détection précise d’objets, même à faible distance de l’arrière-plan |
| Détection de petits objets |
| Détection d’objets jusqu’à 1 200 mm |
| Fréquence de commutation élevée et temps de réponse courts |
| Différents types de lumière, formats et concepts de commande |
Suppression d’arrière-plan selon le principe du temps de parcours de la lumière (ToF)
| Contrôle de la présence d’objets avec une grande plage de détection |
| Détection indépendante des matériaux, y compris d’objets noirs ou brillants |
| Détection d’objets jusqu’à 2 500 mm |
| Haute résistance à la lumière parasite |
| Insensibilité aux interférences tels que la poussière et l’encrassement |
Détection d’objets selon le principe énergétique
| Contrôle de présence pour les applications standard |
| Plage de détection en fonction des propriétés de diffusion de la lumière de l’objet |
| Détection d’objets jusqu’à 700 mm |
| Tâches de tri telles que la différenciation entre les objets clairs et sombres |
| Dimensions spéciales du spot lumineux, p. ex. capteur reflex avec ligne |
Outre les capteurs reflex à commutation destinés à la détection d’objets, wenglor propose une large gamme de capteurs laser pour mesures de distance.
Large éventail d’applications selon le principe de fonctionnement
Élimination d’arrière-plan précise avec triangulation
Détection de présence d’emballages sur des convoyeurs à bande grâce à des capteurs réflex à élimination d’arrière-plan
Les emballages de différents matériaux doivent être détectés de manière fiable à partir du bord le plus avancé sur les lignes de convoyage, avant et après le remplissage. Pour cela, des capteurs réflex à élimination d’arrière-plan sont montés à plusieurs endroits au-dessus du convoyeur. Grâce aux capteurs laser à haute fréquence de commutation et à la petite tache lumineuse, les bords des objets sont détectés de manière rapide et précise. L’élimination de l’arrière-plan garantit un comportement de commutation sûr, malgré les différents arrière-plans.
Les emballages de différents matériaux doivent être détectés de manière fiable à partir du bord le plus avancé sur les lignes de convoyage, avant et après le remplissage. Pour cela, des capteurs réflex à élimination d’arrière-plan sont montés à plusieurs endroits au-dessus du convoyeur. Grâce aux capteurs laser à haute fréquence de commutation et à la petite tache lumineuse, les bords des objets sont détectés de manière rapide et précise. L’élimination de l’arrière-plan garantit un comportement de commutation sûr, malgré les différents arrière-plans.
Élimination d’arrière-plan à grande distance avec mesure du temps de parcours de la lumière
Contrôle de présence de panneaux en bois avec des capteurs réflex à élimination d’arrière-plan
Dans l’industrie de transformation du bois, des panneaux en bois présentant différentes couleurs, formes et surfaces sont transportés d’une station d’usinage à l’autre par des convoyeurs à chaîne. Plusieurs capteurs reflex à élimination d’arrière-plan montés au-dessus de la ligne de convoyage assurent le contrôle de présence des panneaux. Grâce à leur plage de détection élevé et au spot lumineux élargi, les capteurs détectent les panneaux en bois les plus divers, y compris ceux comprenant des zones sombres, des veinages ou des dégradations.
Dans l’industrie de transformation du bois, des panneaux en bois présentant différentes couleurs, formes et surfaces sont transportés d’une station d’usinage à l’autre par des convoyeurs à chaîne. Plusieurs capteurs reflex à élimination d’arrière-plan montés au-dessus de la ligne de convoyage assurent le contrôle de présence des panneaux. Grâce à leur plage de détection élevé et au spot lumineux élargi, les capteurs détectent les panneaux en bois les plus divers, y compris ceux comprenant des zones sombres, des veinages ou des dégradations.
Détection de la présence d’objets selon le principe énergétique
Détection de présence, contrôles de hauteur d’empilage ou tâches de comptage avec des capteurs reflex énergétiques
Pour permettre un écoulement homogène de l’eau chaude à travers les capsules dans les machines à café et, ainsi, obtenir un goût harmonieux, les capsules doivent être dotées de membranes non tissées blanches et très fines. Une fois les capsules remplies de café moulu et les membranes posées par-dessus, la présence de ces dernières est contrôlée par des capteurs réflex à principe de fonctionnement énergétique. Montés au-dessus du convoyeur, ils détectent avec fiabilité la différence entre le café moulu sombre et la membrane blanche, même à une vitesse élevée de la bande.
Pour permettre un écoulement homogène de l’eau chaude à travers les capsules dans les machines à café et, ainsi, obtenir un goût harmonieux, les capsules doivent être dotées de membranes non tissées blanches et très fines. Une fois les capsules remplies de café moulu et les membranes posées par-dessus, la présence de ces dernières est contrôlée par des capteurs réflex à principe de fonctionnement énergétique. Montés au-dessus du convoyeur, ils détectent avec fiabilité la différence entre le café moulu sombre et la membrane blanche, même à une vitesse élevée de la bande.
Secteurs d’application privilégiés des capteurs reflex
Industrie du bois
Dans l’industrie de transformation du bois, on utilise de préférence des capteurs reflex à élimination d’arrière-plan fonctionnant selon le principe de la mesure du temps de parcours de la lumière, tels que les capteurs P1PH9.
Industrie automobile
Dans l’industrie automobile, on utilise des capteurs reflex à élimination d’arrière-plan fonctionnant selon le principe de la mesure d’angle (triangulation), tels que les capteurs P1PH.
Secteur de l’emballage
Les capteurs reflex à élimination d’arrière-plan fonctionnant selon le principe de triangulation, tels que ceux de la série P1KH, sont mis en œuvre dans l’industrie des emballages.
Industrie électronique
Dans l’industrie électronique, on utilise des capteurs P1KT, c’est-à-dire des capteurs reflex énergétiques.
Logistique
Les capteurs reflex à élimination d’arrière-plan fonctionnant selon le principe de triangulation, tels que ceux de la série P1KH, sont mis en œuvre pour des applications logistiques.
Industrie agroalimentaire
Les capteurs reflex énergétiques, tels que ceux de la série OTII en design hygiénique, sont mis en œuvre dans l’industrie alimentaire.
Instructions pour un montage conforme des capteurs reflex
Objets très brillants, réfléchissants et irréguliers
Il convient de s’assurer de l’absence de réflexions directes sur l’optique de réception en cas de surfaces fortement réfléchissantes, brillantes ou irrégulières, celles-ci étant susceptibles d’entraver la détection d’objets.
Conseil : Éviter les réflexions directes dues au positionnement.
Marches, arêtes, cavités
Pour garantir une détection fiable, le spot lumineux doit être orienté directement vers l’objet. Pour les variantes avec un large spot lumineux, il convient de veiller à ce que la taille de l’objet soit suffisante.
Conseil : Orienter le spot lumineux entièrement vers l’objet.
Déplacement d’objets
Pour les objets mobiles, le déplacement doit s’effectuer perpendiculairement à l’axe émetteur/récepteur du capteur afin d’éviter des reflexions directes sur le récepteur.
Conseil : Installer le capteur de manière orthogonale !
Arrière-plan
Si possible, aligner le capteur reflex à élimination d’arrière-plan sur un arrière-plan statique défini. Assurer une distance suffisante de l’objet par rapport à l’arrière-plan en fonction de l’hystérésis de commutation du capteur.
Conseil : Alignez le capteur sur un arrière-plan défini, tel qu’une pièce de machine statique.
