Détecteurs photoélectriques
(9 099)Les capteurs photoélectriques de l’offre de TME sont principalement des éléments destinés à être utilisés dans les systèmes d’automatisation industrielle. Cependant, cette offre comprend également des composants optoélectroniques utilisés comme pièces pour la production d’autres dispositifs complexes, par exemple des détecteurs de système d’alarme, des contrôleurs d’éclairage automatiques, etc. Il est impossible de décrire toute la gamme de produits en détaillant chaque solution proposée par les fournisseurs. Concentrons-nous sur la division de base des capteurs photoélectriques et les caractéristiques des différents groupes de produits.
Types de capteurs électriques
Tout d’abord, il convient de souligner que le type de capteur peut faire référence à plusieurs paramètres – à la technologie dans laquelle l’émetteur ou le capteur a été fabriqué, au mode de fonctionnement, à la construction, à l’objectif, à la méthode d’assemblage, etc. Vous trouverez ci-dessous un certain nombre de exemples, mais ce ne sont pas des catégories d’exclusion. Par exemple : le capteur réfléchissant peut être conçu pour un montage sur circuit imprimé et utiliser en même temps une lumière infrarouge.
Capteur réfléchissant et paire émetteur-récepteur
En ce qui concerne le principe de fonctionnement, la division principale dans le groupe des capteurs photoélectriques est liée à la propagation du rayonnement électromagnétique. La plupart des capteurs émettent de la lumière (sur sa portée en un instant), qui est ensuite captée par le capteur. La lumière peut être réfléchie par l’objet détecté et revenir au module à partir duquel elle a été envoyée (on parle alors de capteurs réfléchissants) ; ou être envoyé à un récepteur à distance (paire d’émetteurs-récepteurs). Dans ce dernier cas, si le capteur ne reçoit pas de rayonnement avec des paramètres spécifiques (c’est-à-dire tel qu’il a été émis), la sortie du capteur sera réglée sur un état indiquant la présence d’un objet sur la ligne entre la source lumineuse et le récepteur. Ce type d’appareil se caractérise généralement par une haute précision et une grande distance de travail maximale (surtout s’il a été réalisé en technologie laser).
Bien sûr, le fait de placer des modules de l’émetteur et du récepteur séparés n’est pas toujours une solution optimale ni même réalisable. Dans de telles situations, il est possible d’utiliser un capteur réfléchissant combiné à un réflecteur – il combine également l’émetteur et le capteur dans un seul boîtier, mais au lieu d’enregistrer la lumière réfléchie par la surface de l’objet, il réagit à l’interruption du faisceau réfléchi par le miroir. Le réflecteurs sont disponibles dans une branche séparée du catalogue TME.
Infrarouge, UV, laser et micro-ondes
Les capteurs photoélectriques utilisent un rayonnement de différentes longueurs d’onde. Chaque portée présente des avantages spécifiques pour répondre aux besoins des applications sélectionnées. Par exemple, les micro-ondes se propagent bien dans l’air pollué ou enfumé. Ils pénètrent également dans certains matériaux – ce qui vous permet de détecter de gros objets (solides), mais ignorez, par exemple, les feuilles ou les liquides. Le rayonnement infrarouge, à son tour (IR, de l’anglais infrared) peut être utilisé dans des endroits intensément éclairés par d’autres types de lumière (interférence de fond), même avec un peu de lumière solaire. C’est une caractéristique particulièrement importante dans le cas des lignes de production ou des entrepôts, où un éclairage complet est installé en raison de la sécurité et du confort de travail. Encore une autre gamme de rayonnement utilisée dans les capteurs est l’ultraviolet. Il convient de noter que tous les capteurs mentionnés ci-dessus utilisent un rayonnement invisible à l’œil humain, ce qui constitue un avantage supplémentaire dans des applications telles que les systèmes d’alarme.
Indépendamment de la fréquence de la lumière utilisée, une catégorie notable de capteurs sont les éléments qui utilisent laser – c’est-à-dire un faisceau de rayons étroit et intense. Ces solutions se caractérisent par la précision et rapidité, vous permettant de contrôler les processus de production de masse dans les domaines nécessitant la plus grande précision, tels que la production de composants électroniques. Un avantage supplémentaire des lasers est leur très longue portée.
Capteurs de mouvement
Les capteurs de mouvement n’utilisent souvent pas d’émetteur, car leur fonctionnement est basé sur la détection de changements plus ou moins brusques d’intensité de la lumière naturelle (ou émise par d’autres sources). L’exemple le plus simple de tels éléments sont les interrupteurs automatiques utilisés dans les bâtiments résidentiels, les couloirs, les parkings, etc.
Détection photoélectrique de niveau de liquide
Il existe plusieurs technologies utilisées pour la détection du niveau de liquide couramment utilisées. Les plus anciens sont des interrupteurs ou des interrupteurs reed fonctionnant en tandem avec un flotteur. L’utilisation d’un capteur photoélectrique présente ici l’avantage d’être caractérisée par une très haute sécurité et également de ne pas nécessiter de casser la structure de la cuve/du réservoir. De plus, l’état de pratiquement n’importe quelle substance peut être surveillé à l’aide de cette méthode, car aucun élément n’entre en contact avec le liquide observé et le rayonnement électromagnétique reste indifférent à la grande majorité des composés chimiques.
Capteurs de couleur et de contraste
Un type spécial de capteurs sont des éléments qui peuvent détecter les couleurs et le contraste. Ils sont utilisés pour la ségrégation automatique, la détection de la décoloration, ainsi que la lecture des marquages. La reconnaissance des couleurs se fait le plus souvent en émettant alternativement de la lumière dans plusieurs couleurs (par exemple RGB, c’est-à-dire rouge, vert et bleu (RVB)) et en mesurant l’efficacité avec laquelle la surface réfléchit le rayonnement de différentes longueurs d’onde. Sur la base des informations collectées, le système numérique peut déterminer la couleur de l’objet avec une grande précision. Il convient toutefois de noter qu’en raison du mode de fonctionnement, ces types de capteurs se caractérisent par une petite distance de travail maximale ainsi qu’un temps de réponse légèrement plus long. Ils nécessitent également de fournir des conditions optiques appropriées pendant la mesure (afin qu’il n’y ait pas d’interférence).
Lecteurs de code-barres
Les codes-barres sont devenus un élément indispensable des chaînes d’approvisionnement, des systèmes logistiques et de l’organisation des entrepôts. Ils sont lus à l’aide d’un type spécial de capteurs photoélectriques qui fonctionnent à l’aide d’un faisceau laser réfléchi par un miroir oscillant. Le lecteur de code-barres est donc un module qui combine plusieurs éléments, dont électromécanique et électromagnétique. Selon le modèle, le scanner peut lire à l’aide d’un système à microprocesseur intégré et transférer des données via le bus numérique – ou transmettre des informations sur le fragment de code actuellement lu à un autre transducteur responsable du traitement de l’information (ici généralement une sortie transistor est utilisé ce qui garantit la vitesse de transmission appropriée).
Barrières immatérielles
Les barrières immatérielles (laser) sont un autre type intégré de capteurs photoélectriques. C’est un produit que l’on retrouve le plus souvent dans les ascenseurs et autres intérieurs automatiquement fermés. Ils sont utilisés pour détecter des objets dans un seul plan avec une zone relativement grande. Ils sont constitués d’un module d’émission et de réception (il s’agit parfois d’un couple d’éléments combinant les deux fonctions). Ils utilisent une série d’émetteurs laser émettant un réseau dense de faisceaux, grâce auxquels la barrière détecte même les petits objets. Parmi les applications principales de ces produits il y a surtout les systèmes de sécurité car ils sont utilisés par exemple pour détecter un accès indésirable à des espaces où la santé ou la vie peut être en danger (les lignes de production, la pulvérisation chimiques, etc.) ou pour confirmer qu’il n’y a pas d’obstacles ou de personnes à l’endroit où la porte/le volet sont fermés.
Capteurs photoélectriques imprimables
La catégorie des capteurs photoélectriques comprend à la fois des modules pour des applications industrielles et des composants, des composants pour la production de dispositifs complexes. Leur format permet de placer le capteur dans une carte de circuit imprimé (généralement technologie de montage en travers des perçages, THT). Ces versions comprennent les capteurs de mouvement, réfléchissant ou de couleur évoqués ci-dessus. Un élément spécifique que l’on trouve presque exclusivement dans la version compacte sont les paires d’émetteurs-récepteurs à fente. Ils sont utilisés dans la réalisation decodeurs détectant la position de l’arbre moteur et dans les circuits détectant leur vitesse de rotation. La construction d’un tel module est très simple – dans l’espace entre l’émetteur et le capteur, le bord du bouclier avec des fentes radiales est placé. En comptant les interruptions du faisceau dans une période de temps donnée, il est possible de déterminer à quelle vitesse le disque tourne, et donc – l’axe sur lequel il est monté. L’élément à fentes peut également être utilisé pour contrôler le parcours des bandes perforées (cette technique est utilisée par exemple dans les chargeurs automatiques d’éléments SMD).
Applications des capteurs photoélectriques
La détection d’objets et de leur emplacement à l’aide d’ondes lumineuses présente de nombreux avantages. Elle est non invasive, sécuritaire, silencieuse, résistante à de nombreux facteurs environnementaux, elle peut être pratiquée sur de longues distances. De plus, les capteurs photoélectriques se caractérisent par une fiabilité et une durée de vie élevées. Toutes ces caractéristiques les rendent populaires dans de nombreux domaines : dans les installations industrielles (lignes de production), les entrepôts et la logistique.
Paramètres importants des capteurs photoélectriques
Selon le type spécifique de capteur, il sera décrit par des paramètres spécifiques – cependant, 4 d’entre eux restent pratiquement inchangés. La première est la portée, qui définit la distance minimale et maximale autorisée entre la face du capteur et l’objet détecté (dans le cas de paires émetteur-récepteur, ce sera la distance entre les modules). Ici vous pouvez trouver des valeurs de quelques millimètres à des dizaines de mètres – le choix de la bonne solution sera toujours le résultat de la précision requise, de l’espace disponible et de la taille des objets surveillés.
La fréquence de fonctionnement détermine la période de temps pendant laquelle l’état à la sortie du capteur est rafraîchi. Cette valeur est liée, mais non synonyme, au temps de réponse. Le retard dépend toujours de plusieurs facteurs. Par exemple : le type de capteur, le capteur utilisé, l’interface de sortie (la sortie transistor sera toujours plus rapide que le bus numérique), etc.
Lors du choix des capteurs photoélectriques, il convient également de prêter attention à la configuration (type) de la sortie. Cela sera évident lors de la construction d’une nouvelle installation, mais plus compliqué lors du choix d’un élément de remplacement ou de l’extension du système existant. Le module peut avoir un transistor (NPN ou PNP), un relais (circuit normalement ouvert ou normalement fermé), ainsi qu’analogique (courant, tension). Le type de cordon est lié à un autre paramètre spécifique des capteurs photoélectriques, qui est le mode de fonctionnement. Il est appelé « DARK-ON » ou « LIGHT-ON ». Cela signifie littéralement lorsque la sortie est activée : lorsqu’elle s’éteint ou qu’une lumière est détectée.
Autres caractéristiques
Un certain nombre de paramètres qui déterminent les capacités et les portées des capteurs photoélectriques ne nécessitent pas de commentaire plus large. Dans les spécifications, les fabricants spécifient la tension d’alimentation admissible, la tolérance thermique du module, sa consommation d’énergie et la capacité de charge admissible des sorties. En raison des diverses exigences des processus industriels, le matériau dont est fait le corps du capteur est également spécifié (il peut s’agir de matériaux aux propriétés inhabituelles, par exemple une haute résistance aux huiles ou aux substances caustiques). Bien sûr, les caractéristiques comprennent également des données sur le type de connexion (les capteurs sont souvent réalisés avec un câble installé en usine) et la classe d’étanchéité à laquelle répond le boîtier du capteur. Ce dernier atteint rarement une valeur inférieure à IP65, c’est-à-dire une parfaite étanchéité à la poussière et une résistance aux éclaboussures (souvent totalement étanche).
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