Le fonctionnement et la technologie des détecteurs de distance optiques
Fonctionnement et technologie des détecteurs de distance laser
Comment fonctionne un détecteur de distance laser ?
Un détecteur de distance laser, également détecteur de déplacement laser, mesure les distances afin de détecter un objets dans une certaine portée de mesure. Les détecteurs de distance laser sont basés sur plusieurs technologies. L'une des plus importantes est le principe de triangulation. Ici, un point ou une ligne laser est projeté sur l'objet dont il faut détecter la position. L'objet réfléchit une partie de la lumière, ce qui frappe l'élément récepteur du détecteur. La position de la lumière frappant l'élément récepteur dépend de la distance entre le détecteur et l'objet. Ainsi, tout change de la distance change la position du signal sur l'élément récepteur. Un capteur correctement calibré mesure la distance de l'objet avec une grande précision.
En savoir plus sur les détecteurs de distance laser :
La triangulation est une méthode de mesure de distance géométrique basée sur la formation d'un triangle entre des points de référence connus et l'objet cible. L'élément central est une source laser qui émet un faisceau lumineux sur un objet cible. La lumière est réfléchie par l'objet cible, puis détectée par l'élément récepteur qui réagit à la position du signal. L'angle d'incidence varie en fonction de la distance de l'objet et, par conséquent, la position du signal sur l'élément récepteur change de manière correspondante. À l'aide de données de calibrage, on déterminer la distance entre le détecteur et l'objet à partir de la position du signal sur l'élément récepteur. Améliorer la performance des composants critiques améliore la performance du détecteur, en particulier sur les surfaces très difficiles. Des exemples sont les surfaces lisses et brillantes dont le signal à l'élément récepteur et très faible. La triangulation est une technologie établie depuis longtemps basée sur une méthode très précise et fiable pour la mesure de distance. La triangulation est idéale pour mesurer la distances d'un millimètre jusqu'à quelques mètres. Alternativement, il y a, d'autres technologies car la précision et la fiabilité de la triangulation diminuent lorsque la distance s'agrandit. Les détecteurs actuels utilisant la triangulation offrent une grande variété d'interfaces et permettent une intégration simple et souple dans le contrôleur. IO-Link est un interface sérielle très commun. Les produits avancés sont dotés des protocoles Ethernet comme Profinet, EtherNet/IP, EtherCAT ou OPC UA.
Au cours d’une mesure de distance, le capteur est immédiatement opérationnel et indique la distance du capteur par rapport à l’objet. La valeur mesurée peut, par exemple, être utilisée pour le positionnement précis d’objets ou pour le réglage d’une installation. Une sortie numérique peut être paramétrée en option.
S’il faut, par exemple, vérifier que des objets respectent bien des tolérances dimensionnelles, l’apprentissage d’une référence permet de mesurer directement la tolérance, et ainsi de déterminer directement l’écart avec la mesure de consigne. Dans ce cas, une sortie numérique peut aussi être paramétrée en option.
Formes de faisceau
Outre les différentes tailles et portées, la forme du faisceau joue également un rôle important. En vertu du développement continu, Baumer offre trois formes de faisceau :
Des algorithmes performants intégrés dans le capteur rendent les capteurs de distance laser très sensibles aux sources lumineuses parasites. Cela garantit un fonctionnement solide garantissant la sécurité des processus.
Les capteurs de distance optiques de Baumer s’adaptent automatiquement aux différentes couleurs des objets et luminosités, et ce par la variation de l’intensité d’émission et l’optimisation de la durée d’exposition. Ceci les rend indépendants à la réflexivité d’un objet. Il devient même possible de réaliser des mesures sur des objets d’une réflexivité jusqu’à 2 %.
Les mesures de plusieurs capteurs peuvent être synchronisées par l’entrée Synch-In. Pour des mesures d’épaisseur, deux capteurs en mode synchrone peuvent être déclenchés simultanément via l’entrée Sync. Par contre, en mode asynchrone, plusieurs capteurs se gênant mutuellement dans une application sont commandés consécutivement.
L'activation du filtrage peut réduire le bruit et par là même augmenter la résolution. Un filtre sera aussi utilisé pour empêcher des erreurs de mesure. La sortie n’est modifiée qu’au terme d’un nombre défini de valeurs mesurées. Ce filtre n’influe pas sur la fréquence de mesure, mais bien sur le temps de réponse. La fonction de filtre peut être paramétrée en sélectionnant des modes de précision prédéfinis.
L’utilisateur peut adapter la plage de mesure jusque dans ses limites maximales, avec la touche d’apprentissage Teach, par le biais de la ligne Teach ou via l’afficheur. La sortie analogique a sa course complète dans cette plage d’apprentissage et ainsi une précision de mesure plus élevée. Le réglage usine correspond à la plage de mesure maximale.
Une sortie de commutation doit commuter dès qu’une valeur de mesure est supérieure ou inférieure à une valeur limite définie. Pour un signal de commutation fiable, l’hystérésis (différence du point de commutation et du point de retour) peut être paramétrée en millimètres de façon absolue. Un fonctionnement sûr de l’installation sera garanti, indépendamment de la position de l’objet dans le champ de mesure.
Time-of-Flight (Mesure du temps de vol)
La mesure du temps de vol est une méthode de mesure indirecte de la distance en mesurant le temps nécessaire à un signal pour parcourir la distance de mesure. Dans la pratique, cela signifie qu'un émetteur envoie un paquet de signaux qui est réfléchi par l'objet et reçu par le récepteur. Dans le capteur, le temps de vol et/ou le décalage de phase sont évalués et convertis en une distance. La technologie de la mesure du temps de vol permet de détecter des objets de manière précise et fiable sur de grandes distances.
Reconnaissance d’objets fiable même en cas d’objets très sombres, réfléchissants, brillants ou de forme irrégulière, indépendamment de l’angle de montage
Large zone de détection jusqu’à 2,6 m grâce à la mesure de la vitesse de propagation de la lumière
Intégration facile et paramétrage rapide via l’interface IO-Link standardisée
