58 COMPOSANTS D`AUTOMATISMES

G uide d’achat
COMPOSAN T S D ’ A U T O M A T I S M E S
Les détecteurs de produits
transparents
ou réfléchissants

Pour détecter le passage de pièces défilant sur un convoyeur, contrôler la présence d’une étiquette sur un flacon ou surveiller le niveau
de remplissage d’un réservoir, ce ne sont pas les solutions qui manquent. Outre les méthodes à contact, il existe cinq technologies sans
contact : les détecteurs optiques, magnétiques, inductifs, capacitifs et à ultrasons... Mais lorsque les produits à détecter sont transparents
ou réfléchissants, le choix se rétrécit. L’ultrason et le capacitif font souvent l’affaire. Les détecteurs optiques sont également couramment
utilisés, mais il s’agit souvent de modèles spécialement développés pour ce type d’applications.
P
58
nuation sont donc potentiellement utilisables, mais il faut rivaliser d’astuces : utiliser
des modèles spécifiques, jouer avec les réflexions, les contrastes, les portées... et
s’adapter à un environnement dont on ne
maîtrise pas tous les facteurs. Les pièces dé-
filant sur les convoyeurs ne sont pas toujours
alignées comme on le voudrait, elles ne se
présentent pas toujours de manière idéale
devant le détecteur, l’arrière-plan est parfois
trop réfléchissant, les contrastes de luminosité parfois trop importants d’une pièce à
Baumer Electric
armi les nombreux composants
d’automatismes qui permettent
d’assurer une détection tout-ourien, les détecteurs optiques offrent de précieux atouts. Avec des portées
élevées, des temps de réponse extrêmement
courts et de multiples configurations permettant de se plier à toutes les contraintes
mécaniques d’une installation, ils peuvent en
En bref
théorie répondre à
 Pour détecter le passage, la
toutes les applications.
présence ou le niveau de
Seulement voilà, lorsproduits transparents, on
qu’on a affaire à des
peut utiliser trois solutions :
matériaux transparents
les détecteurs optiques,
ou réfléchissants, il y a
capacitifs et à ultrasons.
la théorie d’un côté et
 Chaque technologie a des
la pratique de l’autre…
caractéristiques et un champ
Contrairement aux
d’applications très spécifipièces opaques, les obque.
jets transparents n’in Pour réussir son application,
terrompent pas le faisil faut prendre en compte de
ceau lumineux issu de
nombreux critères. Parmi
l’émetteur, mais ils
eux, l’environnement, les
l’atténuent. Les déteccadences et la nature de
teurs optiques capables
l’objet à détecter.
d’observer cette atté-
La détection de produits transparents ou réfléchissants s’effectue le plus souvent par des méthodes sans contact, avec des détecteurs
optiques, capacitifs ou à ultrasons. Le choix est dicté par l’application.
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Omron Electronics
La plupart des cellules optiques utilisées dans la détection de
produits transparents sont des barrières réflex constituées d’un
capteur et d’un réflecteur. Pour les produits réfléchissants, on
utilise des barrières réflex polarisées, où l’émetteur et le
récepteur sont tous deux dotés d’un filtre polarisant.
l’autre, et l’on n’est pas à l’abri qu’un objet
transparent se comporte, sous un certain
angle, comme une surface réfléchissante…
bref, l’application est souvent moins simple
qu’elle n’y paraît.
Pour surmonter ces contraintes, il existe une
large variété de solutions. Celles-ci diffèrent
selon le type de détecteur utilisé : barrières
simples (ou barrages), barrières réflex ou
détecteurs directs.
Les barrières simples sont constituées
d’un émetteur et d’un récepteur distincts,
montés en vis-à-vis. L’objet, qui passe entre
les deux, est détecté lorsqu’il coupe le faisceau optique. Cette configuration impose de
monter et d’aligner deux boîtiers, mais elle
ne manque pas d’attraits. C’est celle qui
autorise les portées les plus élevées (plusieurs dizaines de mètres) et c’est la plus
robuste (les barrières simples peuvent être
installées dans des environnements poussiéreux ou humides).
Grâce à leur principe, les barrières simples
détectent très facilement la présence ou le
passage de tous les objets dotés d’un faible
facteur de transmission (autrement dit les
pièces opaques ou réfléchissantes). La détection des pièces transparentes, en revanche,
est problématique. Comme le faisceau ne
traverse qu’une seule fois la pièce, son intensité lumineuse est trop faiblement atténuée
pour que le récepteur voie un quelconque
changement.
Dans le cas des barrières réflex, l’émetteur
et le récepteur sont regroupés dans le même
boîtier. La lumière émise est renvoyée par un
réflecteur placé en vis-à-vis. Comme dans le
cas des barrières simples, c’est l’interruption
du faisceau optique qui provoque la commutation du détecteur.
Les barrières réflex offrent une portée plus
faible que les barrières simples (moins de
15 mètres) et nécessitent un environnement
plus propre. Dans leur configuration standard, ces détecteurs sont peu adaptés à la
détection d’objets réfléchissants, qui pourraient renvoyer une quantité plus ou moins
importante de lumière sur le récepteur. Pour
les détecter, il faut utiliser une barrière réflex
polarisée, où l’émetteur et le récepteur sont
tous deux dotés d’un filtre polarisant (de
direction opposée). Dans ce cas, la lumière
réfléchie par l’objet réfléchissant est “bloquée” à l’entrée du récepteur. Ce dernier, qui
ne reçoit plus la lumière provenant du réflecteur, détecte l’objet comme s’il était opaque. La portée, toutefois, est diminuée de
30 à 40 % par rapport aux barrières réflex
standard…
Dans le cas des produits transparents, c’est
l’inverse qui se produit. Comme le faisceau
optique traverse deux fois l’objet, son atténuation est plus facile à mesurer que dans le
cas des barrières simples (notamment pour
les barrières réflex à faible hystérésis qui permettent de détecter de petites différences de
signal).
Dans les détecteurs directs, l’émetteur et
le récepteur sont là aussi dans le même boîtier, mais les ressemblances s’arrêtent là.
La détection de produits transparents
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(1) - Barrières optiques spécifiques pour la détection de liquides transparents à travers une paroi opaque.
(2) - Certains détecteurs capacitifs permettent de détecter un niveau de remplissage à travers une paroi métallique
NB : il est également possible de détecter des liquides ou des matériaux transparents grâce à des détecteurs à rayons X (utilisés
davantage dans les laboratoires que dans le milieu industriel).
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59
Guide d’achat
En dehors de ces cas particuliers, la détection
reste délicate. Il faut notamment tenir compte
du pouvoir réfléchissant de l’arrière-plan et
de la sensibilité du détecteur (surtout si deux
pièces consécutives ne présentent pas le
même facteur de réflexion).
En règle générale, les barrières réflex restent
donc le moyen le plus fiable de détecter les
produits transparents. Quant aux produits
réfléchissants, « ils ne posent pas de réels problèmes en détection optique, souligne Olivier
Jacquot, chef produits “Détection” chez
Omron Electronics. Ils peuvent être détectés avec des
barrières simples, des détecteurs directs ou même avec
des barrières réflex, du moment que l’on prend ses
précautions ».
Balluff
Dans un détecteur réflex,
l’émetteur et le récepteur
sont dans le même boîtier.
La lumière émise est
renvoyée par un réflecteur
placé en vis-à-vis. L’objet est
détecté lorsqu’il coupe
le faisceau optique.
Les critères de choix
Contrairement aux deux configurations précédentes, la détection n’est pas déclenchée
par l’interruption du faisceau, mais par le
renvoi du faisceau par l’objet.
Cette configuration présente un avantage de
taille en terme d’intégration mécanique : le
montage est facilité, il n’est pas nécessaire
d’avoir accès aux deux faces de l’objet,
d’alimenter deux boîtiers ou d’utiliser un
réflecteur.
En revanche, les portées sont nettement plus
faibles que dans le cas des barrières, et elles
sont influencées (dans le cas des détecteurs
énergétiques) par le facteur de réflexion de
l’objet à détecter. Du coup, très peu de fournisseurs conseillent d’utiliser des détecteurs
directs pour la détection de produits transparents… A moins d’utiliser des détecteurs spécifiques relativement sophistiqués, ou de se
placer dans des conditions particulières. « C’est
le cas par exemple si l’on place le détecteur à un centimètre
de l’objet transparent et que l’on exploite son pouvoir réfléchissant », indique Eric Sarraillon, chef produits
chez Schmersal France. C’est le cas aussi pour les
capteurs à fibre optique placés à moins d’un
centimètre d’un objet transparent.
Dans l’ensemble, les fournisseurs que nous
avons interrogés sont unanimes : la détection
de produits transparents ou réfléchissants est
un domaine bien maîtrisé, dans lequel il y a
très peu de mauvaises surprises.
Le plus souvent, la détection de produits
transparents correspond, chez les fabricants
de détecteurs optiques, à une gamme de
produits spécifique. Chez Omron Electronics,
par exemple, « les cellules opto destinées à cette
application ont trois particularités : un faisceau focalisé (huit fois plus petit que celui des cellules
classiques), un récepteur particulier basé sur un PSD
Détecteurs optiques : trois configurations
Configuration
60
Principe
Barrière simple
(émetteur et récepteur)
L’émetteur et le récepteur sont dans
deux boîtiers distincts montés en vis-à-vis.
L’objet est détecté lorsqu’il coupe
le faisceau optique.
Barrière réflex
(capteur et réflecteur)
L’émetteur et le récepteur sont dans le
même boîtier. La lumière émise est
renvoyée par un réflecteur. L’objet est
détecté lorsqu’il coupe le faisceau optique.
Détecteur direct
(proximité)
L’émetteur et le récepteur sont dans
le même boîtier. La lumière émise est
réfléchie par l’objet, qui est alors détecté.
Application aux produits
transparents ou réfléchissants
Principales caractéristiques
Portée élevée (plusieurs dizaines
de mètres)
 Utilisation en environnement difficile
(brouillard, fumée, poussières…)
 Bonne répétabilité
 Nécessite de monter deux boîtiers
et de les aligner
 Risques de réflexions parasites

Facilité de montage (émetteur et
récepteur dans le même boîtier)
 Nécessite d’utiliser un réflecteur
 Portée moyenne (< 15 m)
 Nécessite un environnement
relativement propre

Montage simple et économique
Portée plus faible que les barrières (< 1 m)
 Nécessite un environnement propre
 Portée influencée notamment par
l’état de surface de la pièce et son pouvoir
réfléchissant (détecteurs énergétiques)


Convient à la détection de pièces
opaques ou réfléchissantes
 Peu adapté à la détection des objets
à faible atténuation (mis à part
quelques modèles spécifiques).

Atténuation plus facile à mesurer
qu’avec une barrière simple
(le faisceau traverse deux fois l’objet)
 Modèles “spécial verre” dotés d’un
émetteur et d’un réflecteur spécifiques
pour la détection de pièces
transparentes
 Peu adapté à la détection d’objets
réfléchissants (sauf si on utilise un
filtre de polarisation).

Peu adapté à la détection de pièces
transparentes (sauf dans des conditions
particulières)
 Détection difficile lorsque l’objet a
un état de surface lisse et brillant
 Modèles “à focale en V” facilitant
la détection de produits réfléchissants

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et un réflecteur spécifique », indique M. Jacquot.
Même chose chez IFM Electronic, qui propose
des cellules “spécial verre” dotées d’une plus
grande sensibilité que les modèles classiques,
ou chez Panasonic Electric Works, qui offre un
barrage spécifique pour la détection de niveau de liquides à travers des récipients
transparents, translucides ou colorés (tels
que des bouteilles de shampoing).
Pour la détection d’objets réfléchissants, certains fournisseurs proposent aussi des détecteurs spécifiques (dits “à focale en V” ou “à
optique en V”) dont les angles d’émission et
de réception permettent d’assurer le retour
du faisceau vers le récepteur.
Pour réussir son application, il faut bien sûr
sélectionner la technologie la mieux adaptée,
mais aussi prendre en compte un certain
nombre de critères.
Les fonctions spécifiques. Comme les
détecteurs “classiques”, les modèles destinés
à la détection de produits transparents ou
réfléchissants offrent un large choix de fonctionnalités permettant de s’adapter aux contraintes de l’application.
Parmi les outils les plus précieux, la présence
de filtres de polarisation. « Ils sont utiles par
exemple lorsque l’objet transparent se comporte
comme une surface réfléchissante. Sans polarisation,
le détecteur pourrait confondre cette réflexion avec
celle qui provient du réflecteur, et ne pas détecter la
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Guide d’achat
Les détecteurs à ultrasons permettent de détecter tout type de
pièces, indépendamment de leur nature ou de leur état de
surface.
présence de l’objet », indique Antoine Lavaux,
responsable produits chez Sick. L’utilisation
d’un filtre permet aussi de supprimer les
interférences éventuelles avec d’autres sources lumineuses, et d’augmenter ainsi la fiabilité du détecteur optique.
Autre fonction utile, la compensation automatique de l’encrassement. Le principe est
très simple. Un détecteur réflex reçoit en
permanence un certain retour de lumière
provenant du réflecteur. S’il voit que le niveau de lumière diminue, il réajuste automatiquement son seuil de détection pour
compenser la perte…
Cette fonction permet de prolonger les intervalles de nettoyage, et d’utiliser les détecteurs optiques dans des environnements
relativement difficiles (sales ou poussiéreux).
Certains modèles permettent d’aller plus
loin. Wenglor vient par exemple d’introduire
un détecteur qui réajuste automatiquement
la distance de commutation en fonction
d’un grand nombre de facteurs, tels que la
température extérieure, l’encrassement ou le
vieillissement.
La fonction de suppression d’arrière-plan est
elle aussi particulièrement utile. Dans ce cas,
« le réglage se fait sur la géométrie du faisceau et
non sur la quantité de lumière reçue », indique
M. Jacquot (Omron Electronics). « La suppression
d’arrière-plan permet par exemple de détecter tout
type d’objet situé devant un fond trop réfléchissant »,
indique Emmanuel Bachelier, technicien
produits chez IFM Electronic. Elle permet
aussi de supprimer d’éventuels éléments
perturbants (tels que les pièces trop réfléchissantes d’une machine-outil).
Le type d’émission lumineuse. Suivant
les cas, les détecteurs tout-ou-rien optiques
émettent en lumière infrarouge, en ultraviolet (pour la détection de repères luminescents), en lumière visible rouge, verte ou
bleue, ou en laser rouge.
« Dans la détection de produits transparents, la lumière bleue est souvent utilisée. Elle offre une
Quelle méthode choisir ?
Type de détecteur
Principaux avantages
Portées élevées (plusieurs dizaines de mètres)
Temps de réponse très courts
(fréquences de commutation de l’ordre du kHz)
 Détection d’objets de petite taille
dans un espace réduit grâce aux modèles
à fibre optique


Optique
Détection de tout type d’objet (réfléchissant
ou transparent, métallique ou non,
liquide ou solide, conducteur ou pas, etc.)
 Cadences élevées
 Coût inférieur à celui des détecteurs
optiques ou à ultrasons

Capacitif
Détection de tout type de pièces (sauf
absorbants phoniques) indépendamment de
leur état de surface ou de leur brillance
 Portées élevées (plusieurs mètres)
 Robustesse : utilisation dans le brouillard,
la poussière ou dans une luminosité extrême,
insensibilité à l’encrassement, etc.
 Modèles “barrage” dotés de fréquences de
commutation élevées (de l’ordre d’une centaine
de Hz)

Ultrasons
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Principales limitations
Exemples d’applications
Sensibilité à l’environnement (poussières,
projections diverses…), sauf modèles à
compensation automatique de l’encrassement
 Coût (100-150 euros)
Détection de tout type de pièces à grande
distance, détection de niveau à travers une
paroi transparente (ou opaque avec certains
modèles)
Application privilégiée : détection de présence
ou de passage dans la manutention et le
convoyage
Faibles portées (< 100 mm)
Détection de tout type de pièces dans un
espace réduit, contrôle de remplissage
et détection de niveau de liquides ou de
solides, contrôle du contenu d’emballages,
détection d’étiquettes opaques ou
transparentes, etc.
Application privilégiée : détection de contenu
dans les industries agroalimentaires ou chimiques
Fréquence de commutation relativement faible
(< 30 Hz)
 Coût (150-300 €)
 Ne fonctionne pas sous l’eau, dans le vide
ou à des pressions élevées
 Détection difficile des objets chauds ou
très froids (utilisation de -10 à 50 °C)
 Sensibilité aux courants d’air
Détection de produits transparents ou
réfléchissants (papier d’aluminium,
carreau de verre, bouteilles…), détection
de présence ou de niveau de liquide
(du moment qu’il n’y a pas de paroi
à traverser)
Application privilégiée : détection de présence
à des distances relativement importantes
dans un environnement difficile


61
Guide d’achat
Les détecteurs de produits transparents
Type de détecteur
Optique
A ultrasons
Asteel Jaysensor

Balluff

Baumer Electric


Baumer Electric (Afimès)


Bernstein

Bernstein (Afimès)

Capacitif


Capacitec

Carlo Gavazzi



Contrinex



Crouzet Automatismes

Datasensor

Datasensor (Afimès)

Dinel

Dinel (Afimès)

Honeywell
IBS Precision Engineering

IFM electronic

IMO Jeambrun

Keyence

Leuze Electronic

Micro Epsilon


(1)
Micro Detectors (Schmersal)






Omron Electronics

Optel-Thevon

Panasonic Electric Works

Pepperl+Fuchs


Rechner Sensors
Rockwell Automation


Microsonic (Woodhead Connectivity)




Schmersal


Schneider Electric


Sensopart


Sick


Siemens



STM (Woodhead Connectivity)

Sunx (Woodhead Connectivity)

Takex (Schmersal)

Turck Banner



Wenglor - BCCA

SIE (Woodhead Connectivity)



Liste non exhaustive
(1)
Capteur optique doté d’un mode “haute sensibilité” pour la détection d’étiquettes de faible opacité
62

Panasonic Electric Works
Fabricant (Représentant)
Outre la portée et le temps de réponse, les cellules optiques se
distinguent aussi par leurs dimensions et leur mode de
raccordement.
meilleure sensibilité que le rouge ou l’infrarouge, et
elle permet d’obtenir des contrastes intéressants »,
indique Eric Moro, directeur commercial de
Contrinex. Mais il n’existe pas de solution
“universelle”. « Si l’on utilise une source lumineuse trop forte, le faisceau va traverser le produit
transparent sans le voir, souligne Eric Van Erps,
technicien chez Leuze Electronic. C’est pourquoi
nous avons doté nos cellules d’une émission de faible
puissance dans l’infrarouge ». Même analyse
chez Sick. « Dans certains cas, tels que la détection
de bouteilles de PET, la lumière infrarouge est plus
adaptée que la lumière rouge, constate M. Lavaux
(Sick). Mais en général, les détecteurs infrarouge
n’intègrent pas de filtre de polarisation ». Les cellules émettant dans le visible permettent
aussi de simplifier l’alignement des détecteurs lors du montage.
Les détecteurs laser, enfin, offrent un avantage de taille. « Grâce à un faisceau très fin, ils
permettent de détecter des objets de très petite dimension, ou de distinguer des objets très proches les
uns des autres », souligne M. Lavaux (Sick). Ils
offrent aussi de plus grandes portées.
Le réflecteur. Si l’on a trop souvent tendance à le négliger, le réflecteur fait partie
intégrante de l’application. Son choix, sa
qualité, son installation et sa maintenance
doivent donc faire l’objet des mêmes soins
que ceux que l’on apporte au détecteur proprement dit. « La qualité de la réflexion et son
homogénéité sur toute la surface du réflecteur sont
des critères primordiaux », souligne M. Lavaux
(Sick). Il faut notamment choisir le réflecteur
en fonction de la taille des objets (un réflecteur doit toujours être plus petit que l’objet
à détecter), du type d’émission lumineuse
(le laser, notamment, requiert des réflecteurs
spécifiques), du mode de fixation (par vis,
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Guide d’achat
A chacun son application
Les produits transparents ou réfléchissants
peuvent aussi être détectés par des technologies autres que l’optique. Les détecteurs à
ultrasons et capacitifs, en particulier, peuvent
répondre à cette application. Entre ces technologies, il n’y a pas vraiment de concurrence : le type de pièces, les cadences et l’environnement dans lequel se fait le contrôle,
orientent logiquement le choix vers l’une ou
l’autre des méthodes…
Les détecteurs à ultrasons sont basés sur
l’émission et la réception d’ondes ultrasonores à haute fréquence (de l’ordre de
200 kHz). Ils détectent donc tout type de
matériau (plastique, métallique, opaque,
transparent, réfléchissant, coloré, etc.), à
l’exclusion de ceux qui absorbent les ondes
sonores. Autre avantage, leur robustesse. Les
Le détecteur doit parfois se
faire tout petit pour se plier
aux contraintes mécaniques
de l’application…
Sick
autocollants, etc.) et même de l’environnement. Chez Sick, par exemple, il existe des
réflecteurs à trièdre en verre pour les hautes
températures (jusqu’à 300 °C).
Les autres critères de choix sont plus classiques... Comme dans le cas des détecteurs
tout-ou-rien “classiques”, il faut prendre en
compte les contraintes mécaniques de l’installation, et ne pas hésiter à utiliser des modèles à fibre optique dans les applications où
il y a peu d’espace. Il faut aussi choisir un
mode de paramétrage (par potentiomètre,
par apprentissage ou les deux), et ne pas négliger l’indice d’étanchéité du boîtier ou sa
construction (en plastique, en acier inoxydable, etc.) dans les applications en environnement difficile. Bref, c’est toujours l’application qui commande.
détecteurs sont insensibles à l’encrassement,
ils fonctionnent aussi bien dans le brouillard
que dans une luminosité extrême. Seules
limites, la technologie est sensible aux courants d’air, aux pressions élevées, et elle ne
permet pas de détecter les produits chauds
ou très froids (le domaine d’utilisation “classique” s’étend en effet de – 10 à 50 °C).
Les détecteurs à ultrasons offrent aussi des
portées relativement importantes (de l’ordre
de plusieurs mètres) et ils fonctionnent en
détection directe. Il n’est donc pas nécessaire
d’avoir accès à deux faces opposées de l’objet. « Ces détecteurs peuvent ainsi remplacer les
modèles optiques, en particulier les détecteurs réflex,
lorsqu’il est impossible d’installer un réflecteur »,
précise M. Lavaux (Sick). L’inconvénient, c’est
le coût (supérieur à celui d’un détecteur optique) et la lenteur de la technologie. Le
temps de réponse d’un détecteur à ultrasons
reste en effet limité par la vitesse de propa-
gation du son dans l’air. Là où un détecteur
optique affiche une fréquence de commutation de l’ordre du kilohertz, le détecteur à
ultrasons reste en deçà d’une vingtaine de
hertz. « Dans les applications relativement exigeantes en termes de cadences, telles que le domaine de
l’embouteillage, cela ne suffit pas », souligne
M. Van Erps (Leuze Electronic).
Pour obtenir des fréquences de commutation supérieures, quelques fournisseurs proposent des détecteurs à ultrasons en “barrage” (avec un émetteur et un récepteur
séparés). Comme dans le cas d’une barrière
optique, l’objet est détecté lorsqu’il vient
interrompre le train d’ondes ultrasonores.
Dans cette configuration, la portée est plus
faible (moins d’un mètre), il faut monter et
alimenter deux boîtiers, mais la fréquence
Les questions à se poser
 Que veut-on faire ?
(Détecter la présence ou le passage de pièces
défilant sur un convoyeur, détecter un niveau
de liquide, contrôler le remplissage d’un
réservoir, etc.)
 A quelles cadences ?
 Quelle est la nature de l’objet ? (Solide, liquide,
transparent, réfléchissant, métallique
ou non, etc.)
 Quelles sont ses caractéristiques ? (Dimensions,
forme, état de surface, etc.)
 Un contact avec l’objet est-il possible ?
 Dans quel environnement sera installé le
Baumer Electric
détecteur ? (Température, humidité, présence
de poussières, risques de projections diverses,
brouillard, fumées, etc.)
 Quelles sont les contraintes mécaniques de
l’application ? (Espace disponible, possibilité
d’accéder à deux faces opposées de l’objet, etc.).
Les détecteurs à ultrasons permettent de détecter la présence de produits transparents, translucides ou opaques. Seule limite, le temps
de réponse est forcément limité par la vitesse de propagation des ondes sonores dans l’air.
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63
Guide d’achat
 Détecteur blindé (ou à montage affleurant) : détecteur pouvant être encastré
dans du métal jusqu’au niveau de la face active de détection.
 Distance opérationnelle : distance à laquelle une cible approchante
change l’état de sortie du détecteur.
 Facteur de correction : facteur de multiplication permettant de tenir
compte du type de matériau constituant la cible. On obtient la distance de
détection réelle en multipliant ce facteur par la distance nominale.
 Fréquence de commutation (F) : nombre maximal de changements d’états par
seconde (nombre de fois où la cellule commute et revient à son état initial). Exprimée
en Hertz (Hz), elle correspond aussi à l’inverse du temps de réponse (Tr) multiplié par
deux :
1
F=
2.Tr
Carlo Gavazzi
Petit lexique de la détection de présence
Les détecteurs à ultrasons offrent des portées relativement
élevées (plusieurs mètres) et sont plus robustes que les cellules
optiques. Seule la présence de courants d’air ou de pressions
élevées perturbe la détection.
des (dans le premier cas), ou en fonction de
la distance entre la face active du détecteur
 Hystérésis : distance entre le point d’enclenchement et le point de déclencheet la pièce (dans le second).
ment, exprimée en pourcentage de la distance opérationnelle.
Les détecteurs capacitifs permettent de dé Immunité aux champs de soudure : se dit d’un détecteur qui n’a pas de faux
tecter tout type d’objet (réfléchissant ou
déclenchements en présence de champs magnétiques élevés.
transparent, solide ou liquide, métallique ou
 Marge ou gain excédentaire (M) : quantité de lumière émise pouvant être
non, conducteur ou pas, etc.) dans un espace
détectée par le récepteur photoélectrique.
réduit. Leur portée est en effet limitée à une
vingtaine de millimètres.
Niveau de lumière détecté
F=
On les destine notamment au contrôle du
Niveau requis pour modifier l’état de sortie
contenu d’emballages et à la détection de
niveau dans le domaine de l’agroalimentaire.
 Profondeur de champ : distance suivant laquelle l’objet à détecter peut se
L’avantage, « c’est que l’on peut faire “abstraction”
déplacer sans provoquer la commutation de la sortie.
de la paroi de la cuve ou du récipient pour contrôler
 Résolution : dimension du plus petit objet détectable.
le contenu », indique M. Bachelier (IFM
 Spot : zone éclairée par l’émetteur sur une surface plane perpendiculaire à l’axe
optique.
Electronic). Un détecteur capacitif est ainsi
 Temps de réponse : durée maximale entre le point d’enclenchement et le point
l’une des technologies les plus fiables pour
de déclenchement.
détecter la présence ou le niveau d’un liquide transparent (eau, huile, etc.) à travers
une paroi transparente ou opaque.
de commutation peut atteindre une centaine sonores peuvent se réfléchir directement sur Autre application originale, la détection de
de hertz. « On peut aussi utiliser des détecteurs à le produit. Dans le cas contraire, « les ondes se matériaux de faible épaisseur. Les détecteurs
ultrasons en “barrage” pour remplacer l’optique lors- réfléchissent sur la paroi de la bouteille ou de la cuve, capacitifs de IBS Precision Engineering, par
qu’il y a des risques de réflexions parasites : c’est le et le détecteur ne “voit” pas ce qui se passe à l’inté- exemple, permettent de détecter des étiquetcas par exemple lorsqu’on contrôle un film transpa- rieur », précise M. Moro (Contrinex). Enfin la tes transparentes (ou opaques) sur tout type
rent qui n’est pas bien tendu, ou des bouteilles sus- technologie peut montrer ses limites en ter- de support, avec un temps de réponse très
ceptibles de “bouger” un peu sur le convoyeur », mes de précision. « Par rapport à un détecteur court (de l’ordre de 20 µs).
a j o u t e optique, le “cône d’émission” d’un détecteur à ultra- Pour la détection des objets transparents, il
En quelques clics
M . M o r o , sons est trop large pour que l’on puisse détecter des faut s’arrêter là… Ces matériaux n’étant pas
(Contrinex). objets de très petite taille », indique M. Jacquot métalliques ou aimantés, les technologies
 Retrouvez la définition des principaux
inductives et magnétiques ne sont pas adapLes détec- (Omron Electronics).
termes utilisés dans le domaine de la
teurs à ul- Les détecteurs capacitifs, quant à eux, tées à leur détection. En revanche, de nomdétection de présence sur notre site
trasons peu- présentent des caractéristiques très différen- breux objets réfléchissants (pièces métalliwww.mesures.com, rubrique “Glossaire”
vent aussi tes des modèles optiques ou à ultrasons.
ques, feuilles d’aluminium, etc.) peuvent
 Le site de Rockwell Automation
être utilisés La face sensible du détecteur constitue l’ar- être détectés par ces deux méthodes, ainsi
(www.ab.com/sensors/selectguide/index.
dans les ap- mature d’un condensateur. En appliquant que par des détecteurs à contact. Ces derniers
html) permet de trouver la technologie
plications une tension sinusoïdale sur cette face, on présentent eux aussi de multiples avantages
“idéale” grâce à une petite animation. Il
de détection génère un champ électrostatique alternatif. (notamment dans la détection de position
suffit de répondre à quelques questions,
de niveau La deuxième armature est constituée par une ou de fin de course en environnement difet de se laisser guider…
(de solides électrode reliée à la masse (le bâti de la ma- ficile), mais ils restent principalement desti Pour plus d’informations sur ce sujet,
ou de liqui- chine, par exemple) ou par la pièce elle- nés aux applications de sécurité. « On utilise
consultez le guide d’achat sur les
des), du même (si elle est métallique). Ces deux des fins de course lorsque le résultat doit être fiable
détecteurs TOR sans contact (paru dans
m o m e n t électrodes forment un condensateur dont la à 100 % », souligne M. Jacquot (Omron
notre numéro 752) sur notre site
q u e l e s capacité varie en fonction de la permittivité Electronics).
www.mesures.com, rubrique “Archives”.
ondes ultra- du matériau présent entre les deux électroMarie-Line Zani-Demange
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MESURES 788 - OCTOBRE 2006 - www.mesures.com