Connaître les différents modes de détection photoélectrique
Les capteurs photoélectriques, qui reconnaissent une source lumineuse et convertissent les photons reçus en un signal électrique, sont l'un des types de capteurs les plus courants et les plus fondamentaux. Ils ont une longue histoire dans le développement de la technologie moderne et sont indispensables à l'automatisation industrielle. Pour sélectionner le bon capteur pour une tâche donnée, il est important de comprendre les modes de fonctionnement des capteurs photoélectriques (PE). Ces méthodes sont appelées sensing modes.
Mode barrière
Dans le cas de la détection en mode opposé , l'émetteur et le récepteur du capteur sont logés dans deux unités distinctes. L'émetteur est placé en face du récepteur, de sorte que le faisceau lumineux va directement de l'émetteur au récepteur. Un objet est détecté lorsqu'il "casse" ou interrompt la partie utile du faisceau lumineux, appelée faisceau effectif. En fonction de l'application, la détection en mode opposé offre la plus grande fiabilité lorsqu'elle peut être mise en œuvre. En effet, la lumière passe directement de l'émetteur au récepteur. Ensuite, lorsqu'un objet coupe le faisceau, la sortie bascule.
Les capteurs à mode opposé offrent les avantages suivants :
- Le niveau le plus élevé de gain excédentaire (énergie émise)
- Une longue portée
- L'option la plus robuste pour les environnements difficiles
- Détection de position précise
- Excellente détection des petites pièces, grâce à l'utilisation des ouvertures de l'objectif
- Immunité à la réflectivité des surfaces (couleur ou finition des objets)
Mode rétro-réflectif
Un détecteur rétroréfléchissant contient des éléments émetteurs et récepteurs dans le même boîtier. Il utilise un réflecteur pour renvoyer la lumière émise vers le récepteur. Semblable à un capteur à mode opposé, il détecte les objets lorsqu'ils interrompent ou "brisent" le faisceau efficace. La détection rétroréfléchissante étant un mode de rupture de faisceau, elle ne dépend généralement pas de la réflectivité de l'objet à détecter. Toutefois, si les objets passant devant le faisceau sont particulièrement brillants, un capteur rétroréfléchissant polarisé devrait être utilisé à la place, afin d'éviter le proxing. Proxing : un objet dont la surface est brillante renvoie suffisamment de lumière au capteur pour imiter le faisceau photoélectrique renvoyé par le réflecteur. Un capteur rétroréfléchissant polarisé utilise un filtre polarisant pour s'assurer que la lumière qui revient au récepteur provient du réflecteur et non de la cible.
Un détecteur rétroréfléchissant offre une alternative pratique au mode opposé lorsque l'espace est limité, ou si les connexions électriques ne sont possibles que d'un seul côté d'un convoyeur ou d'une autre voie de production.
Les détecteurs rétroréfléchissants offrent les avantages suivants :
- Plages relativement longues
- Le deuxième gain excédentaire le plus élevé (après le mode opposé)
- Prévention de la proxémie à l'aide d'un filtre polarisé
- Haute précision de détection et capacité à détecter des objets clairs, grâce à l'optique coaxiale
Mode Proximité
Comme de nombreux capteurs rétroréfléchissants, un capteur de proximité comprend généralement un émetteur et un récepteur dans le même boîtier. Mais alors que les modes opposé et rétroréfléchissant fonctionnent en indiquant la présence d'un objet lorsque le faisceau est interrompu, les détecteurs de proximité fonctionnent à l'inverse, en indiquant la présence d'un objet cible uniquement lorsque le faisceau se réfléchit sur lui et revient vers le récepteur. Une façon de voir les choses : les détecteurs à opposition et à rétroréflexion détectent les objets qui brisent un faisceau, tandis que les détecteurs de proximité détectent les objets qui font un faisceau. Il existe quatre sous-types de mode de proximité, chacun ayant un arrangement optique différent : diffus, faisceau divergent, faisceau convergent, et suppression de l'arrière-plan.
Les capteurs diffus sont les plus courants. Ils reçoivent la lumière directement réfléchie par la surface d'un objet, souvent à l'aide d'une lentille. Les détecteurs de proximité à diffusion offrent l'avantage de ne pas nécessiter de réflecteur et d'être faciles à installer, généralement pour des applications dans lesquelles les détecteurs en mode opposé ou rétroréfléchissant ne peuvent pas être facilement mis en œuvre ou alignés. Cependant, ils ont tendance à renvoyer une plus petite quantité de lumière (perte de signal) et fonctionnent mieux à des distances plus courtes que les détecteurs opposés et rétroréfléchissants.
Les capteurs de proximité à faisceau divergent n'utilisent pas de lentille. Ils sont moins dépendants d'angles de faisceau précis, mais ils sont surtout limités aux applications visant à détecter de très petites cibles, telles que des fils ou des câbles, à des distances extrêmement proches, toujours à moins d'un pouce du capteur.
En revanche, les capteurs de proximité à faisceau convergent utilisent des lentilles pour focaliser la lumière émise et le récepteur sur le même point exact. Cela crée une petite zone de détection bien définie à une distance fixe du capteur. Ils peuvent détecter des objets à très faible réflectivité et ignorer les cibles situées au-delà de leur profondeur de champ, ce qui les rend utiles pour le positionnement précis de petites pièces. (Une mise en garde importante est que les capteurs à faisceau convergent peuvent potentiellement détecter des objets plus brillants au-delà de leur point focal, ce qui a entraîné une augmentation du marché des capteurs de suppression de l'arrière-plan à champ fixe ou ajustable, comme décrit dans le point suivant).
Comme leur nom l'indique, les capteurs de proximité à suppression d'arrière-plan ignorent tout ce qui dépasse un seuil déterminé. Ils fonctionnent en comparant la quantité de lumière renvoyée à deux éléments récepteurs distincts. Lorsque le second récepteur d'une suppression d'arrière-plan enregistre une quantité de lumière égale ou supérieure à celle de son premier récepteur, il reconnaît une cible. Lorsque la quantité de lumière reçue par le premier récepteur est supérieure, le signal de sortie du capteur est annulé. Les capteurs de suppression d'arrière-plan peuvent être utiles si les objets à détecter sont plus sombres que l'arrière-plan (par exemple, un objet sombre sur un tapis roulant blanc). Les capteurs de suppression de l'arrière-plan sont disponibles en mode champ fixe, avec une distance de coupure constante, et en mode champ ajustable, qui permet aux utilisateurs de régler la distance de coupure.
