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Technologie de détection par fibre optique : Ce qu'elle est et son fonctionnement
November 1, 2017
Cet article explique ce que sont les fibres optiques et comment elles fonctionnent pour la détection photoélectrique dans les applications industrielles. Poursuivez votre lecture pour en savoir plus sur la terminologie et les principes de base des systèmes et assemblages à fibres optiques.
Qu'est-ce que la fibre optique ?
Les fibres optiques permettent de transmettre de l'énergie lumineuse sur de longues distances. Les fibres optiques sont des brins fins et transparents de verre ou de plastique de qualité optique qui peuvent être aussi fins qu'un cheveu. Dans le domaine de la détection photoélectrique, ces fibres permettent de transmettre/recevoir de la lumière d'une LED d'un capteur.
Une fibre optique est constituée d'une âme en verre ou en plastique entourée d'une couche de matériau de revêtement et d'une gaine (pour les fibres en plastique). Les fibres en verre sont disposées en faisceaux et les fibres en plastique sont généralement emballées sous forme de monofilaments.
Les fibres en verre n'ont pas de gaine. Au lieu de cela, les faisceaux de fibres de verre sont emballés dans une gaine qui est généralement un conduit flexible en acier inoxydable, mais peut être en PVC ou un autre type de tube en plastique flexible. Une bobine en acier de protection peut également être utilisée sous la gaine pour protéger le faisceau de fibres.
Pour en savoir plus, lisez : Quand utiliser les fibres optiques pour la détection photoélectrique.
Termes de la fibre optique
Corps
Le centre fin en verre ou en plastique de la fibre, où la lumière se déplace.
Gaine
Matériau optique externe entourant le noyau qui réfléchit la lumière vers le noyau.
Gaine
Une couche de protection pour protéger les fibres en plastique contre les dommages et l'humidité.
Types de fibres
Les fibres en verre permettent de résoudre les applications de détection dans des environnements difficiles.
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Fibres optiques en verre
Les fibres optiques en verre sont composées d'un faisceau de très petits torons de fibre de verre (généralement de 0,002 pouce ou 50 microns de diamètre).
Une fibre optique en verre se compose de plusieurs centaines de fibres, protégées par un matériau de gaine, généralement un câble blindé flexible.
Les fibres en verre sont principalement utilisées dans des environnements difficiles, par exemple des applications à température élevée, des substances corrosives ou de l'humidité.
Fibres optiques en plastique hautes performances de la gamme Vantage de Banner.
Fibres optiques en plastique
Les fibres optiques en plastique possèdent généralement un noyau monofilament plus large. Il n'est pas toujours fourni dans un seul faisceau de fibres optiques (généralement de 0,01 à 0,06 pouce ou de 0,25 à 1,5 mm de diamètre).
Les fibres en plastique sont souvent utilisées dans des applications plus générales qui nécessitent une courbure importante et une découpe à longueur des fibres pour les installer dans des espaces réduits.
Fonctionnement d'un système à fibre optique
La façon dont les fibres optiques transportent les rayons lumineux peut être expliquée par le principe optique de réflexion interne totale. Ce principe stipule que tout rayon de lumière atteignant la limite entre l'âme et le revêtement (qui a des densités différentes) sera totalement réfléchi, à condition que l'angle d'incidence soit inférieur à une certaine valeur critique. Le faisceau lumineux est transporté à travers la minuscule fibre par réflexion, sortant selon le même angle approximatif qu'il est entré dans la fibre.
Le signal a tendance à se dégrader sur la distance. L'atténuation du signal se produit en fonction de la pureté du matériau de l'âme.
Le schéma de droite montre comment un assemblage de fibres optiques est raccordé à un amplificateur dans un système de détection à fibres optiques .
Assemblages de fibres optiques
Une fibre optique détermine le mode de détection. Une fois que vous avez choisi le type de fibre à utiliser, vous pouvez choisir l'assemblage requis pour votre application.
Assemblages de fibres optiques individuels
Les fibres optiques individuelles guident simplement la lumière d'un émetteur vers un emplacement de détection ou vers un récepteur. La configuration de la fibre optique détermine le mode de détection. Les ensembles individuels sont généralement utilisés par paires pour la détection en mode barrière.
Assemblages de fibres optiques en mode diffus
Les fibres optiques bifurquées conduisent la lumière émise avec la lumière reçue (via deux branches composées de fibres différentes) au sein d'un même assemblage de fibres optiques. Cela permet à un seul capteur d'éclairer et de voir un objet à travers le même assemblage de fibres optiques.
Si un objet apparaît devant l'extrémité de détection d'une fibre optique en mode diffus, la lumière d'une branche est réfléchie par l'objet et renvoyée au récepteur par l'autre branche. Les assemblages en mode diffus sont généralement utilisés en mode diffus et peuvent aussi être utilisés en mode rétro-réflectif.
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