Mesure automatisée de la distance
Dans de nombreux processus, il existe une demande d'automatisation sous la forme d'une mesure de distance. Cela permet de mieux contrôler et de mieux comprendre le processus. La précision, la fiabilité et l'efficacité s'en trouvent renforcées.
En voici quelques exemples :
- Un camion faisant marche arrière vers un quai de chargement
- Détermination de la distance entre un préhenseur et un récipient
- Déterminer la distance d'un navire par rapport au quai, à l'amarrage et à l'accostage
- Niveau d'un bunker
- Niveau dans un réservoir
Il s'agit là d'excellentes applications, mais quel capteur est le bon choix ? Sur quoi vous basez-vous pour faire ce choix ?
Dans cet article, nous examinons les différences entre les principes de mesure par ultrasons et par laser, ainsi que les applications qui mettent en évidence ces différences. Enfin, nous donnons un aperçu des solutions possibles pour différentes applications.
Qu'est-ce que la lumière laser ?
Le laser est une lumière, mais très intense. Cela s'explique par le fait que les particules de lumière dans la lumière laser sont beaucoup plus proches les unes des autres que dans l'éclairage ordinaire. En règle générale, les capteurs laser sont fabriqués à la fois dans le spectre visible et dans le spectre invisible. Il existe ainsi des lasers infrarouges et des lasers rouges visibles. La lumière laser peut être utilisée pour mesurer avec précision de très petites mais aussi de très grandes distances. Les méthodes utilisées à cet effet sont les suivantes : Le "temps de vol" et le "déphasage".
Les lasers étant également légers, ils sont soumis aux mêmes règles du jeu en matière d'avantages et d'inconvénients. Parmi les avantages, citons la vitesse élevée, la très grande précision et la netteté de la mise au point sur de petites zones. En ce qui concerne l'étendue des mesures, les lasers peuvent être utilisés aussi bien sur de très petites que sur de très grandes distances.
Les inconvénients de l'utilisation de la lumière sont la sensibilité à la lumière ambiante, la réflectivité (limitée) et la rugosité excessive de la surface à mesurer ou à détecter, ainsi que les objets qui laissent passer la lumière. Tous ces éléments peuvent constituer un obstacle à la réception de la lumière laser émise par le capteur.
Qu'est-ce que l'échographie ?
Les ultrasons sont une région du spectre sonore. En d'autres termes, il s'agit de vibrations qui se propagent dans l'air. Les ultrasons se caractérisent par le fait qu'ils ne peuvent pas être perçus par l'oreille humaine.
La fréquence, c'est-à-dire le nombre de vibrations que ce son produit par seconde, détermine s'il peut être perçu par l'oreille humaine. Dans la nature, ce spectre sonore est utilisé par les dauphins et les chauves-souris, par exemple. Plus précisément, il sert à détecter, à communiquer et à déterminer la distance par rapport à quelque chose.
L'utilisation du son présente des avantages mais aussi autant d'inconvénients. Les avantages sont les suivants : imperméabilité à la couleur, à la brillance et à la transparence des objets, très bon effet sur les solides et les liquides et aucune gêne pour les objets à structure plus grossière ou, au contraire, plus fine. En ce qui concerne les inconvénients, les ultrasons ont une portée plus courte et une sensibilité très élevée aux matériaux ou surfaces absorbant le son, tels que la mousse et les textiles.
Quelles sont les applications qui nécessitent l'utilisation d'un laser ou d'un ultrason ?
Les descriptions fondamentales des ultrasons et de la lumière laser mentionnées ci-dessus permettent de traduire ces propriétés en applications pratiques utiles. Voici quelques applications industrielles où les ultrasons et la lumière laser se révèlent utiles.
Mesure d'objets transparents
Les objets transparents, comme une bouteille en PET par exemple, ont la propriété de laisser passer la lumière. L'utilisation d'un laser pour mesurer la distance par rapport à la bouteille poserait des problèmes en raison de l'absence de réflexion de la lumière laser sur le capteur. En revanche, un capteur à ultrasons constitue une solution très appropriée : le son émis ne traverse pas l'emballage et est donc réfléchi. Cela permet de mesurer et de déterminer la distance qui sépare le capteur de la bouteille.
Haute précision
Il arrive qu'une mesure doive être effectuée sur des surfaces de formes très différentes. Pensez aux profils de pneus qui doivent être mesurés à une certaine distance. L'utilisation d'un capteur à ultrasons est moins appropriée dans ce cas, car plus la distance est grande, moins la mesure est précise. La lumière laser, en revanche, a la précision nécessaire pour atteindre ces interstices et les mesurer. Le profil du pneu peut ainsi être déterminé au micromètre près, ce qui permet de détecter l'usure ou les défauts du produit.
Mesure sur différentes couleurs
Dans l'industrie de l'emballage, les matériaux et les emballages de produits sont disponibles dans toutes sortes de couleurs différentes. Toutes les couleurs n'ont pas la même réflectivité, c'est-à-dire qu'une couleur réfléchit plus qu'une autre. Nous le remarquons souvent lorsque nous portons une chemise noire un jour d'été : nous ressentons le soleil encore plus fort que quelqu'un qui porte une chemise blanche. Cela s'explique par le degré de réflexion. La lumière laser, comme tout autre type de lumière, est sujette à ce phénomène, car toutes les couleurs ne se reflètent pas de la même manière vers le capteur. Il est donc préférable d'opter pour un capteur à ultrasons insensible à la couleur de l'emballage.
Mesure à très grande échelle
La portée est peut-être l'élément le plus important lorsqu'il s'agit de mesurer une distance. Les capteurs à ultrasons atteignent jusqu'à 8 000 mm (ou 8 mètres) et peuvent donc être utilisés pour la plupart des petites et moyennes distances. Les détecteurs laser ont une portée maximale de 10 cm et peuvent même atteindre 3 000 mètres (ou 3 km). Les lasers de distance peuvent être utilisés pour les petites, moyennes et (très) grandes distances. Envisagez une mesure de niveau dans un silo.
Matériaux insonorisants
L'industrie textile travaille avec toutes sortes de matériaux, du coton à la laine et des matériaux synthétiques aux tissus bruts. Les matériaux à structure ouverte ont souvent une propriété d'absorption du son. Ainsi, lors de la mesure avec un capteur à ultrasons, les vibrations sonores sont moins ou pas du tout réfléchies vers le capteur. Cela affecte sérieusement la plage de mesure. Dans ce cas, le laser est une solution courante, car il permet d'effectuer des mesures sans erreur sur ces types de matériaux, sans affecter de manière significative la plage de mesure (à l'exception de la couleur).
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