Quels sont les principaux types de capteurs photoélectriques ?

Dans les systèmes d'automatisation, les capteurs photoélectriques détectent des objets sans les toucher. Ils servent à vérifier si un produit est chargé sur un convoyeur, à contrôler si une porte est correctement fermée, ou encore à déterminer dans l'automatisation industrielle si une boîte est emballée. Différents capteurs photoélectriques sont utilisés selon les applications. Connaître ces différences est essentiel lors de l'approvisionnement en capteurs photoélectriques pour votre usine électronique ou pour une installation de conditionnement alimentaire. Examinons les différents types de capteurs photoélectriques, leur fonctionnement et leurs applications courantes.

Capteurs photoélectriques par faisceau traversant : fiables pour la détection à longue distance

Les capteurs photoélectriques par faisceau traversant sont les types de capteurs les plus simples et les plus fiables. Ils détectent les objets à l'aide d'un faisceau lumineux et d'un récepteur lumineux. L'émetteur et le récepteur sont utilisés par paire. L'émetteur émet un faisceau lumineux dans le spectre infrarouge. Le récepteur attend de capter ce faisceau et est placé de l'autre côté du faisceau émis.

Lorsqu'aucun obstacle ne bloque le passage, le récepteur capte le faisceau lumineux et le capteur reste dans son état « normal », envoyant peut-être un signal au convoyeur pour qu'il continue de fonctionner. Mais lorsqu'un objet passe entre l'émetteur et le récepteur, il bloque le faisceau. Le récepteur détecte la perte de lumière et le capteur modifie son signal. Par exemple, il peut indiquer au convoyeur de s'arrêter, incrémenter un compteur ou commander à un bras robotisé de saisir l'objet.

Les capteurs à faisceau traversant sont connus pour leur grande portée. Ils peuvent fonctionner sur une distance allant de quelques centimètres à plusieurs mètres, et certains vont encore plus loin, comme la série LUOSHIDA FCD-XXYYYAB, qui offre une portée de détection de 100 mètres lorsqu'elle est marquée « M ». Ce capteur est fiable, car il ne nécessite pas que l'objet réfléchisse la lumière, mais simplement qu'il l'interrompe. Cela signifie qu'il peut détecter presque tous les matériaux, y compris les surfaces sombres ou non réfléchissantes, comme des pièces en plastique noir ou des tôles métalliques.

Les capteurs à faisceau direct sont utilisés là où une précision élevée dans la mesure des distances est requise. Dans une usine de pièces automobiles, par exemple, ils peuvent compter des engrenages métalliques en mouvement sur un long tapis roulant. Dans un centre logistique, ces capteurs peuvent identifier de grands conteneurs lorsqu'ils traversent un tunnel de tri. Comme ils sont moins affectés par la poussière ou la saleté (le faisceau peut traverser les débris légers), ils constituent également un bon choix pour des environnements sales comme les ateliers de travail du bois ou les zones de découpe métallique. LUOSHIDA tient compte de l'utilisation intensive dans les environnements industriels lors de la conception de ses capteurs à faisceau direct, en proposant un boîtier robuste.

Capteurs photoélectriques réflecteurs diffus : simples pour les tâches à courte portée

Si vous manquez d'espace pour deux composants séparés (émetteur et récepteur), un réflecteur diffus capteur photoélectrique peut remplir la fonction. Ce type est un dispositif tout-en-un : l'émetteur et le récepteur se trouvent dans le même boîtier. Au lieu d'envoyer un faisceau vers un récepteur séparé, il envoie de la lumière vers l'objet, puis attend de recevoir la lumière qui est renvoyée (réfléchie) par l'objet.

Imaginons qu'un capteur soit placé au-dessus d'un tapis roulant transportant des petites bouteilles en plastique. Lorsqu'aucune bouteille n'est située sous le capteur, la lumière de l'émetteur n'atteint aucun objet et le récepteur ne reçoit aucune lumière réfléchie. Le capteur est donc « éteint ». Lorsqu'une bouteille passe sous le capteur, la lumière atteint la bouteille et est réfléchie vers le capteur. Le capteur s'active, la lumière reçue est détectée et le capteur passe à l'état « marche ». Ce signal est alors transmis au système de commande du tapis roulant, indiquant par exemple de ralentir pour remplir la bouteille ou de vérifier si celle-ci a la bonne taille.

Détection à courte portée les capteurs réflexifs diffus détectent efficacement les objets à une distance allant de quelques centimètres à un mètre. Ils sont assez faciles à installer, car vous n'avez besoin de positionner qu'un seul capteur au lieu d'une paire. Ils nécessitent que les objets réfléchissent la lumière, il est donc préférable de les utiliser sur des objets de couleur claire et à surface lisse. Les objets de couleur foncée et à surface rugueuse, comme des morceaux de mousse noire, de caoutchouc ou de caoutchouc rugueux, peuvent ne pas réfléchir suffisamment de lumière et ne pas être détectés, ce qui peut entraîner des mesures erronées. Certains modèles, comme ceux de LUOSHIDA, disposent d'une sensibilité réglable, ce qui permet d'augmenter la sensibilité pour détecter des objets plus sombres, ou de la diminuer afin d'éviter la détection de petits débris pouvant être gênants.

Utilisations du capteur compact dans une usine d'emballage alimentaire, des capteurs réflexifs diffus détectent si une barre de chocolat est présente dans son emballage avant la fermeture. Aucun besoin d'un récepteur séparé de l'autre côté de la ligne d'emballage. Ils sont utilisés dans de nombreux environnements à espace restreint. Par exemple, dans une usine électronique, de petits capteurs diffus peuvent être utilisés pour vérifier si une puce est correctement placée sur une petite carte électronique.

Capteurs photoélectriques rétro-réfléchissants : un équilibre entre distance et simplicité

Les capteurs photoélectriques rétro-réfléchissants, ou « capteurs rétro », comblent l'écart entre les capteurs à faisceau traversant et les capteurs réflexifs diffus. Ils possèdent un seul boîtier, comme les capteurs diffus, qui contient à la fois l'émetteur et le récepteur, mais nécessitent une plaque réfléchissante séparée (appelée « rétro-réflecteur ») placée directement en face d'eux. L'émetteur envoie de la lumière vers un réflecteur, qui la renvoie droit vers le récepteur, comme un miroir.

Voici le processus : lorsqu'il n'y a aucun objet en travers, le réflecteur renvoie la lumière vers le récepteur, et le capteur est « activé ». Lorsqu'un objet passe entre le capteur et le réflecteur, il bloque la lumière pour qu'elle n'atteigne ni le réflecteur ni le récepteur, ou la disperse, de sorte que le récepteur ne reçoit pas le faisceau réfléchi. Le capteur se désactive alors, ce qui déclenche une action, comme l'arrêt d'une machine ou l'alerte d'un opérateur.

Les capteurs rétro-réfléchissants présentent trois grands avantages. Premièrement, ils sont capables de détecter des objets à une distance opérationnelle plus grande, d'environ 20 mètres, comparée à celle des capteurs diffus, tout en évitant la configuration en deux parties des capteurs à faisceau traversant. Deuxièmement, les capteurs rétro-réfléchissants sont plus fiables que les capteurs diffus pour les objets réfléchissants. Cela s'explique principalement par le fait que le réflecteur rétro est conçu pour renvoyer puissamment la lumière, ce qui signifie que le capteur ne sera pas induit en erreur par la réflexion propre de l'objet, même s'il est brillant comme une canette métallique. Enfin, les capteurs rétro-réfléchissants sont excellents pour détecter des objets transparents tels que des bouteilles en verre ou des sacs en plastique. Les capteurs diffus sont en réalité assez mauvais pour détecter ces objets, car bien qu'ils bloquent le faisceau vers le réflecteur, les capteurs diffus dépendent de la diffusion rétrodiffusée pour détecter l'objet.

Les capteurs rétro-réfléchissants sont couramment utilisés dans les usines d'embouteillage de boissons. Par exemple, ils peuvent être installés à côté d'un convoyeur transportant des bouteilles en verre, avec un réflecteur monté sur l'autre côté. Lorsqu'une bouteille passe, le faisceau du capteur est bloqué, et ce dernier envoie un signal à la machine de remplissage pour démarrer l'écoulement du soda. Ces capteurs peuvent également être utilisés dans les systèmes de portes d'usine. Par exemple, un capteur peut être monté d'un côté de la porte et le réflecteur de l'autre côté, afin que le capteur détecte une personne et maintienne la porte ouverte. Les capteurs LUOSHIDA sont livrés avec des réflecteurs prêts à l'emploi et faciles à installer.

Facteurs les plus importants

Maintenant que vous connaissez les principaux types, comment choisir celui qui convient le mieux à vos besoins spécifiques ?Cela implique des facteurs tels que la distance de détection requise, les matériaux des objets à détecter, et l'espace disponible pour l'installation. Examinons les facteurs qui seront les plus déterminants dans votre situation.

Pour commencer, pensez à la distance de détection. Si la distance à couvrir est longue, par exemple 10 mètres pour un convoyeur, alors un capteur à faisceau traversant est votre meilleure option. Si la distance est inférieure à un mètre et que vous disposez d'un espace limité, un capteur réflectif diffus est le plus adapté. Si vous souhaitez une solution intermédiaire, un capteur rétro-réfléchissant convient dans la plupart des cas. LUOSHIDA fournit une documentation produit complète, notamment la série FCD-XXYYYAB, qui précise les réglages de distance pour chaque capteur, ce qui vous permettra de choisir celui qui correspond le mieux à vos besoins. Toute la documentation est disponible en ligne pour un accès facile.

Ensuite, réfléchissez à la nature de l'objet. Tenez compte de ce que le capteur devra détecter. L'objet est-il sombre, réfléchissant ou transparent, et va-t-il refléter ou absorber la lumière ?L'objet peut être opaque, mais les capteurs à faisceau traversant exigent simplement que l'objet bloque la lumière. Les capteurs diffus réfléchissent la lumière, donc les objets de couleur claire et brillants fonctionnent le mieux, bien que j'aie vu des réglages permettant la détection d'objets de couleur claire. Les capteurs rétro-réfléchissants fonctionnent très bien avec les objets transparents, bien mieux que les capteurs diffus. Un exemple est la détection de récipients en plastique transparent.

Ensuite, évaluez l'environnement. L'environnement est-il poussiéreux, humide ou excessivement lumineux ?Les capteurs à faisceau traversant et rétro-réfléchissants gèrent mieux la lumière ambiante car ils concentrent leur faisceau lumineux. Les capteurs diffus peuvent avoir des difficultés dans les zones très lumineuses, mais un ajustement de la sensibilité permet généralement de résoudre le problème. Ces trois options sont disponibles dans des boîtiers robustes conçus pour les environnements difficiles, tels que les usines de transformation alimentaire ou les ateliers métallurgiques, certains étant dotés d'un indice IP garantissant une protection contre la poussière et l'eau.

Enfin, pensez au processus d'installation. Les capteurs à faisceau nécessitent de fixer deux éléments (émetteur et récepteur) parfaitement alignés, ce qui prend un peu plus de temps, mais cela s'avère rentable pour les longues distances. Les capteurs diffus et rétro-réfléchissants ne comportent qu'un seul appareil principal, ce qui rend leur installation plus rapide. Les capteurs rétro-réfléchissants sont fournis avec un support de réflecteur, mais la plupart incluent des adhésifs ou des supports de fixation facilitant l'installation.

Quel que soit le type choisi, il est conseillé de vérifier les certifications. Les capteurs photoélectriques LUOSHIDA respectent les normes EN 61000-6-3 et EN 61000-6-1 relatives à la compatibilité électromagnétique (CEM), ce qui signifie qu'ils ne seront pas affectés par d'autres machines telles que les moteurs ou les équipements de soudage. Ils possèdent également la certification RoHS, attestant qu'ils ne contiennent aucun matériau dangereux, un critère essentiel pour les industries de fabrication d'électronique et de dispositifs médicaux.