COMMENT DETECTER A PARTIR D’UN CAPTEUR OPTEL-TEXYS ? AVEC OU SANS MIRE ?

L’objectif de cet article est de mettre en lumière les possibilités de réaliser des détections sur les machines tournantes à partir de quelques variantes d’éléments périodiques.

La notion principale à prendre en compte pour savoir apprécier la faisabilité de détection est le contraste. Elle est basée sur la différence de capacité entre 2 surfaces à absorber ou réfléchir la lumière qu’elles reçoivent.
On s’accorde généralement à dire qu’une surface noire et une surface blanche sont contrastées d’un point de vue de l’œil humain. Et plus la surface noire est capable d’absorber fortement la lumière et la surface blanche est a contrario capable de réfléchir très fortement la lumière, alors plus le contraste est considéré comme important.
Mais ce n’est pas le seul cas de figure où il est possible d’obtenir un bon contraste. Il existe également les solutions suivantes :
-    Une surface « noir mat » et une surface blanche réfléchissante
-    Une roue phonique avec des dents
-    La présence ou non de matière : disque avec fente par exemple.
Lors de l’utilisation des capteurs OPTEL-TEXYS, le contraste est à considérer vis-à-vis de la lumière proche infrarouge. Celle-ci n’étant pas dans le champ du visible, il faut rester prudent sur la qualité du contraste sur une pièce équipée d’éléments périodiques et envisager quelques tests préliminaires.
Pour une utilisation optimale des capteurs sur une large plage de réglage, il est nécessaire d’avoir le plus grand contraste possible.

Avant de penser à utiliser les mires que propose OPTEL TEXYS, il est toujours intéressant de se poser les questions dans la logique suivante :
-    Est-ce que ma machine tournante possède des éléments périodiques ?
o    Si oui, voir si le contraste est suffisant
-    Si non, peut-on ajouter des marquages périodiques directement sur la pièce ou peut-on ajouter des éléments tournants possédant des marques périodiques ?
o    Si oui, le contraste obtenu est généralement suffisant
-    Si non, considérer l’utilisation des mires circulaires ou linéaires.

Pour illustrer notre propos, nous partageons ci-dessous les différents types de détection possibles :
-    Eléments périodiques présents par conception sur la cible
-    Ajout d’une roue phonique ou d’un disque à fentes
-    Ajout de mires OPTEL-TEXYS

Eléments périodiques présents sur la pièce

La présence de pales sur la pièce tournante (turbine, turbocompresseur) est une opportunité pour réaliser la détection, quelles que soient leur matière et leur couleur :
-    1er exemple : pièce noire en fibre de verre ; avec ou sans marquage sur les pales

-    2ème cas de figure : turbine avec surface brillante ou mate ; sur pales, splitter ou écrou.

 
Pour des applications sur roulement à billes ou à rouleaux, la détection s’effectue sur ces éléments périodiques suivant 2 modes : soit par diffusion de lumière, c’est-à-dire émission et réception côte à côte ; soit en mode barrage où l’émission et la réception sont séparées (cf. les 2 photos ci-dessous):

     

Afin de balayer un panel de cas représentatifs, vous trouverez ci-dessous 2 configurations de détection sur des éléments d’un moteur électrique de lève-vitre et d’un pignon de boîte de vitesses :

Les connexions venant du bobinage

Les pôles du rotor

Pignon de boîte de vitesses
             

Avantages :
-    Pas de pièces supplémentaires à embarquer donc pas de masse ajoutée ni de risque de balourd
-    Possibilité d’obtenir un très bon contraste
-    Nécessité de faire passer les sondes optiques dans l’espace disponible ; facilité par la petite taille des embouts et l’adaptation de la forme de la sonde.

Ajout roue phonique ou disque à fentes

Les roues phoniques et codeurs optiques externes sont utilisés lorsque des éléments de détection périodiques ne sont pas disponibles sur la machine.
Ils se présentent sous différentes formes :
-    Pièce mécanique usinée avec une alternance de dents et de creux (A) qui est installée seule ou assemblée dans un boîtier (B)
-    Pièce mécanique usinée avec des trous pour une détection en radial (C)

(A)

(B)

(C)
       
Sur roue phonique
             
Sur disque ajouré
    

Avantages :
-    Adaptation du nombre de tops par tour
-    Obtention d’un très bon contraste
-    Insertion dans des espaces confinés

Ajout des mires OPTEL-TEXYS

OPTEL-TEXYS propose les mires codeuses comme des accessoires pour les utilisateurs des capteurs et sondes de sa gamme.
En effet, elles possèdent un très fort contraste entre les marques blanches et noires et sont bien adaptées à la longueur d’onde de détection utilisée.
Ces mires possèdent une protection contre les rayures et des micro-prismes en surface. Ceux-ci offrent la possibilité de positionner la sonde perpendiculairement ou avec une inclinaison par rapport à la cible.
Elles sont pré-encollées pour une fixation simple et résistent à des températures de l’ordre de 120°C sur une longue durée.
Avantages :
-    Installation sur une grande variété de supports car se présentent sous forme circulaire et linéaire
-    Contraste parfait pour les capteurs OPTEL-TEXYS
-    Mise à disposition de mires circulaires de 15 à 360 tops par tour, avec dent manquante également pour traitement des acyclismes.
-    Mires linéaires pour installation sans démontage sur arbre jusqu’à 780 mm de diamètre.

Le catalogue des mires est accessible sur le site OPTEL-TEXYS : https://www.optel-texys.com/fr/products/zebra-tapes-17/

Conclusion

Nous avons présenté un certain nombre de solutions permettant de réaliser la détection sur des pièces tournantes afin d’en mesurer les paramètres angulaires tels que vitesse, position et accélération.
Cette liste n’étant pas exhaustive, elle laisse entrevoir un certain de nombre de possibilités aux utilisateurs des capteurs tachymétriques OPTEL-TEXYS.
L’essentiel à retenir est qu’il existe peu de limitations dans les solutions de détection à partir du moment où l’on arrive à obtenir…
… un fort CONTRASTE entre les éléments réfléchissants et les éléments absorbants de la cible.