UTILISATION DE LENTILLE ADDITIONNELLE OU DE BOOSTER OPTIQUE
L’objectif de cette note technique est de présenter les solutions optiques que propose OPTEL-TEXYS pour augmenter la distance de détection. Nous détaillerons les différents cas de figure à partir d’exemples issus de projets « client ».
Il est tout d’abord nécessaire d’expliquer la distinction que nous faisons entre les lentilles et les boosters optiques.
Les premières sont utilisées lorsque le faisceau en sortie de la sonde optique doit être focalisé tout en gardant une résolution de détection fine (< 5 mm).
Les seconds permettent d’augmenter fortement la distance de travail jusqu’à 500 mm. Il est nécessaire d’avoir des éléments à détecter avec une surface hautement réfléchissante, type scotch lite. La résolution n’est pas primordiale et quelques tops par tours suffisent pour la mesure.
Parmi les raisons qui poussent nos clients à augmenter la distance entre la sonde et la cible, la principale est d’éviter une possible collision qui amènerait à endommager la pièce en rotation ou la sonde. Dans certaines applications, la sonde doit être éloignée d’une zone où la température dépasse les limites des spécifications (> 200°C).
Lentilles Additionnelles
Pour l’ajout d’une lentille sur les sondes OPTEL-TEXYS, il est important de définir les éléments suivants :
- La distance de détection souhaitée pour en déduire le positionnement de la lentille par rapport au bout de la sonde
- Le choix de la sonde en lien avec la distance de détection et la taille des marquages
- Doit-on intégrer ou non de la lentille à la sonde lors de sa fabrication ? Le souhait d’avoir une sonde polyvalente ou l’environnement de tests permet d’orienter vers la solution adaptée.
Applications :
- Mesure de vitesse multi-tops sur pièce en fonction des tailles de marques et des pièces
- Mires codeuses
- Pâles de turbo ou de turbine
- Mesure de distance
2 types de sonde : lentille intégrée ou amovible
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| MULTI YO/SLIT YO 2M D8 OPTIC | MULTI YO M3 + Additional lens |
- Avantages
o Lentille intégrée et fixe dans une pièce de diamètre 8 mm (D8 Optic)
o Ajustable sous spécifications
o Lentille réglable manuellement (« Additional lens »)
o Garde un spot focalisé pour l’analyse de torsion avec marques fines
o Augmente la distance de quelques millimètres
o Détection directe sur l’objet ou avec des mires codeuses Optel-Texys
- Limites
o La plage de distance reste limitée autour de la position nominale
o Exemple : 15 mm +/- 3 mm
Exemples de sondes réalisées pour des clients et utilisées sur des mires codeuses
* Sonde pour banc moteur automobile : embout SLIT YO fileté HM8 et lentille intégrée
* Sonde SLIT YO intégrée dans un embout lisse M8
Détection sur marque de largeur 1 mm ; distance augmentée : de 3 à 9 mm.
Sans lentille Avec lentille
Exemple d’une sonde utilisée pour la détection sur pâles de turbocompresseur
* Lentille amovible vissable sur sonde YO avec embout M3
La mesure de distance (statique) ou de déplacement (dynamique) est une application particulière du capteur 152 M et de sa sortie analogique.
Sur l’exemple ci-dessous, une lentille additionnelle est utilisée pour éloigner la sonde de la bande blanche réfléchissante. Elle a permis de couvrir une plage de mesure de 14 mm, pour obtenir au final un domaine de travail entre 9 et 23 mm.
N.B. : la précision sur la mesure n’a pas été analysée. Elle nécessité un étalonnage.
Montage : prototype de came avec bande blanche
Signal en sortie du capteur (position potentiomètre au maximum) : 14 mm ~3,6 V
Installation de la sonde : lentille à 9 mm de la came
Booster Optique
L’application principale est la détection d’un top tour sur du Scotch lite pour une mesure de vitesse moyenne ou instantanée. Quelques tops sont possibles si la taille de la cible le permet, le Scotch Lite ayant une largeur de 25,4 mm.
La 1ère solution possède une lentille intégrée.
Cette dernière est ajustée en fonction de la spécification « distance de détection » indiquée par le client. Facile à fixer avec un embout diamètre M8, la distance maximum de détection s’élève à environ 150 mm.
Son utilisation est limitée à des températures ambiantes de 85°C maximum.
2ème solution : le booster est à rajouter à une sonde avec embout HM6
Il permet d’augmenter la distance jusqu’à 500 mm. Comme précédemment, il est limité à quelques tops par tour avec une détection sur une surface très réfléchissante type Scotch Lite.
Conclusion
Pour une utilisation optimale des capteurs Optel-Texys, nous conseillons de positionner la sonde à une distance de travail entre 1 et 10 mm.
Cela évite notamment des problèmes de détection qui s’explique par la loi de Descartes. Si votre pièce présente une variation d’orientation pendant sa rotation, la lumière réfléchie est renvoyée avec un angle plus important que la lumière incidente.
Deux problématiques peuvent survenir :
- La perte du signal en totalité ou par intermittence et donc une mesure de vitesse impossible ou erronée
- Une variation du signal engendrant une augmentation anormale de l’harmonique 1 et nécessitant un traitement du signal spécifique qui peut impacter l’analyse.
Mais si vos conditions d’essais nécessitent l’éloignement de la sonde, nous vous proposons de travailler ensemble à la définition de la solution la plus adaptée à votre application.
Un autre paramètre à prendre en compte est une absorption accrue de la lumière lors de l’utilisation de lentilles ou de boosters. Il peut être préférable de s’orienter vers l’utilisation de capteurs dont l’émission est assez puissante, à savoir les références 152 G8 et 152M.
Pour plus de détails sur notre technologie et la mise en œuvre des capteurs avec leurs sondes à fibres optiques, vous pouvez également nous contacter directement via le formulaire sur le site www.optel-texys.com