De l’industrie agroalimentaire à l’industrie automobile en passant par le textile, la papeterie, la métallurgie ou encore l’industrie pétrolière, les capteurs de proximité sont omniprésents. Ils se présentent sous diverses formes et sont d’une importance capitale pour la détection d’objets dans les machines automatisées. Pour choisir un capteur de proximité, nous devons nous poser plusieurs questions : L’objet à détecter est-il métallique ? A quelle distance du capteur se situe-t-il ? L’environnement est-il sévère (chocs, vibrations, poussière, …) ? Quelle est la couleur de l’objet ? Nous allons nous atteler à répondre à cette préoccupation mais avant, commençons par définir un capteur de proximité.
Les capteurs de proximité (encore appelés détecteurs de présence) sont des dispositifs capables de détecter la présence d’objets ou personnes et ensuite de transférer l’information reçue à un automate. Selon leur fonctionnement, ils peuvent être à induction, capacitifs, optiques et bien encore. Pour pouvoir faire un choix, il est nécessaire de connaître leur fonctionnement et bien entendu leurs applications.
On en distingue 5 grandes catégories :
Les capteurs de proximité inductifs sont des dispositifs largement répandus qui produisent un champ électromagnétique. La présence d’une pièce métallique à proximité du capteur perturbe ce champ électromagnétique et l’information est ensuite traitée et envoyée vers un automate.
Leur champ d’application se limite donc aux pièces métalliques. Ainsi leur portée est relativement faible (moins de 10 cm). Alors que leur fréquence de commutation élevée favorise la détection des objets défilant à très grande vitesse. Leur faible coût les rend incontournables dans le marché des capteurs.
Ils sont similaires aux capteurs inductifs en ce qui concerne le principe de fonctionnement. L’approche de tout objet (métallique ou non) dans le champ électrique généré par le capteur capacitif modifie le signal du champ et l’information est renvoyée au niveau de l’automate.
Leur portée est du même ordre que les capteurs inductifs, ils peuvent détecter tout type de matériau (liquide, solide), sont légèrement plus cher que les capteurs inductifs et on les retrouve dans un grand nombre d’applications : détection de niveau, de présence, de passage, etc.
Ils sont de 2 types : Capteurs magnétiques à effet Hall et Capteurs magnétiques VR (à réluctance variable).
Les capteurs magnétiques à effet Hall intègrent une lame en métal et un en verre qui se magnétise en présence d’un aimant et se démagnétise en son absence. L’objet à détecter doit contenir un dispositif magnétisé fourni en général avec le capteur. Leur coût est relativement faible et leur portée grande. Ils permettent de détecter au travers de parois non ferromagnétiques et sont pratiques dans les environnements difficiles.
Les capteurs magnétiques VR sont constitués d’un aimant permanent qui génère un champ magnétique. Tout objet ferromagnétique en mouvement aux abords du capteur provoque une variation du champ magnétique qui génère à son tour une tension électrique dans une bobine. L’amplitude de cette tension ainsi que sa fréquence dépendent de la vitesse de l’objet en mouvement. Ils trouvent leurs applications dans les tachymètres, les lecteurs de codes aimantés, la mesure de position des éléments rotatifs (passage de dents d’engrenages, rainures de cames ou d’arbres, …).
Ces capteurs produisent une onde sonore à haute fréquence (environ 200 kHz). Le retour de l’onde par réflexion indique la présence d’un objet ou d’une personne, tandis le temps d’aller-retour de l’onde indique la distance au capteur. Le signal reçu est transformé en courant électrique et interprété par l’automate prévu à cet effet.
Ils ont une grande portée (environ 15 m), ils détectent tout type de pièce en dehors des absorbants phoniques (mousse, ouate), sont sensibles à la température et ont un coût relativement élevé. On les retrouve également dans de nombreuses applications : détection à longue distance, détection d’objets transparents, etc.
Les capteurs optiques (ou capteurs photoélectriques) sont constitués d’un émetteur et d’un récepteur de de faisceau lumineux. Selon la distance et le type d’objet à détecter, l’émetteur et le récepteur peuvent être séparés, un réflecteur peut être utilisé ou l’objet peut lui-même jouer le rôle de récepteur. L’objet est détecté lorsque le faisceau lumineux est atténué ou interrompu.
Leur portée est très grande (jusqu’à 200 m), ils détectent tout type de pièce et trouvent leurs applications dans le domaine du convoyage, la sécurité et la surveillance, le textile, etc
L’algorithme suivant vous permettra de choisir un capteur de proximité en fonction de la nature de l’objet à détecter, la portée et les caractéristiques de l’environnement.
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