G uide d achat. Parmi les nombreux composants. Les détecteurs de produits transparents ou réfléchissants COMPOSANTS D AUTOMATISMES

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1 G uide d achat COMPOSANTS D AUTOMATISMES Les détecteurs de produits transparents ou réfléchissants Pour détecter le passage de pièces défilant sur un convoyeur, contrôler la présence d une étiquette sur un flacon ou surveiller le niveau de remplissage d un réservoir, ce ne sont pas les solutions qui manquent. Outre les méthodes à contact, il existe cinq technologies sans contact : les détecteurs optiques, magnétiques, inductifs, capacitifs et à ultrasons... Mais lorsque les produits à détecter sont transparents ou réfléchissants, le choix se rétrécit. L ultrason et le capacitif font souvent l affaire. Les détecteurs optiques sont également couramment utilisés, mais il s agit souvent de modèles spécialement développés pour ce type d applications. En bref Pour détecter le passage, la présence ou le niveau de produits transparents, on peut utiliser trois solutions : les détecteurs optiques, capacitifs et à ultrasons. Chaque technologie a des caractéristiques et un champ d applications très spécifique. Pour réussir son application, il faut prendre en compte de nombreux critères. Parmi eux, l environnement, les cadences et la nature de l objet à détecter. Parmi les nombreux composants d automatismes qui permettent d assurer une détection tout-ourien, les détecteurs optiques offrent de précieux atouts. Avec des portées élevées, des temps de réponse extrêmement courts et de multiples configurations permettant de se plier à toutes les contraintes mécaniques d une installation, ils peuvent en théorie répondre à toutes les applications. Seulement voilà, lorsqu on a affaire à des matériaux transparents ou réfléchissants, il y a la théorie d un côté et la pratique de l autre Contrairement aux pièces opaques, les objets transparents n interrompent pas le faisceau lumineux issu de l émetteur, mais ils Baumer Electric l atténuent. Les détecteurs optiques capables d observer cette atténuation sont donc potentiellement utilisables, mais il faut rivaliser d astuces : utiliser des modèles spécifiques, jouer avec les réflexions, les contrastes, les portées... et s adapter à un environnement dont on ne maîtrise pas tous les facteurs. Les pièces défilant sur les convoyeurs ne sont pas toujours alignées comme on le voudrait, elles ne se présentent pas toujours de manière idéale devant le détecteur, l arrière-plan est parfois trop réfléchissant, les contrastes de luminosité parfois trop importants d une pièce à La détection de produits transparents ou réfléchissants s effectue le plus souvent par des méthodes sans contact, avec des détecteurs optiques, capacitifs ou à ultrasons. Le choix est dicté par l application. 58

2 Omron Electronics La plupart des cellules optiques utilisées dans la détection de produits transparents sont des barrières réflex constituées d un capteur et d un réflecteur. Pour les produits réfléchissants, on utilise des barrières réflex polarisées, où l émetteur et le récepteur sont tous deux dotés d un filtre polarisant. l autre, et l on n est pas à l abri qu un objet transparent se comporte, sous un certain angle, comme une surface réfléchissante bref, l application est souvent moins simple qu elle n y paraît. Pour surmonter ces contraintes, il existe une large variété de solutions. Celles-ci diffèrent selon le type de détecteur utilisé : barrières simples (ou barrages), barrières réflex ou détecteurs directs. Les barrières simples sont constituées d un émetteur et d un récepteur distincts, montés en vis-à-vis. L objet, qui passe entre les deux, est détecté lorsqu il coupe le faisceau optique. Cette configuration impose de monter et d aligner deux boîtiers, mais elle ne manque pas d attraits. C est celle qui autorise les portées les plus élevées (plusieurs dizaines de mètres) et c est la plus robuste (les barrières simples peuvent être installées dans des environnements poussiéreux ou humides). Grâce à leur principe, les barrières simples détectent très facilement la présence ou le passage de tous les objets dotés d un faible facteur de transmission (autrement dit les pièces opaques ou réfléchissantes). La détection des pièces transparentes, en revanche, est problématique. Comme le faisceau ne traverse qu une seule fois la pièce, son intensité lumineuse est trop faiblement atténuée pour que le récepteur voie un quelconque changement. Dans le cas des barrières réflex, l émetteur et le récepteur sont regroupés dans le même boîtier. La lumière émise est renvoyée par un réflecteur placé en vis-à-vis. Comme dans le cas des barrières simples, c est l interruption du faisceau optique qui provoque la commutation du détecteur. Les barrières réflex offrent une portée plus faible que les barrières simples (moins de 15 mètres) et nécessitent un environnement plus propre. Dans leur configuration standard, ces détecteurs sont peu adaptés à la détection d objets réfléchissants, qui pourraient renvoyer une quantité plus ou moins importante de lumière sur le récepteur. Pour les détecter, il faut utiliser une barrière réflex polarisée, où l émetteur et le récepteur sont tous deux dotés d un filtre polarisant (de direction opposée). Dans ce cas, la lumière réfléchie par l objet réfléchissant est bloquée à l entrée du récepteur. Ce dernier, qui ne reçoit plus la lumière provenant du réflecteur, détecte l objet comme s il était opaque. La portée, toutefois, est diminuée de 30 à 40 % par rapport aux barrières réflex standard Dans le cas des produits transparents, c est l inverse qui se produit. Comme le faisceau optique traverse deux fois l objet, son atténuation est plus facile à mesurer que dans le cas des barrières simples (notamment pour les barrières réflex à faible hystérésis qui permettent de détecter de petites différences de signal). Dans les détecteurs directs, l émetteur et le récepteur sont là aussi dans le même boîtier, mais les ressemblances s arrêtent là. La détection de produits transparents (1) - Barrières optiques spécifiques pour la détection de liquides transparents à travers une paroi opaque. (2) - Certains détecteurs capacitifs permettent de détecter un niveau de remplissage à travers une paroi métallique NB : il est également possible de détecter des liquides ou des matériaux transparents grâce à des détecteurs à rayons X (utilisés davantage dans les laboratoires que dans le milieu industriel). 59

3 Dans un détecteur réflex, l émetteur et le récepteur sont dans le même boîtier. La lumière émise est renvoyée par un réflecteur placé en vis-à-vis. L objet est détecté lorsqu il coupe le faisceau optique. Balluff Contrairement aux deux configurations précédentes, la détection n est pas déclenchée par l interruption du faisceau, mais par le renvoi du faisceau par l objet. Cette configuration présente un avantage de taille en terme d intégration mécanique : le montage est facilité, il n est pas nécessaire d avoir accès aux deux faces de l objet, d alimenter deux boîtiers ou d utiliser un réflecteur. En revanche, les portées sont nettement plus faibles que dans le cas des barrières, et elles sont influencées (dans le cas des détecteurs énergétiques) par le facteur de réflexion de l objet à détecter. Du coup, très peu de fournisseurs conseillent d utiliser des détecteurs directs pour la détection de produits transparents A moins d utiliser des détecteurs spécifiques relativement sophistiqués, ou de se placer dans des conditions particulières. «C est le cas par exemple si l on place le détecteur à un centimètre de l objet transparent et que l on exploite son pouvoir réfléchissant», indique Eric Sarraillon, chef produits chez Schmersal France. C est le cas aussi pour les capteurs à fibre optique placés à moins d un centimètre d un objet transparent. En dehors de ces cas particuliers, la détection reste délicate. Il faut notamment tenir compte du pouvoir réfléchissant de l arrière-plan et de la sensibilité du détecteur (surtout si deux pièces consécutives ne présentent pas le même facteur de réflexion). En règle générale, les barrières réflex restent donc le moyen le plus fiable de détecter les produits transparents. Quant aux produits réfléchissants, «ils ne posent pas de réels problèmes en détection optique, souligne Olivier Jacquot, chef produits Détection chez Omron Electronics. Ils peuvent être détectés avec des barrières simples, des détecteurs directs ou même avec des barrières réflex, du moment que l on prend ses précautions». Les critères de choix Dans l ensemble, les fournisseurs que nous avons interrogés sont unanimes : la détection de produits transparents ou réfléchissants est un domaine bien maîtrisé, dans lequel il y a très peu de mauvaises surprises. Le plus souvent, la détection de produits transparents correspond, chez les fabricants de détecteurs optiques, à une gamme de produits spécifique. Chez Omron Electronics, par exemple, «les cellules opto destinées à cette application ont trois particularités : un faisceau focalisé (huit fois plus petit que celui des cellules classiques), un récepteur particulier basé sur un PSD Détecteurs optiques : trois configurations Barrière simple (émetteur et récepteur) Configuration Principe Principales caractéristiques L émetteur et le récepteur sont dans deux boîtiers distincts montés en vis-à-vis. L objet est détecté lorsqu il coupe le faisceau optique. Portée élevée (plusieurs dizaines de mètres) Utilisation en environnement difficile (brouillard, fumée, poussières ) Bonne répétabilité Nécessite de monter deux boîtiers et de les aligner Risques de réflexions parasites Application aux produits transparents ou réfléchissants Convient à la détection de pièces opaques ou réfléchissantes Peu adapté à la détection des objets à faible atténuation (mis à part quelques modèles spécifiques). Barrière réflex (capteur et réflecteur) L émetteur et le récepteur sont dans le même boîtier. La lumière émise est renvoyée par un réflecteur. L objet est détecté lorsqu il coupe le faisceau optique. Facilité de montage (émetteur et récepteur dans le même boîtier) Nécessite d utiliser un réflecteur Portée moyenne (< 15 m) Nécessite un environnement relativement propre Atténuation plus facile à mesurer qu avec une barrière simple (le faisceau traverse deux fois l objet) Modèles spécial verre dotés d un émetteur et d un réflecteur spécifiques pour la détection de pièces transparentes Peu adapté à la détection d objets réfléchissants (sauf si on utilise un filtre de polarisation). Détecteur direct (proximité) L émetteur et le récepteur sont dans le même boîtier. La lumière émise est réfléchie par l objet, qui est alors détecté. Montage simple et économique Portée plus faible que les barrières (< 1 m) Nécessite un environnement propre Portée influencée notamment par l état de surface de la pièce et son pouvoir réfléchissant (détecteurs énergétiques) Peu adapté à la détection de pièces transparentes (sauf dans des conditions particulières) Détection difficile lorsque l objet a un état de surface lisse et brillant Modèles à focale en V facilitant la détection de produits réfléchissants 60

4 et un réflecteur spécifique», indique M. Jacquot. Même chose chez IFM Electronic, qui propose des cellules spécial verre dotées d une plus grande sensibilité que les modèles classiques, ou chez Panasonic Electric Works, qui offre un barrage spécifique pour la détection de niveau de liquides à travers des récipients transparents, translucides ou colorés (tels que des bouteilles de shampoing). Pour la détection d objets réfléchissants, certains fournisseurs proposent aussi des détecteurs spécifiques (dits à focale en V ou à optique en V ) dont les angles d émission et de réception permettent d assurer le retour du faisceau vers le récepteur. Pour réussir son application, il faut bien sûr sélectionner la technologie la mieux adaptée, mais aussi prendre en compte un certain nombre de critères. Les fonctions spécifiques. Comme les détecteurs classiques, les modèles destinés à la détection de produits transparents ou réfléchissants offrent un large choix de fonctionnalités permettant de s adapter aux contraintes de l application. Parmi les outils les plus précieux, la présence de filtres de polarisation. «Ils sont utiles par exemple lorsque l objet transparent se comporte comme une surface réfléchissante. Sans polarisation, le détecteur pourrait confondre cette réflexion avec celle qui provient du réflecteur, et ne pas détecter la Turck Banner Les détecteurs à ultrasons permettent de détecter tout type de pièces, indépendamment de leur nature ou de leur état de surface. présence de l objet», indique Antoine Lavaux, responsable produits chez Sick. L utilisation d un filtre permet aussi de supprimer les interférences éventuelles avec d autres sources lumineuses, et d augmenter ainsi la fiabilité du détecteur optique. Autre fonction utile, la compensation automatique de l encrassement. Le principe est très simple. Un détecteur réflex reçoit en permanence un certain retour de lumière provenant du réflecteur. S il voit que le niveau de lumière diminue, il réajuste automatiquement son seuil de détection pour compenser la perte Cette fonction permet de prolonger les intervalles de nettoyage, et d utiliser les détecteurs optiques dans des environnements relativement difficiles (sales ou poussiéreux). Certains modèles permettent d aller plus loin. Wenglor vient par exemple d introduire un détecteur qui réajuste automatiquement la distance de commutation en fonction d un grand nombre de facteurs, tels que la température extérieure, l encrassement ou le vieillissement. La fonction de suppression d arrière-plan est elle aussi particulièrement utile. Dans ce cas, «le réglage se fait sur la géométrie du faisceau et non sur la quantité de lumière reçue», indique M. Jacquot (Omron Electronics). «La suppression d arrière-plan permet par exemple de détecter tout type d objet situé devant un fond trop réfléchissant», indique Emmanuel Bachelier, technicien produits chez IFM Electronic. Elle permet aussi de supprimer d éventuels éléments perturbants (tels que les pièces trop réfléchissantes d une machine-outil). Le type d émission lumineuse. Suivant les cas, les détecteurs tout-ou-rien optiques émettent en lumière infrarouge, en ultraviolet (pour la détection de repères luminescents), en lumière visible rouge, verte ou bleue, ou en laser rouge. «Dans la détection de produits transparents, la lumière bleue est souvent utilisée. Elle offre une Quelle méthode choisir? Type de détecteur Principaux avantages Principales limitations Exemples d applications Optique Portées élevées (plusieurs dizaines de mètres) Temps de réponse très courts (fréquences de commutation de l ordre du khz) Détection d objets de petite taille dans un espace réduit grâce aux modèles à fibre optique Sensibilité à l environnement (poussières, projections diverses ), sauf modèles à compensation automatique de l encrassement Coût ( euros) Détection de tout type de pièces à grande distance, détection de niveau à travers une paroi transparente (ou opaque avec certains modèles) Application privilégiée : détection de présence ou de passage dans la manutention et le convoyage Capacitif Détection de tout type d objet (réfléchissant ou transparent, métallique ou non, liquide ou solide, conducteur ou pas, etc.) Cadences élevées Coût inférieur à celui des détecteurs optiques ou à ultrasons Faibles portées (< 100 mm) Détection de tout type de pièces dans un espace réduit, contrôle de remplissage et détection de niveau de liquides ou de solides, contrôle du contenu d emballages, détection d étiquettes opaques ou transparentes, etc. Application privilégiée : détection de contenu dans les industries agroalimentaires ou chimiques Ultrasons Détection de tout type de pièces (sauf absorbants phoniques) indépendamment de leur état de surface ou de leur brillance Portées élevées (plusieurs mètres) Robustesse : utilisation dans le brouillard, la poussière ou dans une luminosité extrême, insensibilité à l encrassement, etc. Modèles barrage dotés de fréquences de commutation élevées (de l ordre d une centaine de Hz) Fréquence de commutation relativement faible (< 30 Hz) Coût ( ) Ne fonctionne pas sous l eau, dans le vide ou à des pressions élevées Détection difficile des objets chauds ou très froids (utilisation de -10 à 50 C) Sensibilité aux courants d air Détection de produits transparents ou réfléchissants (papier d aluminium, carreau de verre, bouteilles ), détection de présence ou de niveau de liquide (du moment qu il n y a pas de paroi à traverser) Application privilégiée : détection de présence à des distances relativement importantes dans un environnement difficile 61

5 Les détecteurs de produits transparents Fabricant (Représentant) Asteel Jaysensor Type de détecteur Optique A ultrasons Capacitif Balluff Baumer Electric Baumer Electric (Afimès) Bernstein Bernstein (Afimès) Capacitec Carlo Gavazzi Contrinex Crouzet Automatismes Datasensor Datasensor (Afimès) Dinel Dinel (Afimès) Honeywell IBS Precision Engineering (1) IFM electronic IMO Jeambrun Keyence Leuze Electronic Micro Detectors (Schmersal) Micro Epsilon Microsonic (Woodhead Connectivity) Omron Electronics Optel-Thevon Panasonic Electric Works Pepperl+Fuchs Rechner Sensors Rockwell Automation Schmersal Schneider Electric Sensopart Sick SIE (Woodhead Connectivity) Siemens STM (Woodhead Connectivity) Sunx (Woodhead Connectivity) Takex (Schmersal) Turck Banner Wenglor - BCCA Liste non exhaustive (1) Capteur optique doté d un mode haute sensibilité pour la détection d étiquettes de faible opacité Panasonic Electric Works Outre la portée et le temps de réponse, les cellules optiques se distinguent aussi par leurs dimensions et leur mode de raccordement. meilleure sensibilité que le rouge ou l infrarouge, et elle permet d obtenir des contrastes intéressants», indique Eric Moro, directeur commercial de Contrinex. Mais il n existe pas de solution universelle. «Si l on utilise une source lumineuse trop forte, le faisceau va traverser le produit transparent sans le voir, souligne Eric Van Erps, technicien chez Leuze Electronic. C est pourquoi nous avons doté nos cellules d une émission de faible puissance dans l infrarouge». Même analyse chez Sick. «Dans certains cas, tels que la détection de bouteilles de PET, la lumière infrarouge est plus adaptée que la lumière rouge, constate M. Lavaux (Sick). Mais en général, les détecteurs infrarouge n intègrent pas de filtre de polarisation». Les cellules émettant dans le visible permettent aussi de simplifier l alignement des détecteurs lors du montage. Les détecteurs laser, enfin, offrent un avantage de taille. «Grâce à un faisceau très fin, ils permettent de détecter des objets de très petite dimension, ou de distinguer des objets très proches les uns des autres», souligne M. Lavaux (Sick). Ils offrent aussi de plus grandes portées. Le réflecteur. Si l on a trop souvent tendance à le négliger, le réflecteur fait partie intégrante de l application. Son choix, sa qualité, son installation et sa maintenance doivent donc faire l objet des mêmes soins que ceux que l on apporte au détecteur proprement dit. «La qualité de la réflexion et son homogénéité sur toute la surface du réflecteur sont des critères primordiaux», souligne M. Lavaux (Sick). Il faut notamment choisir le réflecteur en fonction de la taille des objets (un réflecteur doit toujours être plus petit que l objet à détecter), du type d émission lumineuse (le laser, notamment, requiert des réflecteurs spécifiques), du mode de fixation (par vis, 62

6 Baumer Electric autocollants, etc.) et même de l environnement. Chez Sick, par exemple, il existe des réflecteurs à trièdre en verre pour les hautes températures (jusqu à 300 C). Les autres critères de choix sont plus classiques... Comme dans le cas des détecteurs tout-ou-rien classiques, il faut prendre en compte les contraintes mécaniques de l installation, et ne pas hésiter à utiliser des modèles à fibre optique dans les applications où il y a peu d espace. Il faut aussi choisir un mode de paramétrage (par potentiomètre, par apprentissage ou les deux), et ne pas négliger l indice d étanchéité du boîtier ou sa construction (en plastique, en acier inoxydable, etc.) dans les applications en environnement difficile. Bref, c est toujours l application qui commande. A chacun son application Les produits transparents ou réfléchissants peuvent aussi être détectés par des technologies autres que l optique. Les détecteurs à ultrasons et capacitifs, en particulier, peuvent répondre à cette application. Entre ces technologies, il n y a pas vraiment de concurrence : le type de pièces, les cadences et l environnement dans lequel se fait le contrôle, orientent logiquement le choix vers l une ou l autre des méthodes Les détecteurs à ultrasons sont basés sur l émission et la réception d ondes ultrasonores à haute fréquence (de l ordre de 200 khz). Ils détectent donc tout type de matériau (plastique, métallique, opaque, transparent, réfléchissant, coloré, etc.), à l exclusion de ceux qui absorbent les ondes sonores. Autre avantage, leur robustesse. Les Sick Les détecteurs à ultrasons permettent de détecter la présence de produits transparents, translucides ou opaques. Seule limite, le temps de réponse est forcément limité par la vitesse de propagation des ondes sonores dans l air. Le détecteur doit parfois se faire tout petit pour se plier aux contraintes mécaniques de l application détecteurs sont insensibles à l encrassement, ils fonctionnent aussi bien dans le brouillard que dans une luminosité extrême. Seules limites, la technologie est sensible aux courants d air, aux pressions élevées, et elle ne permet pas de détecter les produits chauds ou très froids (le domaine d utilisation classique s étend en effet de 10 à 50 C). Les détecteurs à ultrasons offrent aussi des portées relativement importantes (de l ordre de plusieurs mètres) et ils fonctionnent en détection directe. Il n est donc pas nécessaire d avoir accès à deux faces opposées de l objet. «Ces détecteurs peuvent ainsi remplacer les modèles optiques, en particulier les détecteurs réflex, lorsqu il est impossible d installer un réflecteur», précise M. Lavaux (Sick). L inconvénient, c est le coût (supérieur à celui d un détecteur optique) et la lenteur de la technologie. Le temps de réponse d un détecteur à ultrasons reste en effet limité par la vitesse de propagation du son dans l air. Là où un détecteur optique affiche une fréquence de commutation de l ordre du kilohertz, le détecteur à ultrasons reste en deçà d une vingtaine de hertz. «Dans les applications relativement exigeantes en termes de cadences, telles que le domaine de l embouteillage, cela ne suffit pas», souligne M. Van Erps (Leuze Electronic). Pour obtenir des fréquences de commutation supérieures, quelques fournisseurs proposent des détecteurs à ultrasons en barrage (avec un émetteur et un récepteur séparés). Comme dans le cas d une barrière optique, l objet est détecté lorsqu il vient interrompre le train d ondes ultrasonores. Dans cette configuration, la portée est plus faible (moins d un mètre), il faut monter et alimenter deux boîtiers, mais la fréquence Les questions à se poser Que veut-on faire? (Détecter la présence ou le passage de pièces défilant sur un convoyeur, détecter un niveau de liquide, contrôler le remplissage d un réservoir, etc.) A quelles cadences? Quelle est la nature de l objet? (Solide, liquide, transparent, réfléchissant, métallique ou non, etc.) Quelles sont ses caractéristiques? (Dimensions, forme, état de surface, etc.) Un contact avec l objet est-il possible? Dans quel environnement sera installé le détecteur? (Température, humidité, présence de poussières, risques de projections diverses, brouillard, fumées, etc.) Quelles sont les contraintes mécaniques de l application? (Espace disponible, possibilité d accéder à deux faces opposées de l objet, etc.). 63

7 Petit lexique de la détection de présence Détecteur blindé (ou à montage affleurant) : détecteur pouvant être encastré dans du métal jusqu au niveau de la face active de détection. Distance opérationnelle : distance à laquelle une cible approchante change l état de sortie du détecteur. Facteur de correction : facteur de multiplication permettant de tenir compte du type de matériau constituant la cible. On obtient la distance de détection réelle en multipliant ce facteur par la distance nominale. Fréquence de commutation (F) : nombre maximal de changements d états par seconde (nombre de fois où la cellule commute et revient à son état initial). Exprimée en Hertz (Hz), elle correspond aussi à l inverse du temps de réponse (Tr) multiplié par deux : 1 F = 2.T r Hystérésis : distance entre le point d enclenchement et le point de déclenchement, exprimée en pourcentage de la distance opérationnelle. Immunité aux champs de soudure : se dit d un détecteur qui n a pas de faux déclenchements en présence de champs magnétiques élevés. Marge ou gain excédentaire (M) : quantité de lumière émise pouvant être détectée par le récepteur photoélectrique. F = Niveau de lumière détecté Niveau requis pour modifier l état de sortie Profondeur de champ : distance suivant laquelle l objet à détecter peut se déplacer sans provoquer la commutation de la sortie. Résolution : dimension du plus petit objet détectable. Spot : zone éclairée par l émetteur sur une surface plane perpendiculaire à l axe optique. Temps de réponse : durée maximale entre le point d enclenchement et le point de déclenchement. de commutation peut atteindre une centaine de hertz. «On peut aussi utiliser des détecteurs à ultrasons en barrage pour remplacer l optique lorsqu il y a des risques de réflexions parasites : c est le cas par exemple lorsqu on contrôle un film transparent qui n est pas bien tendu, ou des bouteilles susceptibles de bouger un peu sur le convoyeur», En quelques clics Retrouvez la définition des principaux termes utilisés dans le domaine de la détection de présence sur notre site rubrique Glossaire Le site de Rockwell Automation ( html) permet de trouver la technologie idéale grâce à une petite animation. Il suffit de répondre à quelques questions, et de se laisser guider Pour plus d informations sur ce sujet, consultez le guide d achat sur les détecteurs TOR sans contact (paru dans notre numéro 752) sur notre site rubrique Archives. a j o u t e M. M o r o, (Contrinex). Les détecteurs à ultrasons peuvent aussi être utilisés dans les applications de détection de niveau (de solides ou de liquides), du m o m e n t que les ondes ultra- Carlo Gavazzi Les détecteurs à ultrasons offrent des portées relativement élevées (plusieurs mètres) et sont plus robustes que les cellules optiques. Seule la présence de courants d air ou de pressions élevées perturbe la détection. sonores peuvent se réfléchir directement sur le produit. Dans le cas contraire, «les ondes se réfléchissent sur la paroi de la bouteille ou de la cuve, et le détecteur ne voit pas ce qui se passe à l intérieur», précise M. Moro (Contrinex). Enfin la technologie peut montrer ses limites en termes de précision. «Par rapport à un détecteur optique, le cône d émission d un détecteur à ultrasons est trop large pour que l on puisse détecter des objets de très petite taille», indique M. Jacquot (Omron Electronics). Les détecteurs capacitifs, quant à eux, présentent des caractéristiques très différentes des modèles optiques ou à ultrasons. La face sensible du détecteur constitue l armature d un condensateur. En appliquant une tension sinusoïdale sur cette face, on génère un champ électrostatique alternatif. La deuxième armature est constituée par une électrode reliée à la masse (le bâti de la machine, par exemple) ou par la pièce ellemême (si elle est métallique). Ces deux électrodes forment un condensateur dont la capacité varie en fonction de la permittivité du matériau présent entre les deux électrodes (dans le premier cas), ou en fonction de la distance entre la face active du détecteur et la pièce (dans le second). Les détecteurs capacitifs permettent de détecter tout type d objet (réfléchissant ou transparent, solide ou liquide, métallique ou non, conducteur ou pas, etc.) dans un espace réduit. Leur portée est en effet limitée à une vingtaine de millimètres. On les destine notamment au contrôle du contenu d emballages et à la détection de niveau dans le domaine de l agroalimentaire. L avantage, «c est que l on peut faire abstraction de la paroi de la cuve ou du récipient pour contrôler le contenu», indique M. Bachelier (IFM Electronic). Un détecteur capacitif est ainsi l une des technologies les plus fiables pour détecter la présence ou le niveau d un liquide transparent (eau, huile, etc.) à travers une paroi transparente ou opaque. Autre application originale, la détection de matériaux de faible épaisseur. Les détecteurs capacitifs de IBS Precision Engineering, par exemple, permettent de détecter des étiquettes transparentes (ou opaques) sur tout type de support, avec un temps de réponse très court (de l ordre de 20 µs). Pour la détection des objets transparents, il faut s arrêter là Ces matériaux n étant pas métalliques ou aimantés, les technologies inductives et magnétiques ne sont pas adaptées à leur détection. En revanche, de nombreux objets réfléchissants (pièces métalliques, feuilles d aluminium, etc.) peuvent être détectés par ces deux méthodes, ainsi que par des détecteurs à contact. Ces derniers présentent eux aussi de multiples avantages (notamment dans la détection de position ou de fin de course en environnement difficile), mais ils restent principalement destinés aux applications de sécurité. «On utilise des fins de course lorsque le résultat doit être fiable à 100 %», souligne M. Jacquot (Omron Electronics). Marie-Line Zani-Demange 64