Michael Troska, chef de produit, est convaincu des avantages de la fusion de capteurs pour l'utilisateur
Capteurs d'inclinaison avec principe de mesure fusioné
Les capteurs MEMS, abréviation de « Micro Electro-Mechanical Systems », mesurent les variations infimes telles que l’accélération. Ces capteurs polyvalents et compacts sont désormais utilisés dans de nombreux appareils, notamment dans les nouveaux inclinomètres de Turck, qui intègrent également un gyroscope et permettent une dynamique sans précédent grâce aux principes de mesure par fusion. Michael Troska, chef de produit chez Turck, explique les avantages de la fusion de capteurs pour l’utilisateur dans une interview avec le créateur de messweb, Dirk Schaar.
Le thème de la fusion de capteurs et les avantages qu'elle offre sont débattus dans l'industrie depuis un certain temps. Depuis combien de temps Turck s'intéresse-t-il à ce sujet ?
Nous proposons depuis longtemps des inclinomètres pour une grande variété d'applications mobiles, telles que les véhicules de chantier, les excavatrices, les grues, les chargeuses sur pneus ou d'autres véhicules, mais aussi dans le secteur industriel conventionnel, par exemple pour le contrôle des danseurs dans l'industrie du papier et du textile. De nombreuses tâches peuvent être résolues avec succès avec la technologie d'inclinomètre conventionnelle, mais pour certaines applications, les technologies de capteurs fusionnées sont tout simplement meilleures. Nous travaillons donc depuis un certain temps sur la fusion de capteurs et avons maintenant présenté les premiers appareils, avec interface IO-Link et la fusion d'un gyroscope et d'un accéléromètre MEMS.
Quelles sont les limites des inclinomètres conventionnels ?
Les inclinomètres conventionnels utilisent généralement des accéléromètres qui utilisent la gravité terrestre comme signal de référence. Si le capteur est incliné, il mesure une accélération différente, car il n’est plus perpendiculaire, mais cela est important pour le calcul de l’angle. Si nous avons maintenant des accélérations perturbatrices dans l’application, par exemple en raison de vibrations, de chocs ou lors d’une accélération, d’un freinage ou d’un virage, le signal de mesure est déformé. La plupart des fabricants utilisent des fonctions de filtrage pour lisser le signal de sortie et ainsi réduire les interférences. Cependant, les filtres présentent un inconvénient majeur : ils rendent le signal de sortie très lent et les mouvements rapides peuvent ne pas être détectés correctement par le capteur car ils sont filtrés. C’est pourquoi nous avons développé les capteurs à fusibles.
Quels sont les avantages pour l'utilisateur de la fusion des signaux MEMS et gyroscopiques ?
Outre l'accéléromètre MEMS, nous utilisons un gyroscope qui enregistre la vitesse angulaire en degrés par seconde. Avantage principal : les signaux du gyroscope ne réagissent pas à l'accélération. Lorsque je combine les signaux de l'accéléromètre et du gyroscope à l'aide d'un algorithme de fusion intelligent, j'obtiens un signal de sortie extrêmement réactif et extrêmement précis, même dans les applications en mouvement.
Pour quelles applications ces capteurs sont-ils spécialement conçus ?
Je vois principalement des domaines d’application sur des machines mobiles. Imaginons par exemple un AGV, c’est-à-dire un système de transport sans conducteur qui se déplace constamment. Si, par exemple, ce véhicule se déplace constamment dans une courbe, il y a alors une perturbation constante, une accélération perturbatrice. Un inclinomètre classique ne peut pas filtrer cette accélération perturbatrice, car elle est constamment présente. C’est pourquoi je vois les meilleurs domaines d’application notamment dans les applications mobiles dynamiques qui nécessitent un temps de réponse rapide du capteur.
La dynamique élevée qui peut être obtenue dans les applications en mouvement est prise en charge par IO-Link. Un autre avantage pour le client en termes de résultats plus précis et plus rapides ? Si oui, pourquoi ?
Nous nous appuyons généralement beaucoup sur IO-Link, car le protocole peut transmettre des informations supplémentaires en plus des données utilisateur réelles et présente également d'autres avantages. Avec notre série d'inclinomètres, par exemple, la température est enregistrée en plus des données d'angle, ainsi que le nombre d'heures de fonctionnement. De plus, IO-Link permet également de lire des informations sur l'application en plus des informations du capteur. C'est bien plus que ce que peut offrir une interface analogique de 4 à 20 milliampères. Et comme la communication via IO-Link est très stable en termes de CEM, l'utilisateur peut utiliser des câbles à trois conducteurs non blindés et ainsi économiser des coûts.
Une particularité de votre capteur est le niveau à bulle à LED. À quoi sert-il ?
Le niveau à bulle est une aide à l'installation. Cela signifie que l'utilisateur n'a pas besoin de relier le capteur au contrôleur lors de l'installation pour fournir la valeur de processus. L'utilisateur reçoit simplement un retour d'information direct du capteur dès que celui-ci est alimenté en 24 volts. Les LED jaunes sont allumées en permanence lorsque le capteur se trouve dans une fenêtre de ±0,5 degrés autour de la position zéro.
Turck a déjà développé de nouveaux capteurs. À quoi pouvons-nous nous attendre ?
Après avoir utilisé des cellules MEMS dans nos inclinomètres pour supprimer les vibrations parasites, nous les utilisons désormais également dans nos nouveaux capteurs de vibrations CMVT. Ici, elles font le contraire et détectent et transmettent avec précision les vibrations. CMVT signifie Condition Monitoring, Vibration and Temperature, car ces dernières sont également mesurées par le capteur. Lorsque les utilisateurs lisent les données de processus de notre capteur via IO-Link, c'est-à-dire la vitesse de vibration, ils peuvent facilement déterminer un potentiel de danger potentiel dans leur machine. Si la valeur de vibration augmente progressivement au fil du temps ou si les limites de la norme ISO 10816-3 sont dépassées, l'utilisateur sait qu'il faut agir avant que des dommages plus importants ne se produisent.
Les données du capteur permettent également de réaliser des intervalles de maintenance ciblés, c'est-à-dire ni trop tard ni trop tôt, car cela coûte également de l'argent. Le CMVT est également équipé de sorties de commutation en plus de l'IO-Link. L'utilisateur peut donc facilement paramétrer le capteur de manière à ce que la sortie de commutation réagisse lorsque les valeurs limites définies sont dépassées. Vous pouvez alors, par exemple, commander une tour lumineuse qui s'allume en vert, jaune ou rouge. Tout cela de manière totalement autonome sans aucune intégration de contrôleur requise. Notre Turck Vibration Monitor simplifie la mise en service et le fonctionnement du capteur. L'outil visualise les données de vibration et de température en direct dans n'importe quel navigateur Web et peut être utilisé facilement via n'importe quel maître IO-Link Turck - sans aucun logiciel supplémentaire requis. Cela permet à l'utilisateur de visualiser les informations de vibration mesurées sur une période donnée et, si nécessaire, les données peuvent être exportées vers Excel pour une analyse plus approfondie.
Auteur | L'interview a été réalisée par Dirk Schaar, rédacteur en chef de messweb.de et GOing
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