Mesure de l’épaisseur d’un produit
La mesure d’épaisseur revêt une importance capitale dans de nombreux secteurs industriels. Elle renseigne sur la qualité et les performances des produits ainsi que sur les procédés de fabrication associés. Les outils simples tels que les jauges d’épaisseur ne peuvent pas convenir à toutes les situations, notamment lorsqu’il s’agit de mesurer en ligne ou à haute cadence.
Le choix d’une technologie appropriée dépendra donc des propriétés spécifiques du matériau, du procédé de fabrication et des exigences de mesure, chaque méthode présentant ses avantages et ses limites.
Mesure d’épaisseur : dans quel contexte ?
L’importance de la mesure précise de l’épaisseur dans diverses industries, notamment dans la production de films, de bandes (telles que celles en caoutchouc) et dans l’industrie de l’emballage, ne peut être sous-estimée. Une épaisseur inadéquate de ces matériaux peut avoir des répercussions significatives sur la qualité et la performance des produits finaux, ainsi que sur les processus de fabrication.
Tout d’abord, une épaisseur insuffisante peut compromettre la résistance des produits, les rendant plus susceptibles de se déformer ou de se rompre sous contrainte. De même, une épaisseur excessive peut affecter la flexibilité des matériaux, entraînant des difficultés lors de leur manipulation ou de leur utilisation dans les processus de production.
De plus, une épaisseur inadéquate peut affecter l’efficacité des produits. Par exemple, dans l’industrie de l’emballage alimentaire, une épaisseur inadéquate peut entraîner des problèmes de manipulation, de stockage, d’empilement, de désempilement, et ainsi causer des erreurs ou des blocages dans les processus automatisés de manipulation, que ce soit à l’usine ou dans les appareils automatiques de distribution des aliments aux consommateurs. En outre, une épaisseur inappropriée peut entraîner une utilisation excessive de matériaux, ce qui peut entraîner des coûts supplémentaires de matières premières et de fabrication.
Par conséquent, des méthodes de mesure fiables et précises doivent être mises en œuvre pour contrôler l’épaisseur des matériaux et ajuster les procédés de fabrication, permettant ainsi d’atteindre les objectifs de qualité les plus élevés et d’optimiser l’efficacité des procédés de production.
Mesure d’épaisseur par méthode tactile
Dans l’industrie, les capteurs à déplacement linéaire LVDT (Linear Variable Differential Transformer) sont largement utilisés pour mesurer avec précision l’épaisseur des objets. Ces capteurs transforment le mouvement linéaire de leur sonde en un signal électrique mesurable, ce qui permet de suivre leur position exacte sur un axe.
Pour mesurer l’épaisseur d’un objet, deux capteurs LVDT sont positionnés de part et d’autre de l’objet à contrôler. Les deux capteurs sont mis en contact avec l’objet, et leur position est enregistrée au point de contact. L’épaisseur est alors déduite de la différence de position entre les deux capteurs.
L’un des principaux avantages des LVDTs pour la mesure d’épaisseur réside dans leur capacité à fournir des mesures précises et fiables, même dans des environnements industriels difficiles. Ils sont robustes, résistants aux vibrations et aux variations de température, ce qui les rend adaptés à une grande variété d’applications industrielles.
La sélection des embouts de sonde est cruciale pour obtenir des mesures fiables, en tenant compte notamment de leur forme, de leur taille et de leur matériau, tout en évitant d’endommager la surface de l’objet contrôlé.
De plus, les LVDTs peuvent être facilement intégrés dans des systèmes automatisés de contrôle de la qualité, permettant des mesures rapides et précises de l’épaisseur des objets en production.
Mesure d’épaisseur par la méthode pneumatique
La technologie des capteurs suiveurs repose sur la combinaison d’un capteur tactile (LVDT) et d’un transducteur pneumatique. Le capteur pneumatique est mobile et peut ajuster continuellement sa distance par rapport à la surface de l’objet à mesurer afin de la maintenir constante. Le capteur LVDT mesure très précisément les mouvements du capteur pneumatique, déduisant ainsi les variations d’épaisseur de l’objet. Les capteurs suiveurs ne touchent jamais la surface mesurée et constituent donc un outil de mesure sans contact.
L’objet peut être soit posé sur une surface de référence comme un rouleau pour un bande de caoutchouc.
L’épaisseur est déduite de la distance entre cette surface et la position du capteur suiveur. La mesure peut également être effectuée par un couple de capteurs suiveurs placés des deux côtés de l’objet.
Ces capteurs suiveurs offrent une précision micrométrique, sur une large plage de mesure. Ils sont parfaitement adaptés à la mesure d’épaisseur de grandes pièces telles que des plaques, des bandes ou des films. Contrairement aux capteurs optiques, ils ne sont insensibles à la couleur, à la luminosité ou à la saleté du matériau contrôlé.
Enfin, les capteurs suiveurs peuvent être intégrés en ligne, des profils d’épaisseur peuvent être déterminés en continu via l’utilisation de plusieurs capteurs en ligne.
Mesure d’épaisseur par micrométrie optique
La micrométrie optique repose sur l’analyse de l’ombre projetée par l’objet à mesurer lorsqu’il est éclairé par une source lumineuse. Un dispositif optique spécial est utilisé pour capturer cette ombre et générer une image à contraste élevé qui facilite le traitement par des algorithmes d’imagerie.
La mesure d’épaisseur peut être réalisée facilement lorsque l’objet est de forme simple, tel qu’un film ou une bande. Dans ce cas, le capteur est placé latéralement, permettant de générer une image de l’ombre du bord de la bande. Une autre méthode consiste à placer la bande sur un rouleau, puis positionner le micromètre perpendiculairement au rouleau, au bord de la bande. Le micromètre détecte alors l’ombre à la fois du rouleau et de la bande. L’épaisseur de cette dernière est obtenue en mesurant sur l’image la différence de hauteur entre le rouleau et la surface supérieure de la bande.
Fréquemment intégrée dans des systèmes automatisés, cette technologie est adaptée aux applications à haut débit. Cependant, elle se cantonne à mesurer les dimensions des contours extérieurs des films contrôlés. De plus, elle peut être sensible aux variations de luminosité ou à la propreté du matériau contrôlé.
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