Capteurs Electrostatique
Un capteur d’électricité statique qui mesure avec précision la charge électrostatique pour localiser et diagnostiquer les points d’accumulation. Faites votre choix entre le modèle portatif, pour mesurer n’importe où, et le modèle intégrable, pour mesurer la charge électrostatique des cibles directement sur la ligne de fabrication.
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Le principal avantage des capteurs électrostatiques en ligne est qu’ils peuvent être installés dans les lignes de fabrication, permettant une mesure continue en temps réel de la charge électrostatique des cibles. La mesure temporaire conventionnelle ne peut pas détecter les problèmes causés par l’électricité statique. Un exemple de ces problèmes est la diminution du taux de rendement. Cependant, la surveillance en temps réel permet de prévenir ces problèmes, contribuant ainsi à améliorer l’efficacité de la fabrication. Ce capteur peut également améliorer la gestion de la qualité et la traçabilité grâce aux données de mesure, ce qui lui permet de répondre aux besoins avancés des sites de fabrication.
Le capteur électrostatique de type portatif de KEYENCE est largement utilisé comme modèle d’entrée de gamme pour quantifier les charges électriques de l’électricité statique. Il peut également mesurer la température et l’humidité, ce qui permet de comprendre de manière exhaustive la relation entre les conditions environnementales et l’électricité statique. De plus, il peut évaluer les performances d’élimination statique des ioniseurs, comme la vitesse et l’équilibre ionique. Ainsi, ce capteur favorise le fonctionnement et l’entretien efficaces des ioniseurs tout en aidant à prévenir les problèmes d’électricité statique. Ce capteur portable permet une mesure flexible dans n’importe quel endroit, ce qui lui confère l’avantage majeur de répondre à différents besoins dans les applications sur site.
Un capteur électrostatique mesure l’électricité statique présente dans une zone donnée, en détectant la charge électrostatique créée lorsqu’un objet attire ou repousse des particules à proximité. Les capteurs KEYENCE sont conçus pour mesurer à la fois la charge statique et des facteurs environnementaux comme l’humidité, offrant ainsi une solution tout-en-un pour le contrôle de l’électricité statique.
Principe de mesure du capteur électrostatique
Une électrode de détection intégrée au capteur électrostatique permet de mesurer l’intensité du champ électrique d’une cible chargée, ce qui génère une charge inductive dans l’électrode de détection. Cette charge inductive crée un courant qui est converti en signal de tension alternative, à partir duquel le potentiel de charge est ensuite détecté.
Les valeurs mesurées diminuent à mesure que le capteur électrostatique s’éloigne de la cible et augmentent lorsqu’il s’en rapproche (mesure dépendante de la distance). Une mesure précise est possible si la cible est plus grande que la plage de détection, mais si la cible est plus petite, la valeur mesurée sera inférieure à la valeur réelle (mesure dépendante de la taille de la cible).
Les capteurs électrostatiques de la Série SK-050/1000 de KEYENCE intègrent une fonction de correction de distance qui compense automatiquement les erreurs liées à la distance. Les utilisateurs peuvent ainsi facilement éviter les erreurs de mesure en indiquant la distance d’installation dans l’amplificateur.
Avantages des capteurs électrostatiques
L’intensité de l’électricité statique peut varier selon l’emplacement, même au sein d’une même pièce. Les différentes pièces peuvent elles aussi présenter des charges différentes. Avec un capteur d’électricité statique de type portatif, une mesure précise et localisée est possible partout où cela est nécessaire.
Même dans une zone exempte d’électricité statique, les pièces peuvent se charger par friction, décollement ou contact lors de l’assemblage. L’électricité statique provoque l’attraction et l’adhérence de poussières et de particules sur les pièces chargées. Si des salissures adhèrent à des pièces envoyées vers l’étape suivante, elles peuvent se retrouver à l’intérieur du produit fini.
Les capteurs portatifs peuvent également être utilisés pour mesurer la quantité d’électricité statique d’une pièce assemblée. Si la charge dépasse le seuil admissible, la pièce sera davantage exposée à la poussière et aux salissures. Il faut alors utiliser des dispositifs d’élimination de l’électricité statique (ioniseurs) ou d’autres appareils pour l’éliminer. Ainsi, les capteurs électrostatiques portatifs permettent de prévenir l’adhérence de poussières, de salissures et d’autres contaminants.
Pour garantir des contre-mesures efficaces contre l’électricité statique sur une ligne de production, il est nécessaire de mesurer avec précision l’électricité statique générée à différents endroits par friction, décollement ou contact. Ces conditions de génération d’électricité statique peuvent survenir à divers points du processus de fabrication, et l’utilisation de plusieurs capteurs électrostatiques permet de mesurer l’électricité statique en plusieurs endroits.
En installant un grand nombre de capteurs électrostatiques sur la ligne de production pour mesurer l’électricité statique générée à différents endroits, les utilisateurs peuvent à la fois contrôler précisément les dispositifs d’élimination de l’électricité statique (ioniseurs) et détecter précisément l’efficacité de cette élimination. La mesure continue de l’électricité statique et l’analyse des données accumulées permettent également de comprendre comment les niveaux d’électricité statique évoluent en fonction de l’humidité et d’identifier de nouvelles zones nécessitant des contre-mesures.
En d’autres termes, mesurer l’électricité statique en plusieurs points de la ligne de production permet aux utilisateurs de prévenir les problèmes liés à l’électricité statique, tout en vérifiant l’efficacité des dispositifs d’élimination et l’état des contre-mesures actuelles.
Il existe une relation étroite entre l’humidité et l’électricité statique, mais celle-ci est difficile à définir précisément. Il est cependant possible de la déterminer avec précision grâce à un capteur électrostatique capable de mesurer simultanément l’humidité et l’électricité statique.
La génération d’électricité statique est moins probable lorsque l’humidité relative est égale ou supérieure à 60 %. Cependant, comme l’humidité varie avec la température, elle peut différer d’un endroit à l’autre même au sein d’une même pièce. Par exemple, la température autour des équipements de production a tendance à être relativement élevée, avec une humidité plus faible. Il est donc important de maintenir un taux d’humidité approprié à l’endroit précis où se trouve la cible de mesure, plutôt que sur l’ensemble de la zone de production.
L’utilisation d’un capteur électrostatique pour mesurer simultanément l’électricité statique et l’humidité permet aux utilisateurs de déterminer si une zone est susceptible de générer des problèmes d’électricité statique en raison d’un air sec. Les données mesurées par le capteur peuvent ensuite être utilisées pour définir les contre-mesures les plus adaptées contre l’électricité statique, par exemple en empêchant les cibles de se charger ou en éliminant l’électricité statique à l’aide d’un dispositif d’élimination (ioniseur).
Les capteurs électrostatiques KEYENCE intègrent plusieurs fonctionnalités conçues pour assurer un contrôle précis de l’électricité statique :
・Capacités de mesure double : ces capteurs peuvent mesurer simultanément la charge statique et l’humidité, offrant ainsi une meilleure compréhension de l’impact des conditions environnementales sur l’électricité statique.
・Haute précision : avec des plages de mesure allant jusqu’à ±50 kV, ces capteurs offrent des relevés précis, garantissant des données fiables pour le contrôle de l’électricité statique. Associés à l’ioniseur de la Série SJ-L, qui permet de vérifier visuellement que l’électricité statique a bien été éliminée, ces capteurs assurent une gestion complète et cohérente de l’électricité statique.
・Utilisation flexible : les fabricants peuvent choisir entre des modèles portatifs comme le SK-H050 pour des mesures ponctuelles, ou des modèles intégrables comme le SK-050/1000 pour une surveillance continue sur la ligne de production. Pour des besoins plus spécifiques, l’ioniseur de la Série SJ-M peut être associé aux capteurs pour une élimination ciblée de l’électricité statique dans des espaces restreints ou sur de grandes zones de production.
・Facilité d’utilisation : les modèles portatifs sont conçus de manière ergonomique pour un confort d’utilisation optimal, tandis que les modèles intégrables s’adaptent facilement aux systèmes automatisés.
L’électricité statique peut avoir un impact sérieux sur la qualité de la production et la sécurité. Elle peut endommager des composants sensibles dans les secteurs automobile ou électronique en provoquant des décharges électrostatiques (ESD).
Les charges statiques attirent également la poussière et les particules qui adhèrent aux produits et contaminent des surfaces telles que les circuits imprimés (PCB) ou les produits pharmaceutiques. Ce phénomène est appelé attraction électrostatique (ESA).
Les capteurs électrostatiques KEYENCE détectent la charge statique présente sur les surfaces et corrigent automatiquement les erreurs liées à la distance, en compensant les variations de distance par rapport à la cible.
Ces capteurs mesurent également l’humidité ambiante. L’humidité influence directement l’accumulation d’électricité statique, ce qui rend la mesure conjointe de la charge statique et de l’humidité essentielle à un contrôle efficace de l’électricité statique.
Les appareils de mesure électrostatiques, comme les capteurs KEYENCE, surveillent en continu la charge statique et l’humidité, prévenant ainsi les problèmes liés à l’électricité statique et préservant la qualité globale des produits. Ils sont particulièrement importants dans des secteurs comme l’électronique, où ils protègent les composants sensibles, ou l’automobile, où ils permettent d’éviter que poussières, salissures et débris n’adhèrent aux surfaces et n’altèrent les finitions.
Dans l’industrie électronique, les décharges électrostatiques peuvent gravement endommager les circuits imprimés et autres composants sensibles. Pour éviter ces dommages, les détecteurs électrostatiques surveillent les niveaux d’électricité statique et préviennent les décharges électrostatiques (ESD).
Dans le secteur automobile, la charge statique peut provoquer l’adhérence de poussières et de salissures sur des pièces telles que les pare-chocs, ce qui nuit à la qualité des finitions peintes. Les capteurs électrostatiques mesurent la charge statique sur les pièces et activent les ioniseurs lorsque nécessaire pour éviter tout problème.
La charge statique peut également poser problème dans l’industrie pharmaceutique lors du transport de comprimés dans des distributeurs automatiques. Grâce aux capteurs électrostatiques, les fabricants peuvent mesurer les niveaux d’électricité statique et déployer des ioniseurs pour l’éliminer.
L’électricité statique peut aussi poser des problèmes lors de l’emballage, notamment lorsque poussières et particules adhèrent aux produits. Les capteurs électrostatiques permettent de maintenir les niveaux d’électricité statique sous contrôle, évitant ainsi toute contamination.
Foire aux questions concernant les capteurs électrostatiques
L’électricité statique peut entraîner divers problèmes : adhérence de poussières et d’autres corps étrangers, problèmes de convoyage, dommages liés aux décharges électrostatiques (ESD), dysfonctionnements des appareils et équipements électroniques, ou encore problèmes de revêtement/impression. L’adhérence de corps étrangers peut par exemple entraîner des produits défectueux. Les problèmes de convoyage, quant à eux, peuvent provoquer des défauts d’emballage et réduire le taux de fonctionnement en raison d’arrêts temporaires, tandis que les décharges électrostatiques peuvent entraîner une baisse de rendement ou une augmentation des coûts due à l’endommagement de composants électroniques.
Les capteurs électrostatiques installés aux endroits où l’électricité statique est générée permettent de prévenir ces problèmes grâce à une mesure constante de l’électricité statique, en complément des dispositifs d’élimination (ioniseurs) qui éliminent l’électricité statique générée. Les capteurs électrostatiques peuvent également être utilisés pour des mesures ponctuelles de pièces et d’équipements hors ligne de production, les dispositifs d’élimination étant alors utilisés pour contrôler efficacement l’électricité statique.
Une induction électrostatique se produit dans un conducteur placé à proximité de substances chargées électriquement (poussières ou autres corps étrangers), ce qui entraîne une charge électrique à la surface du conducteur. Cette induction électrostatique, combinée à l’électricité statique des corps étrangers, crée une force (force de Coulomb) qui provoque leur adhérence à d’autres objets. La force d’adhérence varie selon que l’objet est un conducteur ou un isolant.
Par exemple, la force de Coulomb dans des isolants présentant un rapport surface/masse élevé, comme les films ou les feuilles, est bien supérieure au poids de l’objet. L’intensité de l’électricité statique varie également fortement avec l’humidité. Ainsi, pour prévenir l’adhérence de corps étrangers due à l’électricité statique, il est essentiel de mesurer à la fois l’humidité et l’électricité statique.
Une décharge électrostatique (ESD) provoque des dommages lorsqu’un composant électronique chargé entre en contact avec un conducteur relié à la terre. Lors de ce contact, un courant est brusquement appliqué aux circuits internes du composant. Ce courant peut faire fondre le câblage interne du circuit, provoquant un court-circuit ou une coupure du circuit.
Les défaillances liées aux décharges électrostatiques peuvent avoir diverses origines : décharges provenant d’opérateurs porteurs d’une charge d’électricité statique (modèle du corps humain), décharges provenant d’objets métalliques ou conducteurs (modèle machine), ou décharges provenant de l’appareil lui-même (modèle de composant chargé). La mesure de l’électricité statique des objets à l’origine de ces décharges est nécessaire pour prévenir les problèmes liés à ces différents modèles.
