EuroWire January 2016

105 / 122

Article technique
Janvier 2016 101
Sans un système de mesure spécifique,
même les rayons de courbure imper-
ceptibles sur des tronçons allant de 5 à
20 mètres peuvent causer des erreurs
d’excentricité jusqu’à 40 micromètres.
Seulement dans un cas idéal, les rouleaux
de guidage peuvent compenser cette
tension imparfaite du conducteur, ou
vice versa, même augmenter l’erreur.
Par conséquent, l’objectif devrait consister
à éliminer complètement les rouleaux
de guidage.
La mesure de la concentricité d’un
conducteur dans l’isolement assure la
production de câbles de haute qualité.
Lors de la fabrication du câble, le
système de mesure devrait compenser
complètement l’influence des variables
liées à la production pouvant affecter
le résultat de la mesure, tel que les
positions du câble en angle et les
rayons de courbure du conducteur. Les
systèmes de mesure de la concentricité,
en combinaison avec un système à
processeur intégré ou externe, permettent
d’afficher les variations à court terme
de l’excentricité sous la forme d’un
diagramme de dispersion. Le système
pose les bases pour la production de
câbles de haute qualité, et assure un câble
fiable, sans défauts pendant le processus
d’assemblage. Par la suite, il garantit la
fiabilité du processus et offre un rapport
coût-efficacité avantageux.
Système de mesure
pour le mesurage de
la concentricité d’un
conducteur dans
l’isolement sous l’effet
d’une oscillation, de
la position angulaire
du câble ou d’une
courbure du câble sur
le plan de mesurage
Le système de mesure (Figure 1) est basé
sur une méthode de mesure optique et
inductive. Le système de mesure inductif,
qui est positionné entre deux plans de
mesure optique, permet de déterminer la
position exacte du conducteur, alors que
le système optique permet de mesurer la
position du câble. Une valeur d’excentricité
est relevé lorsque les deux positions se
distinguent l’une de l’autre. En même
temps, le système optique relève avec
précision le diamètre et l’ovalité du câble.
Les calculs et les analyses nécessaires sont
effectués dans le système de mesure. Les
valeurs de mesure sont obtenus au moyen
de différentes interfaces pour transférer
des données à une unité d’affichage et de
commande ou à un ordinateur en ligne.
Circuit de
mesure inductif
Le câble passe à travers un transformateur
toroïdal, qui génère un courant alternatif
de quelques milliampères dans le
conducteur. Le courant alternatif crée
un champ magnétique qui entoure le
conducteur idéalement d’une manière
circulaire et l’intensité diminue de façon
exponentielle, en fonction du carré de
la distance. Dans le système de mesure
des capteurs inductifs sont placés à une
distance déterminée, de façon radiale
autour du conducteur. Grâce à ces
capteurs, la position exacte du conducteur
est calculée avec une précision élevée à
partir de la distribution de l’intensité de la
force du champ magnétique.
Grâce à la combinaison de plusieurs
capteurs optiques et à la conception
spécifique des capteurs inductifs, il est
possible de détecter et de compenser
automatiquement une position angulaire
ou une courbure dans le câble, ce qui
assure une mesure précise de l’excentricité.
En raison du centrage automatique de la
tête de mesure de la position du câble, le
système de mesure est conçu pour fournir
des valeurs de mesure précises à tout
moment, même en cas de variation des
forces de traction. Les rouleaux de guidage
sont superflus avec des têtes de réglage
automatique.
L’agencement du système de mesure
inductif pour la détermination de la
position du conducteur au centre de la
tête de mesure, en combinaison avec
un blindage ferromagnétique, empêche
que des variables environnementales
éventuelles aient une influence sur la
valeur de mesure de l’excentricité.
Pour cette raison, même un chariot
élévateur de passage, une goulotte de
refroidissement déplacée ou des conditions
de mise à la terre variables n’ont aucune
influence sur le résultat de mesure.
Circuit de
mesure optique
La mesure optique est basée sur le
principe de l’analyse de diffraction
combinée avec des diodes laser à
impulsions, le faisceau de lumière
des diodes projette une ombre du
câble sur le capteur linéaire CCD sur
chaque axe de mesure avec un temps
d’exposition de 0,25 microsecondes.
Les systèmes effectuent le mesurage
sur quatre axes (sur huit points), de la
position et de la largeur de l’ombre. De
la position de l’ombre par rapport à la
position déterminée du conducteur, des
processeurs de signaux calculent la valeur
exacte de l’excentricité alors que des
largeurs des quatre ombres on calcule le
diamètre extérieur et l’ovalité.
Les valeurs de mesure du diamètre
extérieur, le cas échéant en combinaison
avec le diamètre du conducteur
(l’épaisseur de la paroi), sont utilisées
pour modifier la capacité productive de
l’extrudeuse ou la vitesse de tirage du
câble de telle manière que les valeurs de
mesure soient affichées en fonction de la
valeur nominale correspondante. En outre,
les valeurs de mesure avec des tolérances
serrées revêtent une importance non
négligeable pour l’assemblage. Chacune
de ces valeurs influence l’impédance
d’onde (par exemple, les câbles LAN
torsadés) et par conséquent la valeur
de la perte par retour structurel (SRL)
d’un câble de transfert de données, en
particulier lorsque des écarts de ces
valeurs se produisent périodiquement.
Grâce à Transformation de Fourier Rapide
(FFT), le taux élevé de balayage de 2 500
mesures/seconde permet de générer une
prévision pour le SRL en fonction de la
fréquence de transmission, même à des
vitesses de ligne de 3 000 mètres/minute
pour des spécifications CAT actuelles et
futures. Si on donne une spécification
concernant l’épaisseur minimum de la
paroi pour l’isolement du câble, alors toute
excentricité conduit inévitablement à une
augmentation de la consommation de
matériau d’isolement. Par conséquent, les
excentricités devraient être réduites pour
des raisons économiques.
Enregistrement des
valeurs oscillantes
d’excentricité
Avec une vitesse de balayage de 2 500
mesures par seconde, le système de
mesure enregistre d’excentricité avec une
grande précision pour chaque valeur. Ces
valeurs sont affichées sous forme d’un
nuage les valeurs oscillantes de points
(Figures 3, 4 et 5 ).
▲
▲ Figure 1: Dispositifs pour la mesure de la
concentricit é d’un conducteur dans l’isolement