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Sondes à courants de Foucault haute température de la série WSTH pour bancs d'essai de moteurs et du secteur aérospatial

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Le développement de moteurs haute performance nécessite des systèmes de mesure capables de fournir des résultats d'une grande précision et reproductibles, même dans des conditions environnementales extrêmes.

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Avec la série WSTH, WayCon lance une gamme de sondes à courants de Foucault sans contact spécialement conçues pour les conditions d'utilisation difficiles et à haute température, telles que celles rencontrées sur les bancs d'essai de moteurs (automobile et aérospatiale). Avec une large plage de température allant de –20 à +185 °C, une grande résistance à l’huile, aux gaz d’échappement et aux salissures, ainsi qu’une précision de l’ordre du millimètre, ces capteurs fournissent des données de mesure fiables, même dans des environnements chauds et contaminés. Grâce à leur sortie de signal à haute fréquence (jusqu’à 50 kHz), ils sont parfaitement adaptés à la surveillance dynamique des arbres, des rotors et des cotes de jeu.
Les capteurs WSTH fonctionnent selon le principe des courants de Foucault : un courant alternatif à haute fréquence génère des courants de Foucault dans la cible métallique, ce qui modifie l’impédance de la bobine. Cette variation est convertie en un signal analogique de tension ou de courant. Les capteurs mesurent ainsi sans contact la distance par rapport à des composants conducteurs, indépendamment de la couleur, de la rugosité de surface ou des conditions d’éclairage. La série WSTH offre des plages de mesure allant jusqu’à 4 mm (sur l’acier), une linéarité de ±1 % et une résolution de 0,4 µm. Contrairement aux capteurs photoélectriques ou laser, les capteurs à courants de Foucault sont insensibles à l’huile, à la poussière ou aux vibrations. Ils ne s’usent pas et ne nécessitent que peu d’entretien, car aucun contact mécanique ne vient altérer le capteur. Leur conception robuste (boîtier en acier inoxydable, connecteur IP44) garantit un fonctionnement fiable sur les bancs d’essai à haute température.
Dans le développement des moteurs à combustion et des turbines modernes, les bancs d’essai constituent la plateforme centrale pour la validation des nouvelles conceptions. Dès les premières phases de développement, les moteurs sont testés dans des conditions réalistes, subissant des milliers de cycles de charge et d’heures de fonctionnement. Outre la puissance délivrée, le rendement et le comportement en matière d’émissions, une attention particulière est accordée aux mouvements dynamiques des composants rotatifs. Les arbres, les rotors et les turbocompresseurs peuvent atteindre des vitesses de plusieurs dizaines de milliers de tours par minute. Même les plus infimes variations du jeu des roulements, de la flexion de l’arbre ou de la dilatation thermique peuvent fournir des indications sur l’usure, le comportement vibratoire ou la résistance à la fatigue de la conception.
Il est donc primordial pour les ingénieurs de développement que ces paramètres soient enregistrés en continu tout au long du cycle d’essai. Les systèmes de capteurs doivent fournir des mesures fiables même dans des conditions environnementales extrêmes, malgré les températures élevées des composants, le brouillard d’huile, les vapeurs de carburant, les gaz d’échappement et les vibrations intenses. Parallèlement, les systèmes de mesure ne doivent pas influencer le comportement des échantillons d’essai et doivent fournir des résultats reproductibles, même lors d’essais d’endurance de longue durée.
En particulier lors des essais de nouvelles générations de moteurs, de turbocompresseurs haute performance ou de moteurs d’avion, la surveillance sans contact des positions d’arbres, des mouvements de rotors ou des cotes de jeu permet la détection précoce de conditions de fonctionnement critiques. Cela permet aux ingénieurs de développement d’analyser les résonances, les charges sur les roulements ou les variations d’origine thermique pendant que l’essai est encore en cours, plutôt que de ne les identifier qu’après le démontage de l’échantillon d’essai. Cela raccourcit les cycles de développement, réduit les temps d’arrêt coûteux des bancs d’essai et, dans le même temps, augmente la valeur informative des données de mesure obtenues.
Dans cette optique, les méthodes de mesure sans contact constituent le choix privilégié sur les bancs d’essai de moteurs. Elles permettent des mesures hautement dynamiques sans aucune interférence mécanique avec l’échantillon d’essai et fournissent des résultats de mesure reproductibles, même à des températures constamment élevées et dans des environnements de banc d’essai contaminés.
Avantages des capteurs à courants de Foucault par rapport à d’autres principes de détection : comparés aux capteurs optiques, les capteurs à courants de Foucault offrent de bonnes performances dans des environnements sales et chauds. Bien que les capteurs optiques (lasers, capteurs photoélectriques) offrent une grande précision, ils ne fonctionnent pas en présence d’un film d’huile ou de fumée. Contrairement aux systèmes de mesure par contact, tels que les capteurs à fil tendu ou les potentiomètres linéaires, les capteurs à courants de Foucault n’ont pas besoin d’être en contact avec l’objet mesuré et fonctionnent sans aucune usure.