Qu'est-ce que la mesure de distance et le positionnement ?
Hauteur (mesure de la hauteur)
Si la fréquence de mesure joue plutôt un rôle subalterne (< 1 kHz), il faut préférer le système L-LAS-TB, du fait que sa proportion élevée de pixels permet d’obtenir une plus grande précision.
La position du spot laser sur le détecteur de ligne dépend ici de la position des objets de mesure. Un décalage de l’objet de mesure de haut en bas provoque un décalage du spot laser projeté de droite à gauche sur la ligne du détecteur.
Comme le spot laser touche en règle générale plusieurs pixels de lignes, il est possible de déterminer la position avec exactitude :
La précision du capteur laser peut continuer à être augmentée en recourant au sous-pixeling et à la formation de valeur moyenne. La précision est en pratique augmentée d’un facteur 4 grâce au sous-pixeling.
POS=A, la détection de la surface effective s’en trouve améliorée.
Dans le cas des surfaces réfléchissantes ou d’objets transparents en revanche, pratiquement pas de réflexion diffuse. Pour que le récepteur voie maintenant le récepteur sur la surface de mesure, le capteur laser doit être tourné dans la réflexion directe.
Dans cette mesure, il faut impérativement veiller à ce que le rayon laser réfléchi ne « tombe » pas du système optique de réception, c’est-à-dire que les mouvements de basculement de l’objet doivent être aussi réduits que possible.
Principe de fonctionnement de la série A-LAS :
Rideau de lumière laser + Système optique de récepteur + diode photo
Dans le cas de ce procédé à lumière traversante, une partie du rideau lumineux laser orienté parallèlement est couverte par l’objet de mesure. Le recouvrement du rayon est ici à peu près proportionnel à la baisse du signal sur le récepteur.
La lumière touchant le système optique de réception est focalisée sur un détecteur.
On dispose de types à fourche (émetteur et récepteur dans un boîtier) et des types séparés.
On parvient à éliminer la lumière externe à l’aide d’une technique de filtre et de cache correspondante.
Dans le cas des capteurs de la série A-LAS, on dispose de différents dispositifs électroniques d’évaluation qui disposent de la position d’objet de mesure analogique (0V…+10V ou 4 mA à 20 mA), ou bien d’un port série.
Principe de fonctionnement de la série L-LAS-TB :
Rideau de lumière laser + détecteur de lignes
L’unité d’émission de la série L-LAS-TB fournit un rideau de lumière laser collimé qui rencontre un détecteur de ligne du côté de la réception.
Si un objet se trouve maintenant dans le rideau de lumière laser, une ombre « sombre » tombe sur la ligne du détecteur du fait du guidage parallèle de la lumière.
Le signal de pixel est ici converti à l’aide du convertisseur A/D présent dans l’ordinateur du capteur. Le contrôleur intégré dans le récepteur compare maintenant le signal vidéo d’un pixel avec un seuil réglable prescrit. Les pixels pour lesquels un passage du seuil est constaté donnent des informations sur la position du bord d’ombre (début et fin de l’ombre).
Principe de fonctionnement de la série L-LAS-RL :
Eclairage à lumière diffuse + caméra à lignes dans un seul boîtier
C’est ici un dispositif de LED à lumière blanche, dont la lumière touche la surface de mesure de façon homogène grâce à un diffuseur, qui sert de source lumineuse. Un extrait de la surface éclairée est maintenant représenté sur un détecteur de lignes au moyen d’un objectif de précision ; Le signal vidéo généré par le capteur de lignes est ensuite évalué par le contrôleur intégré dans le boîtier du capteur.
Outre les LED à lumière blanche, on dispose aussi de LED UV (détection d’objets fluorescents) ainsi que de LED IR, des filtres de blocage d’UV et des filtres de blocage de la lumière du jour sont alors utilisés du côté du récepteur.
On dispose de versions dont les plages de mesure sont de 15 mm, 50mm, 65 mm, 100 mm, 150 mm et 200 mm.
Principe de fonctionnement de la série L-LAS-CAM :
Eclairage à lumière de diffuse + Caméra à lignes
Avec la série L-LAS-LU, on dispose d’éclairages de lignes LED de 50 mm à 500 mm en version UV, lumière blanche et IR, sachant qu’on emploie en outre un diffuseur en cas d’utilisation de LED à lumière blanche afin d’obtenir une répartition homogène de la lumière sur l’objet de mesure.
Reflected-light arrangement
On peut travailler avec une ou deux unités d’éclairage du type L-LAS-LU-….
Through-beam arrangement
Profondeur (mesure de la profondeur)
L’objet repose sur une surface de référence. Il faut seulement mesurer contre la surface supérieure.
S’il s’agit par contre de mesurer la profondeur d’un trou borgne, un procédé à lumière traversante est exclu. Avec les capteurs L-LAS-LT-…, il faut veiller à ce qu’il y ait un contact visuel entre l’interspot impactant la surface et l’objectif de réception.
La série A-LAS est notamment utilisée lorsque les objets sont déplacés à une vitesse élevée.
Diamètre (détermination du diamètre)
Largeur (mesure de la largeur)
Lorsque le système de capteurs est disposé de façon inclinée, la part de lumière réfléchie est supérieure à celle qu’on a dans le cas d’une disposition à la verticale. Il parvient ainsi moins de lumière sur le récepteur du fait de l’absorption du film.
Mais on peut aussi utiliser une combinaison MAÎTRE-ESCLAVE de la série L-LAS-LT pour la mesure de la largeur d’objets plus épais.
Le capteur « ESCLAVE » fournit ici la valeur de distance au capteur « MAÎTRE », qui détermine à son tour la largeur de l’objet de mesure à l’aide d’un décalage. Une unité d’évaluation externe destinée à déterminer la largeur devient ainsi inutile.
La largeur est mise à disposition en tant que signal analogique (tension 0V…10V ou intensité 4 mA – 20 mA) et que signal numérique sur le bus série numérique.
Mais la série L-LAS-RL ou la série L-LAS-CAM en liaison avec la série L-LAS-LU convient également à la mesure de la largeur de films ou de tôles. Il faut ici cependant particulièrement faire attention à la distance de l’objet par rapport au capteur, du fait qu’on n’a qu’une profondeur de précision limitée dans le cas de ce système de capteurs. Avec la série L-LAS-RL, on fonctionne ici en mode de lumière réflex, tandis que la série L-LAS-CAM est conçue en premier lieu en combinaison avec la série L-LAS-LU pour le mode à lumière traversante.
Epaisseur (mesure de l'épaisseur)
Pour la mesure de l’épaisseur, c’est en premier lieu la série L-LAS-LT en mode MAÎTRE/ESCLAVE qui convient en premier lieu.
Mais la mesure de l’épaisseur de films peut également se faire avec une combinaison MAÎTRE/ESCLAVE de capteur L-LAS-TB, un film est ici tiré sur un rouleau, un capteur à lumière traversante laser (MAÎTER) est ici dirigé sur le film + le rouleau, tandis que la barrière lumineuse ESCLAVE est seulement réglée sur le rouleau. La différence sur les capteurs MAÎTER et ESCLAVE informent sur l’épaisseur du film.
La série A-LAS est tout d’abord utilisée lorsqu’on est en présence d’objets déplacés très rapidement.
Flexion (mesure de la flexion)
It is recommended to measure against a reference, which can be realised by way of MASTER/SLAVE operation.
Elongation (elongation measurement)
La flexion d’objets de mesure peut être déterminée à la fois à l’aide et de la série L-LAS-TB et de la série L-LAS-LT.
Il est également recommandé de mesurer face à une référence, ce qui peut être réalisé à l’aide d’un mode MAÎTRE/ESCLAVE.
Dilatation (mesure de la dilatation)
Mesure de longueur avec deux capteursL-LAS-LT une disposition MAÎTER/ESCLAVE:
Pour déterminer la dilatation d’un objet, on peut recourir à un système de lumière traversante du type L-LAS-TB-… ou bien d’un système de lumière réflex de la série L-LAS-LT, à chaque fois dans une disposition MAÎTER/ESCLAVE
Longueur (mesure de la longueur)
La longueur peut être également réalisée avec un système à lumière traversante de la série L-LAS-TB.
La longueur est déterminée à partir des deux positions de bord plus une valeur de décalage constante, qui résulte de la distance des deux capteurs l’un par rapport à l’autre.
La même chose vaut pour la disposition des capteurs à triangulation.
Capteur de lumière traversante
Pour l’essentiel, on a le choix pour la mesure à lumière traversante, entre la série A-LAS et la série L-LAS-TB. Les deux séries se distinguent par le fait qu’elles disposent chacune d’un émetteur et d’un récepteur. Dans la version à fourche par contre, l’émetteur et le récepteur sont logés dans le même corps. Du fait du fonctionnement télécentrique de l’émetteur, il est possible de mesurer indépendamment du site de mesure entre l’émetteur et le récepteur. La profondeur de précision est, dans le cas de systèmes à lumière traversante de ce type, nettement plus élevée que pour les systèmes à lumière réflex.
Qu’est-ce qui parle en faveur de la série A-LAS
et où résident les avantages de la série L-LAS-TB ?
- Rideaux de lumière laser de 0,5 mm x 0,07 mm à 100 mm x 5 mm
- Structure très compacte
- Largeur de bande analogique jusqu’au typ. 300 kHz
- Fréquence de scannage jusqu’au typ. 50 kHz
- Différents systèmes électroniques de contrôle disponibles
- économique
- Version à câbles à fibres optiques disponible (pour utilisation en zone Ex), d’où une disposition très compacte
- très grand choix de front ends (forme de fourche ou structure séparée)
- Précision de mesure : typ. 0,2% de la taille du cache
- Linéarité : dépend de la taille du cache
- Distance de travail : max. : 1000 x taille du cache (dans le cas d’un cache droit : petit axe longitudinal)
- Rideaux de lumière laser à partir de 8 mm x 2 mm à 100 mm x 5 mm
- Fréquence de scannage jusqu’au typ. 1kHz
- Mode maître/esclave
- On peut enregistrer plusieurs objets simultanément
- Précision de mesure : typ. 0,02% de la taille du cache
- Linéarité : précision de mesure typ. x 2
- Distance de travail : max. : 1000 x largeur de rideau lumineux laser à la sortie d’émetteur
Série L-LAS-LT :
- On dispose de différentes plages de mesure (25 mm ± 1 mm, 37 mm ± 2 mm, 55 mm ± 5 mm, ... 150 mm ± 1000 mm)
- Le capteur laser s’adapte à chaque surface au moyen d’un réglage ultérieur de la puissance du laser
- Fréquence de scannage jusqu’à 1 kHz max.
- Plages de mesure de 10 mm, 12 mm, 20 mm 30 mm et 40 mm disponibles
- Distances de travail de 35 mm, 50 mm, 20 mm 75 mm et 125 mm
Avec les types Single, on peut mesurer la distance d’un objet du capteur, tandis que les systèmes MAÎTRE/ESCLAVE permettent de déterminer l’épaisseur ainsi que l’inclinaison d’objets. Le capteur ESCLAVE transmet ici la valeur de distance mesurée au capteur MAÎTRE. La tâche du capteur MAÎTRE consiste à calculer l’épaisseur et l’inclinaison de l’objet à partir des deux valeurs de distance.
La série A-LAS
On dispose de trois unités d’évaluation standard pour les barrières à lumière traversante analogique laser
SI-CON11 | |
AGL 4 | |
A-LAS-CON1 |
On dispose, au sein de la série A-LAS, à la fois de versions séparées et de version à fourche. La section des rideaux de lumière laser (cache) commence à env. 0,1 mm x 0,5 mm ou un diamètre de 0,2 mm et va jusqu’à une taille de 100 mm x 5 mm (à chaque fois du côté de l’émetteur). L’ensemble des émetteurs laser de la série A-LAS parviennent à une lumière orientée parallèlement, la longueur d’onde de la lumière laser se situe ici dans la plage rouge. La distance maximale recommandée d’émetteur et de récepteur s’oriente ici d’après la taille du cache de l’émetteur.
A-LAS-90-T/R | |
A-LAS-08-T/R |
Les unités de contrôle les plus importantes de la série A-LAS :
SI-CON11-4/20
SI-CON11-5/25
Le potentiomètre pour le facteur d’amplification permet de régler la sortie analogique à 10V (lorsque le rideau de lumière laser n’est pas couvert). La sensibilité peut être réglée par l’intermédiaire du deuxième potentiomètre. Un cavalier intégré dans l’amplificateur permet d’activer le guidage ultérieur du seuil, ce qui permet de compenser l’encrassement.
L’électronique de contrôle A-LAS-CON1 est alimentée via une douille 8 pôles avec une tension d’alimentation située entre 18V et 32V. Les états actuels des différents canaux peuvent être transmis via trois sorties numériques résistant aux courts-circuits, librement configurables (sous Windows via le PC).
Exemple mesure de la largeur avec 2 capteurs A-LAS :
A cette occasion, l’électronique de contrôle est réglée sous Windows ® de manière à ce que le canal A serve à la mesure et le canal B au déclenchement. C’est ainsi, par exemple, que le seuil de déclenchement du canal B est réglé à 50% et que, exactement à ce moment de déclenchement, on contrôle si le canal A se situe à l’intérieur des tolérance prescrites ou non. (L’objet de mesure se situe à l’intérieur de la tolérance, l’objet de mesure 2 en-dehors de la tolérance).
Les états des différents canaux peuvent être transmis par l’intermédiaire de trois sorties numériques configurables (OWT 0, OWT 1, OWT 2). Deux sorties numériques permettent le déclenchement externe et l’apprentissage externe. Une sortie analogique (0V…10V, largeur de bande 10 kHz) permet la surveillance externe des signaux de capteurs. Les potis et capteurs permettent, une fois qu’ils sont activés, l’apprentissage en externe. Il est en outre possible de changer le réglage de la tolérance via le potentiomètre
Les capteurs A-LAS les plus importants
Capteurs A-LAS séparés |
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A-LAS-08-C | |
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A-LAS-10-C | |
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A-LAS-90 | |
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A-LAS-12/90 | |
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A-LAS-24 | |
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A-LAS-24/90 | |
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A-LAS-34 | |
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A-LAS-50 | |
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A-LAS-75 | |
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A-LAS-100 | |
Capteurs A-LAS en forme de fourche
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A-LAS-F08 | |
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A-LAS-F08-C | |
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A-LAS-F12 | |
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A-LAS-F12-C | |
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A-LAS-F24 |
Il est possible, dans le cas des systèmes SINGLE, évaluer un point de mesure, tandis qu’on dispose de 2 points de mesure dans le cas des systèmes MAÎTRE/ESCLAVE. Le capteur ESCLAVE transmet ici les données de position au capteur MAÎTRE, qui calcule à son tour la valeur de distance.
L-LAS-TB-8 | |
L-LAS-TB-6 (control unit + frontend) |
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L-LAS-TB-12 (control unit + frontend) |
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L-LAS-TB-16 (control unit + frontend) |
L-LAS-TB-…-CL Compact Line
L-LAS-TB-6-CL | |
L-LAS-TB-14-CL | |
L-LAS-TB-16-CL | |
L-LAS-TB-28-CL | |
L-LAS-TB-50-CL | |
L-LAS-TB-75-CL |
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L-LAS-TB-100-CL |
L-LAS-TB-F-16x1-100/100-CL |
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L-LAS-TB-F-6x1-40/40-CL | |
L-LAS-TB-F-6x1-20/40-CL | |
L-LAS-TB-F-6x1-100/100-CL | |
L-LAS-TB-F-16x1-40/40-CL |
Le bus SPI est à chaque fois mené vers l’extérieur via une douille ronde à 7 pôles. La liaison des deux capteurs se fait à l’aide du câble de raccordement cab-las7-male. On a le choix entre différentes longueurs (1 m, 2 m, 3 m et 0,5 m).
Les caractéristiques techniques correspondent à chacun des systèmes SINGLE, seul le logiciel ainsi qu’une partie de l’électronique d’interface ont une version légèrement différente.
Les caractéristiques techniques sont semblables à celles des systèmes SINGLE, le logiciel est ici cependant optimisé du point de vue des types MAÎTER/ESCLAVE. L’électronique d’interface a en outre été légèrement modifiée.
Les caractéristiques techniques sont identiques à celles des systèmes SINGLE, le logiciel a été adapté aux systèmes MA/SL et l’électronique d’interface a été adaptée.
L-LAS-TB-F-16x1-100/60-MA et L-LAS-TB-F-16x1-100/60-S |
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L-LAS-TB-F-6x1-200/40-MA et L-LAS-TB-F-6x1-200/40-SL |
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L-LAS-TB-F-8x1-200/40-MA et L-LAS-TB-F-8x1-200/40-SL |
Avec les types Single, on peut mesurer la distance d’un objet du capteur, tandis que les systèmes MAÎTRE/ESCLAVE permettent de déterminer l’épaisseur ainsi que l’inclinaison d’objets. Le capteur ESCLAVE transmet ici la valeur de distance mesurée au capteur MAÎTRE. La tâche du capteur MAÎTRE consiste à calculer l’épaisseur et l’inclinaison de l’objet à partir des deux valeurs de distance.
The SINGLE types can be used to measure the distance of an object from the sensor, whereas with the MASTER/SLAVE systems the thickness and inclination of objects also can be determined. The SLAVE sensor supplies the measured distance value to the MASTER sensor, which then calculates the thickness or inclination of the object from the two distance values.
SINGLE types
L-LAS-LT-450 et L-LAS-LT-450-HS
Plages de mesure L-LAS-LT-... (Single)
L-LAS-LT-37 L-LAS-LT-37-HS L-LAS-LT-37-RA L-LAS-LT-37-RA-HS |
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L-LAS-LT-55 L-LAS-LT-55-HS L-LAS-LT-55-RA L-LAS-LT-55-RA-HS |
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L-LAS-LT-80 L-LAS-LT-80-HS L-LAS-LT-80-RA L-LAS-LT-80-RA-HS |
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L-LAS-LT-110 L-LAS-LT-110-HS L-LAS-LT-110-RA L-LAS-LT-110-RA-HS |
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L-LAS-LT-135 L-LAS-LT-135-HS |
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L-LAS-LT-160 L-LAS-LT-160-HS |
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L-LAS-LT-200 L-LAS-LT-200-HS |
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L-LAS-LT-275 L-LAS-LT-275-HS |
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L-LAS-LT-450 L-LAS-LT-450-HS |
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L-LAS-LT-1000 L-LAS-LT-1000-HS |
L-LAS-LT-…-CL Compact Line (Single)
L-LAS-LT-20-CL | |
L-LAS-LT-38-CL | |
L-LAS-LT-50-CL | |
L-LAS-LT-120-CL | |
L-LAS-LT-165-CL | |
L-LAS-LT-250-CL | |
L-LAS-LT-157-CL | |
L-LAS-LT-85-RA-CL |
Plages de mesure L-LAS-LT-...-CL (Single)
L-LAS-LT-20-CL | |
L-LAS-LT-38-CL | |
L-LAS-LT-50-CL | |
L-LAS-LT-120-CL | |
L-LAS-LT-165-CL | |
L-LAS-LT-250-CL | |
L-LAS-LT-85-RA-CL (Sonderversion) |
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L-LAS-LT-157-CL (Sonderversion) |
Types MAÎTRE/ESCLAVE
Les caractéristiques techniques sont largement identiques à ceux des types SINGLE, seules des parties du logiciel et de l’électronique d’interface sont été modifiées pour le mode MAÎTRE/ESCLAVE.
L-LAS-LT-55-MA et L-LAS-LT-55-SL
(L-LAS-LT-55-HS-MA et L-LAS-LT-55-HS-SL)
L-LAS-LT-37-MA et L-LAS-LT-37-SL
(L-LAS-LT-37-HS-MA et L-LAS-LT-37-HS-SL)
L-LAS-LT-37-MA et L-LAS-LT-37-SL
(L-LAS-LT-37-HS-MA et L-LAS-LT-37-HS-SL)
L-LAS-LT-80-MA et L-LAS-LT-80-SL
(L-LAS-LT-80-HS-MA et L-LAS-LT-80-HS-SL)
L-LAS-LT-110-MA et L-LAS-LT-110-SL
(L-LAS-LT-110-HS-MA et L-LAS-LT-110-HS-SL)
L-LAS-LT-135-MA et L-LAS-LT-135-SL
(L-LAS-LT-135-HS-MA et L-LAS-LT-135HS-SL)
LAS-LT-160-MA et L-LAS-LT-160-SL
(L-LAS-LT-160-HS-MA et L-LAS-LT-160-HS-SL)
LAS-LT-200-MA et L-LAS-LT-200-SL
(L-LAS-LT-200-HS-MA et L-LAS-LT-200-HS-SL)
L-LAS-LT-275-MA et L-LAS-LT-275-SL
(L-LAS-LT-275-HS-MA et L-LAS-LT-275-HS-SL)
L-LAS-LT-450-MA et L-LAS-LT-450-SL
(L-LAS-LT-450-HS-MA et L-LAS-LT-450-HS-SL)
L-LAS-LT-1000-MA et L-LAS-LT-1000-SL
(L-LAS-LT-1000-HS-MA et L-LAS-LT-1000-HS-SL)
L-LAS-LT-1500-MA et L-LAS-LT-1500-SL
(L-LAS-LT-450-HS-MA et L-LAS-LT-450-HS-SL)
Les systèmes de capteurs de la série L-LAS-RL disposent d’une caméra linéaire avec objectif de précision ainsi que d’une unité d‘éclairage, on a ici le choix entre de la lumière UV, de la lumière blanche et de la lumière IR. On dispose de filtres correspondants pour l’objectif de la caméra. Tous les composants sont logés dans un boitier en aluminium très robuste, le système optique et l’unité d’éclairage sont ici protégés au moyen d’un recouvrement en verre résistant aux rayures. La série L-LAS-RL peut fonctionner en option avec des unités d’éclairage externes de la série L-LAS-LU. Au niveau de la gamme L-LAS-LU aussi, on a le choix entre des types UV, à lumière blanche et IR. Les plages de mesure des différents types L-LAS-RL sont comprises entre 15 mm et 500 mm.
L-LAS-RL-15-FE
L-LAS-RL-50-…- (HS)
- VIS : avec LED lumière blanche
- UV : avec LED UV, verre noir et filtre de blocage UV
- IR: avec filtre IR (filtre de blocage lumière du jour)
- UV : avec LED UV, verre noir et filtre de blocage UV
- IR: avec filtre IR (filtre de blocage lumière du jour)
- UV : avec LED UV, verre noir et filtre de blocage UV
- IR: avec filtre IR (filtre de blocage lumière du jour)
- UV : avec LED UV, verre noir et filtre de blocage UV
- IR: avec filtre IR (filtre de blocage lumière du jour)
- UV : avec LED UV, verre noir et filtre de blocage UV
- IR: avec LED IR et filtre IR (filtre de blocage lumière du jour)
- UV : avec LED UV, verre noir et filtre de blocage UV
- IR: avec LED IR et filtre IR (filtre de blocage lumière du jour)