distance, déplacement et vitesse

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1 distance, déplacement et vitesse
Mesures de distance, déplacement et vitesse par interférométrie à réinjection optique Nice, 20/10/2011

2 Principe physique du self-mixing
Nice, 20/10/2011 2

3 Principe physique du self-mixing
Interférométrie conventionnelle DL : source + -interféromètre + PD Pas de composants optiques externes Compact, faible coût

4 Principe physique du self-mixing
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5 Application à la mesure de déplacements
Nice, 20/10/2011 5

6 Application à la mesure de déplacements
Arccos P(t) P(t) d/dt [arccos P(t)] Transitions reconstruction Résolution typique : ~ 40 nm

7 Application à la mesure de déplacements
Principe du capteur embarqué : DGlobal = DS + DCible = DAcc + DPZT

8 Validation Expérimentale Accéléromètres Capteur laser Shaker
Contre-mesure : actuateur PZT avec capteur capacitif intégré (résolution 2 nm)

9 Validation Expérimentale
Shaker 1,5 µm à 225 Hz ; PZT 2,5 µm à 47 Hz. DGlobal Axe X : DAcc DPZT et DCible Axe Y : DAcc Axe Z : DAcc

10 Analyse de l’erreur LIS344ALH (6€) : 40 nm à 20 Hz
ADXL311 (4€) : 250 nm à fCBF = 20 Hz LIS344ALH (6€) : 40 nm à 20 Hz SF1500 (400€) : 0,3 nm à 20 Hz ; 30 nm à 1 Hz

11 Application à la mesure de déplacements
« Mechatronics Awards 2010 », Catégorie Recherche Thésame (réseau européen) Artema (syndicat des industriels de la mécatronique). Soutien PRES-Région, 2011 Brevet FR ANR Emergence

12 Capteur actuel Consommation :  200 mA dimensions : 11 x 8 x 3 cm
Bande passante : 20 Hz – 500 Hz : résolution de 400 nm 1Hz – 1500 Hz : résolution 1 m

13 Application à la mesure de vitesses
Nice, 20/10/2011 13

14 Application à la mesure de vitesses
Wet road (2mm) FD=4MHz GPS=24.8 km/h Harmonics

15 Application à la mesure de vitesses
Single scattering 5µl/min Multiple scattering 10µl/min

16 Application à la mesure de vitesses
Montage expérimental : mécanique acquisition Tube en téflon ( interne: 500 mm) électronique vélocimètre (2) CCD (visualisation du spot) 16

17 Application à la mesure de vitesses
Signal à partir de 0.7% de concentration de lait dans l’eau 17

18 Application à la mesure de vitesses
Mesure de flux sanguin Vitesses : 25.9 /s, 51.8 /s 77.7 /s. Laser bleu Laser IR Vitesses de 0 à 212,2 mm.s-1. 18

19 Application à la mesure de vitesses
Le fantôme Princess Alexandra Hospital Distribution de la vitesse : 15mL/min

20 Application à la mesure de distances
Nice, 20/10/2011 20

21 Application à la mesure de distances
Télémétrie : courant modulé en triangle Méthode de fréquences de battement : Variation de fréquence optique : 36 GHz ( résolution : 4,16 mm) Délicat à implémenter : mesure du chirp en fréquence 21

22 Application à la mesure de distances
Méthode de comptage de pics : Variation de fréquence optique : 375 GHz ( résolution : 0.5 mm) DBR multi-électrode 22

23 Caméra 3D par télémétrie laser :
Résolution 0,1% (1 to 3 m) 23

24 Conclusions : Dispositif à faible coût Autoaligné
Portée jusqu’à plusieurs mètres Embarquable Nombreux domaines d’applications : Biomédical, Chimie, Automobile, Aéronautique, Energie renouvelable, Mécatronique, CND, … Nice, 20/10/2011 24