Industriel endoscopes sont largement utilisés pour l’inspection et la maintenance dans des applications où l’accès visuel direct est difficile, notamment l’inspection d’équipements industriels, l’inspection structurelle et la maintenance liée à l’aérospatiale.
À mesure que les systèmes d’inspection deviennent plus longs et plus compacts, le câble reliant la sonde d’imagerie au système de traitement doit assurer une transmission fiable du signal sur des distances étendues.
Pour ce projet, l’application cible nécessitait un câble endoscope industriel capable de supporter la transmission de signal sur plus de 10 mètres tout en conservant les caractéristiques électriques requises par le système d’imagerie.
Hotten a développé un à faible capacité, à haute impédance câble coaxial micro structure selon les exigences électriques et mécaniques du système d’endoscope.
| Élément | Spécification |
|---|---|
| Application | Endoscope industriel |
| Type de câble | Micro-coaxial / Câble d'endoscope |
| Distance de transmission | ≥ 10 m |
| Exigence clé | Transmission du signal sur longue distance |
| Mise au point électrique | Basse capacité / haute impédance |
| Matériau diélectrique | La résine fluorée |
| Conducteur | Conducteur argenté |
| Structure du câble | Structure micro-coaxiale à basse capacité |
| Personnalisation | Structure de câble spécifique à l’application |
Le projet portait sur la capacité du câble à assurer une transmission fiable des signaux d’image sur une longue liaison d’endoscope.
Les principales exigences techniques étaient les suivantes :
Le câble devait permettre une distance de transmission efficace de de 10 mètres ou plus sans dégradation inacceptable du signal transmis.
La structure du câble devait offrir des valeurs appropriées de capacité et d’impédance caractéristique, conformément aux besoins de transmission de signal de l’endoscope.
Comme les endoscopes industriels sont souvent insérés dans des espaces étroits ou difficiles d’accès, le câble devait conserver une structure compacte tout en répondant aux performances électriques requises.
Les matériaux diélectriques et conducteurs nécessaires pour assurer des caractéristiques électriques adaptées à la transmission de signaux sur de longues distances.
Ces exigences signifiaient qu’une simple augmentation de la taille du câble n’était pas une solution appropriée. Les caractéristiques électriques et la structure interne du câble devaient être prises en compte conjointement.
À mesure que la longueur du câble augmente, les pertes de transmission et la dégradation du signal deviennent de plus en plus critiques.
Pour un endoscope industriel, la détérioration du signal transmis peut directement affecter la qualité de l’image reçue par le système de traitement.
Le design du câble devait donc optimiser ses caractéristiques électriques plutôt que de se concentrer uniquement sur ses dimensions mécaniques.
Un câble plus petit est avantageux pour les applications d’endoscopie, mais la réduction des dimensions physiques d’un câble peut rendre plus difficile le maintien des caractéristiques électriques requises.
Le défi technique consistait donc à atteindre un équilibre approprié entre :
Miniaturisation → Capacité → Impédance → Pertes de transmission → Performance du signal
Le matériau diélectrique et sa structure physique influencent directement les caractéristiques électriques d’un câble coaxial.
HOTTEN a donc étudié l’utilisation d’une structure diélectrique en résine fluorée ainsi que des méthodes permettant d’introduire des structures remplies de gaz ou de type mousse au sein du diélectrique.
L’objectif était d’optimiser les caractéristiques électriques tout en conservant une structure pratique de câble coaxial microscopique.
La transmission de signaux sur de longues distances exige également une attention particulière portée aux matériaux du conducteur et du blindage.
Le projet a donc évalué des structures de conducteur et de blindage adaptées à l’amélioration des performances électriques du câble.
HOTTEN a sélectionné la résine fluorée comme matériau diélectrique pour la structure de câble sur mesure.
Les matériaux isolants à base de fluor peuvent offrir des propriétés électriques adaptées aux applications de câbles coaxiaux microscopiques haute performance.
La structure diélectrique a ensuite été davantage optimisée en fonction des caractéristiques électriques requises.
Une composante clé du développement technique a consisté à utiliser une structure diélectrique à faible capacité.
HOTTEN a étudié une structure dans laquelle des cavités remplies de gaz ont été introduites dans le diélectrique en résine fluorée.
La constante diélectrique effective plus faible de la structure remplie de gaz peut être utilisée pour ajuster les caractéristiques électriques du câble.
Cette approche a permis à l’équipe d’ingénierie de progresser vers la combinaison requise de :
Faible capacité + Impédance contrôlée + Performance du signal sur de longues distances
La structure interne exacte a été personnalisée en fonction des exigences électriques et dimensionnelles du câble.
Le câble a été conçu autour d’une structure coaxiale microscopique, plutôt que de simplement augmenter la taille du conducteur ou le diamètre global du câble.
Cela a permis de prendre en compte simultanément les performances électriques et les exigences de miniaturisation.
Pour les applications à faible diamètre et coaxiales microscopiques, HOTTEN peut développer différentes structures diélectriques, y compris des structures mousse régulières et irrégulières, selon la géométrie requise du câble et ses caractéristiques électriques.
Des matériaux conducteurs plaqués argent ont été sélectionnés pour la structure du câble afin d’assurer des performances électriques adaptées à l’application de transmission à longue distance.
La structure du conducteur et du blindage a été étudiée conjointement avec la conception du diélectrique, plutôt que traitée comme des composants indépendants.
Cela a permis de créer une conception électrique intégrée :
Conducteur → Diélectrique → Blindage → Impédance → Performance de transmission
Le développement final s’est concentré sur l’optimisation des caractéristiques électriques du câble, plutôt que sur l’amélioration isolée d’un seul paramètre.
En particulier, la relation entre :
Capacité
Impédance caractéristique
Structure du conducteur
Structure diélectrique
Écran
Géométrie du câble
Perte de transmission
a été prise en compte au cours du processus de développement.
L’objectif était d’obtenir une amélioration des performances de transmission du signal pour l’application à longue distance requise.
Avant la finalisation de la structure du câble, des échantillons prototypes ont été développés pour l’évaluation technique.
Le processus de développement de prototypes comprenait l’évaluation des éléments suivants :
Structure du câble
Configuration diélectrique
Structure du conducteur
Structure de blindage
Caractéristiques dimensionnelles
Caractéristiques électriques
Différentes approches structurelles ont ensuite pu être comparées aux exigences de transmission de l’application.
Le câble a été évalué en mettant un accent particulier sur ses caractéristiques de transmission.
La comparaison de l’atténuation a permis d’évaluer l’écart de performance entre la structure de câble à faible capacité développée et les structures de câbles à plus forte capacité.
Figure 1. Comparaison de l’atténuation entre les structures de câble d’endoscope à faible capacité et à capacité plus élevée.
Comme ce câble est conçu pour des applications d’endoscopes industriels, les seules performances électriques ne suffisent pas.
Le prototype doit également satisfaire aux contraintes physiques, structurelles et dimensionnelles requises par le système d’endoscope.
La structure de câble développée a atteint l’objectif du projet, à savoir prendre en charge une transmission d’endoscope industriel sur une distance supérieure à 10 m .
La conception du câble à faible capacité a permis d’améliorer les caractéristiques de transmission par rapport à la structure à capacité plus élevée évaluée durant le développement.
| Élément | Résultat |
|---|---|
| Application cible | Endoscope industriel |
| Distance de transmission | ≥ 10 m |
| Structure du câble | Micro-coaxial |
| Déléctrique | La résine fluorée |
| Structure diélectrique | Structure à faible capacité / de type mousse |
| Structure du conducteur | Argenté |
| Mise au point électrique | Capacité / impédance / atténuation |
| Objectif de développement | Transmission du signal sur longue distance |
| Résultat | Performance de transmission optimisée pour des applications de plus de 10 m |
Le résultat technique clé n’était pas simplement une réduction de la capacité.
Au contraire, le projet a démontré comment la structure diélectrique, la géométrie du câble et le choix des conducteurs/du blindage peuvent être combinés afin d’optimiser les caractéristiques électriques et la performance de transmission pour des applications d’endoscopie à longue distance.
Lors de la sélection d’un câble d’endoscope industriel destiné à une transmission à longue distance, les ingénieurs et les équipes d’approvisionnement doivent prendre en compte davantage que le diamètre du câble et la taille des conducteurs.
La capacité du câble est l’un des paramètres électriques pouvant influencer le comportement du signal, notamment dans les ensembles de câbles plus longs.
La valeur cible appropriée de capacité dépend du type de signal, de la fréquence, de la structure du câble et des exigences du système.
Le matériau diélectrique et ses caractéristiques diélectriques effectives influencent la relation entre la géométrie du câble, sa capacité et son impédance caractéristique.
Pour les câbles coaxiaux miniatures, la modification de la structure diélectrique peut donc constituer une méthode importante pour optimiser les performances électriques.
L’introduction de régions remplies de gaz dans le diélectrique permet de réduire la constante diélectrique effective et offre ainsi une variable supplémentaire pour contrôler les caractéristiques électriques.
La structure doit toutefois conserver une intégrité mécanique suffisante ainsi qu’une cohérence lors de la fabrication.
Pas nécessairement.
Le câble approprié dépend du signal d’imagerie, de la fréquence de fonctionnement, de l’impédance requise, de l’atténuation autorisée, du diamètre du câble, de sa souplesse et de la configuration des connecteurs.
Pour les applications exigeantes sur de longues distances, une structure microcoaxiale personnalisée peut s’avérer plus adaptée qu’un câble standard.
Les facteurs importants comprennent :
Capacité de conception de câbles microcoaxiaux
Capacité de fabrication de fils fins
Test des performances électriques
Structures diélectriques personnalisées
Options de blindage et de conducteurs
Capacité de miniaturisation des câbles
Capacité de développement de prototypes
Capacité d’assemblage de câbles
Cohérence de la qualité pendant la production de masse
Un câble sur mesure doit être envisagé lorsque les produits standard ne parviennent pas simultanément à satisfaire les exigences relatives à :
Distance de transmission + performances électriques + diamètre du câble + souplesse + configuration des connecteurs
Dans ces cas, l’optimisation de la structure interne du câble offre une plus grande flexibilité technique que le simple choix d’un autre câble standard.
L’approche de développement de câbles de HOTTEN associe la sélection des matériaux, la conception de la structure du câble, l’optimisation électrique et les capacités de fabrication.
Conducteur
↓
Matériau diélectrique
↓
Structure diélectrique
↓
Géométrie du câble
↓
Structure de blindage
↓
Caractéristiques électriques
↓
Développement de Prototypes
↓
Validation des performances
↓
Assemblage de câbles
Cette approche intégrée permet à HOTTEN de concevoir des solutions sur mesure de câbles microcoaxiaux et à fils fins pour des applications où les structures de câbles standard ne répondent pas aux performances électriques ou dimensionnelles requises.
HOTTEN développe des câbles coaxiaux microscopiques sur mesure pour des applications nécessitant des dimensions compactes, des caractéristiques électriques contrôlées et une transmission de signaux à haute densité.
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Si votre endoscope industriel nécessite une transmission de plus de 10 m, une construction en coaxial micro, une capacité contrôlée, une impédance élevée ou une structure de câble personnalisée , HOTTEN peut collaborer avec votre équipe d’ingénierie pour évaluer les exigences relatives au câble et développer un prototype adapté.
Partagez avec notre équipe d’ingénierie le diamètre cible du câble, la distance de transmission, l’impédance, la capacité, la structure des conducteurs ou la spécification du câble existant.
HOTTEN peut accompagner le processus de développement, de la conception de la structure du câble et de la fabrication du prototype à l’assemblage du câble et à la validation des performances.
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