Brevet FR2012078A1 — publié le 19700313

La présente invention se rapporte à un appareil optique servant à examiner l'état de surface des alésages internes de tubes. On sait examiner les surfaces extérieures des tubes afin de déterminer les profils et les dimensions des défauts en utilisant la technique optique du sectionnement lumineux. Cette technique utilise une source de lumière pour former à travers un objectif un faisceau de lumière linéaire sur la surface à examiner. Le faisceau de lumière frappe dans le plan longitudinal du tube la surface extérieure de celui-ci suivant un angle d'incidence de 450 et il est réfléchiit Le faisceau de lumière réfléchi est observé à travers un second ob actif, à l'aide d'un oculaire;- De cette manière, un observateur qui observe la surface extérieure d'un tube à travers l'oculaire peut examiner le profil de la surfaces compris les profils des débuts quelconques qui peuvent s'y trouver. Pour la fabrication des échangeurs de chaleur, il est particulièrement intéressant de pouvoir examiner la surface des soudures quelconques formées à l'intérieur d'un alésage et qui sont utilisées pour fabriquer les échangeurs de chaleur.1 Par exemple, il est souhaitable de pouvoir examiner les soudures entre les tubes internes et la plaque tubulaire afin de déterminer si les surfaces de ces soudures présentent des profils et des dimenaions acceptables et sont exemptes de défauts de surface.1 En conséquence, la présente invention a pour but de fourrir un appareil permettant d'utiliser la technique de sectionnement lumineux décrite plus haut pour examiner les alésages internes de tubes et enparticulier pour examiner les soudures entre les tubes internes et la plaque tubulaire des échangeurs de chaleur.' Selon la présente invention , un instrument optique ser vant à examiner la surface de l'alésage d'un tube comprend un moyen de support disposé près de l'alésage du tube, le moyen de support et le tube p-ouvant tourner l'un par rapport à l'autre autour de l'axe du tube, un moyen de transmission de la lumière porté par ce moyen de support servant à focaliser un faisceau linéaire de lumière obliquement sur la surface de l'alésage, un moyen de réception de la lumière porté par le moyen de support et servant à recevoir la lumière transmise par le moyen de transmission et qui est réfléchie sur la surface de l'alésage, la transmission et la réception de la lumière s'effectuant dans un plan transversal par rapport au tube, le moyen de réception de la lumière comportant un moyen permettant d'observer l'image formée par la lumière reçue. Dans une forme préférée de l'invention, le moyen de transmission de la lumière focalise le faisceau linéaire de lumière de telle sorte qu'il vient frapper la surface de l'alésage suivant un angle d'incidence d'au moins 45 .' La présente invention fournit également un Instrument optique servant à examiner le profil de surface de la soudure d'un alésage interne d'un tube;lequel instrument comprend un moyen de support disposé près de l'alésage mais pouvant tourner dans l'alésage du tube autour de l'axe de ce dernier; un moyen de transmission de la lumière porté par le moyen de support et servant à focaliser un faisceau linéaire de lumière obliquement sur la surface de la soudure interne de l'alésage, un moyen de réception de la lumière porté par le moyen de support et recevant la lumière transmise du moyen de transmission de la lumière et rdflé- dixie sur la surface de la soudure intérieure de l'alésage, la trane- mission et la réception de la lumière s'effectuant dans un plan transversal par rapport au tube, à l'endroit de la soudure interne de l'alésage, et le moyen de réception de la lumière comprenant un moyen permettant d'observer l'image formée par la lumière re- çue, de sorte qu'en faisant tourner d'un tour complet le moyen de support, on peut analyser et examiner la totalité du profil de surface de la soudure interne de l'alésage.' D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront au cours de la description dëtåillée qui va suivre, faite en regard du dessin annexé qui donne à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation conforme à l'invention. Sur ce dessin, La Pig; 1 est une vue générale d'un appareil optique selon l'invention, utilisé pour examiner le profil de la soudure entre un tube et une plaque tubulaire qui sont soudés dans un échangeur de chaleur.' La Fig. 2 est une vue détaillée, en coupe, d'une partie de l'appareil de la Fig." 1, analysant la surface d'une soudure entre un tube et une plaque tubulaire." Sur les dessins, un instrument optique 1 servant à examiner les profils des soudures entre les tubes et la plaque tubulaire d'un échangeur de chaleur comprend un cylindre 2 en "Pufnol" (nom commercial déposé) qui présente un ajustage glissant à l'intérieur de l'alésage interne d'un tube 3 qui est fixé inté rieurement à une plaque tubulaire 4 par une soudure d'alésage interne 5. Le cylindre 2 est pourvu d'une bride6 quoi le supporte à l'intérieur du tube 3. A l'intérieur du cylindre 2, sont disposés verticalement deux tubes 7 et 8, le tube 7 étant un tube de transmission de la lumière et le tube 8 un tube de réception de celle-ci. Le cylindre 2 peut tourner dans l'alésage du tube 3 autour de l'axe vertical du tube et il peut également être déplacé verticalement à l'intérieur du tube.Les tubes 7 et 8 peuvent tourner autour de leurs axes verticaux et ils peuvent se déplacer verticalement à l'intérieur du cylindre 2. Le tube 7 de transmission de la lumière transmet un faisceau de lumière -provenant d'une boîte à prisme 9 disposée au sommet du tube 7 vers un système de prismes (non représenté) disposé à la partie inférieure du tube qui fait dévier le faisceau de lumière à travers une ouverture 19 du tube 7 de sorte qu'un faisceau linéaire de lumière vient frapper la surface de la soudure 7, suivant un angle d'incidence de 45 . La transmission du faisceau de lumière à travers l'ouverture 10 est indiquée par la flèche 11.Le faisceau linéaire de lumière qui vient frapper la surface de la soudure 7 est réfléchi vers l'ouverture 12 du tube récepteur 8, où un prisme (non représenté) fait dévier la lumière réfléchie vers le haut du tube 8 où elle traverse un système de lentilles (non représenté) pour aller jusqu'à l'oculaire t3. Le faisceau de lumière transmis le long du tube de transmission 7 est fourni par une source lumineuse de grande puissance,utilisant des lampes à filaments à iode en quartz disposées dans un récipient étanche à la lumière qui est refroidi par un ventilateur. Un faisceau de lumière est transmis du réaient le long du guide de lumière souple t4 formé par des fibres optiques jusqu'à la botte à prismes 9 qui est disposée au sommet du tube 7 de transmission de la lumière. La surface extérieure du guide de lumière souple 14 en fibres optiques est protégée par un conduit blindé. Le guide de lumière souple à fibres optiques 14 s'enfiche directement sur'la botte à prisme; 9, comme on le voit sur la Fig. 1. Avant que le faisceau de lumière provenant du guide de lumière souple àfibres optiques 14 n'atteigne le prisme qui se trouve dans la boîte à prisme 9, il traverse un cache (non représenté). Le faisceau de lumière est ensuite dévié de 900 dans la botte à prisme 9.et ensuite il est transmis le long-du tube 7. Un observateur qui observe à l'aide de l'ocuSire 13 la lumière réfléchie transmise vers le haut du tube 8 voit un profil linéaire de la section de la soudure 5 qui est éclairée par le faisceau de lumière. Pour pouvoir observer le profil de la totalité de la soudure 5, l'opérateur fait tourner le cylindre sur 3600. Les tubes 7 et 8 qui peuvent tourner autour de leurs axes verticaux et qui peuvent se déplacer verticalement vers le haut et vers le bas à l'intérieur du cylindre 2 permettent à l'opérateur de focaliser d'une manièrecorrecte le faisceau linéaire de lumière sur la surface d'une soudure interne d'un alésage et également de régler le tube 8 de manière à recevoir la quantité maximale de lumière réfléchie. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le cylindre 2 est mis automatiquement en rotation et l'image observée par l'opérateur à travers l'oculaire 13 est enregistrée sur pellicule, l'image enregistrée étant comparée avec le profil d'une soudure parfaite. En variante, l'image peut être affichée sur un tube d'affichage de télévision. Dans un autre mode de réalisation, l'image réfléchie du profil de la soudure vient frapper un réflecteur disposé à l'extrémité/tabe qui projette une image du profil de la soudure sur un écran sur lequel est représenté le profil d'une soudure parfaite avec des bandes limites en plus et en moins à l'intérieur desquelles le profil d'une soudure peut Etre accepté. L'appareil selon l'invention peut également être appliqué à l'examen des surfaces intérieures des éléments métalliques des cartouches combustibles pour déterminer s'ils présentent des défauts. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Instrument optique servant à examiner la surface de l'alésage d'un tube, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de support disposé contre l'alésage du tube, le moyen de support et le tube pouvant tourner l'un par rapport à l'autre autour de l'axe du tube, un moyen de transmission de la lumière porté par le moyen de support et servant à focaliser un faisceau linéaire de lumière obliquement sur la surface de l'alésage du tube, un moyen de réception de la lumière porté par le moyen de support et recevant la lumière transmise du moyen la transmettant et qui est réfléchie sur la surface de l'alésage du tube, la transmission et la réception de la lumière s' effectuant dans un plan transversal par rapport au tube, le moyen de réception de la lumière comprenant un moyen permettant d'observer l'image formée par la lumière reçue. 2. Instrument optique servant à examiner le profil de surface de la soudure interne d'un alésage formé dans un tube, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de support disposé contre l'alésage du tube mais pouvant tourner dans celui-ci autour de l'axe du tube, un moyen de transmission de la lumière porté par le moyen de support et servant à focaliser un faisceau linéaire de lumière obliquement sur la surface de la soudure interne de l'alésage, un moyen de réception de la lumière porté par le moyen de support et recevant la lumière transmise du moyen de transmission et qui est réfléchie sur la surface de la soudure interne de l'alésage, la transmission et la réception-de la lumière s'effectuant dans un plan transversal par rapport au tube à l'endroit de la soudure interne de l'alésage, le moyen de réception de la lumière comprenant un moyen permettant d'observer l'image formée par la lumière reçue, de sorte qu'en faisant tourner d'un tour complet le moyen de support, on peut analyser et examiner là totalité du profil de surface de la soudure interne de l'alésage. 3. Instrument optique suivant les revendications 1 et 2, caraciFisé en ce que le moyen de transmission de la lumière focalise le faisceau linéaire de lumière de sorte qu'il vient frapper la surface de l'alésage du tube suivant un single d'incidence d'au moins 450.