Brevet FR2022152A1 — publié le 19700731

La présente invention concerne un appareil de mesure à ultrasons qui peut être utilisé, par exemple, pour mesurer l'épaisseur de paroi des aubes creuses d'une turbine ou d'un compresseur d'un moteur à turbine à gaz. Dans un appareil connu, une onde ultrasonique est émise par une sonde connectée à un oscilloscope et cette onde est transmise par une colonne d'eau de hauteur constante à extrémité ouverte et renouvelée constamment, cette colonne d'eau circulant dans un tube vertical. Pour utiliser cet appareil l'opérateur maintient d'une main un article tel qu'une aube creuse sur l'extrémité ouverte du tube et il apparaît sur l'écran de l'oscilloscope deux cretes principales indiquant l'extérieur et l'intérieur de paroi des aubes, tandis que de l'autre main l'opérateur règle l'oscilloscope de façon qu'on puisse lire facilement la distance entre les crêtes principales qui représente l'épaisseur de paroi de l'aube. Dans ce procédé, il est généralement difficile de maintenir l'aube stable et il en est ainsi particulièrement lorsqu'on a à effectuer une mesure sur des aubes de grande longueur. On a dû prévoir aussi une alimentation en eau constante et un écoulement afin de maintenir la colonne d'eau à un niveau satisfaisant. La présente invention a pour but d'éliminer au moins certains de ces inconvénients et elle prévoit à cet effet une monture pour la sonde d'un appareil de mesure à ultrasons, la monture étant conçue pour être fixée à une sonde d'un appareil de mesure à ultrasons et présentant une partie creuse fermée à une extrémité par un moyen d'obturation, dont une partie au moins est constituée par une membrane élastique. La monture peut présenter une partie adaptatrice qui peut être creuse et de section transversale circulaire. Une rainure peut être prévue dans la partie adaptatrice pour le logement d'une bague d'étanchéité. Le moyen d'obturation peut être constitué par une capsule en caoutchouc pur dont la partie d'extrémité plate est conçue au moins partiellement, comme une membrane élastique. L'épaisseur de la membrane est de préférence d'environ 0,0254 millimètre (0,001" en mesure anglaise) . L'invention concerne aussi une sonde pour un appareil de mesure à ultrasons comportant la monture selon l'invention dans laquelle la partie creuse de la monture est remplie d'un liquide, de préférence de l'eau. On décrira maintenant, à titre d'exemple, une forme d'éxécution de l'invention en référence aux dessins annexés qui représentent: - la figure 1, une vue schématique d'un appareil de mesure-à ultrasons présentant une sonde et une monture selon l'invention ; - la figure 2, une coupe selon la ligne 2-2 de la figure 1, et - la figure 3, unie vue à plus grande échelle d'une partie de la figure 2. Au dessin; un appareil 10 de mesure à ultrasons comporte un oscilloscope 12, une sonde 14 connectée à lioscilloscope par un conducteur 16, et un plateau rempli d'eau 18. La sonde 14 renferme un cristal piezo-électrique (non représenté) qui peut être excité, pour émettre une onde ultrasonique, par un signal à faible tension et haute fréquence, généralement de 20 Kcs ou plus, qui est créé dans l'oscilloscope. A la figure 2, on a représente une monture 20 d'extrémité usinée dans un bloc de "perspex" qui est montée sur l'extrémité de la sonde et présente une partie adaptatrice 22 creuse et à section transversale circulaire, ainsi qu'une partie tubulaire creuse 24 qui est fermée par une capsule 26 d'obturation. Une bague d'étanchéité 28 est logée dans une rainure 30 pratiquée dans la partie 22 et une vis sans tête 32 empeche tout déplacement relatif de la monture par rapport à la sonde. La capsule 26 est en caoutchouc pur et la-portion centrale de l'extrémité est une membrane élastique 34 épaisse d'environ 0,0254 mm ; la partie 24 est remplie d'eau 36. En fonctionnement; l'extrémité de la sonde 14 est mouillée dans l'eau 18 et la sonde est mise en contact avec la surface d'une aube creuse 38 dont on veut mesurer l'épaisseur de paroi. Une onde ultrasonique passe de la sonde dans l'eau 36 et est partiellement réfléchie par la surface supérieure de l'aube ce qui provoque une crête 40 dans la forme de la courbe figurant sur l'écran de I 'oscilloscope. Une partie de l'onde ultrasonique traverse la paroi de l'aube et est réfléchie par la paroi intérieure de l'aube, ce qui provoque une petite crête 42 dans la courbe. Les hauteurs des crêtes sont différentes à cause de la perte d'intensité de l'onde ultrasonique lors de son passage à travers l'aube et les crêtes minuscules de la courbe sont provoquées par les réflexions internes de l'onde dans la paroi d'aube. L'opérateur déplace la courbe par rapport à l'écran de façon que la distance entre les crêtes 40 et 42 puisse être mesurée au moyen des graduations tracées sur l'écran de l'oscilloscope. Cette distance représente l'épaisseur de paroi de l'aube et l'épaisseur réelle peut être aisément déterminée puisque l'appareil est calibré avant utilisatison. L'appareil est capable de mesurer l'épaisseur d'articles aussi bien plats que concaves ou convexes. Ainsi, grace à la monture 20, I'appareil décrit ci-dessus supprime pour l'opérateur la nécessité de placer en équilibre l'aube sur une colonne d'eau puisque l'aube peut etre disposée sur un support; en outre quand on mesure l'épaisseur de paroi il n'est pas besoin de prévoir une circulation d'eau constante ni un écoulement. Bien qu'on utilise de l'eau pour transmettre à l'aube l'onde ultrasonique, parce que l'affaiblissement de l'onde dans l'eau n'affecte pas sensiblement la forme de la courbe, on pourrait employer d'autres liquides pourvu que l'affaiblissement de l'onde n'affecte pas la forme de la courbe à un point tel qu'il devienne impossible de distinguer les crêtes principales des autres cretes. Les mêmes remarques sont applicables pour la membrane 34 et on a trouvé qu'une épaisseur de 0,0254 mm de caoutchouc pur a peu d'influence sur la transmission de tonde ultrasonique. Revendications 1. Monture pour sonde d'un appareil de mesure à ultrasons, cette monture étant conçue pour être fixée à une sonde d'un appareil de mesure à ultrasons et présentant une partie creuse fermée à une extrémité par un moyen d'obturation dont au moins une partie est constituée par une membrane élastique. 2. Monture selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle présente une partie adaptatrice par laquelle la monture est fixée à la sonde. 3. Monture selon la revendication 2 caractérisée en ce que la partie adaptatrice est creuse et présente une section transversale circulaire. 4. Monture selon les revendications 2 ou 3 caractérisée en ce que la partie adaptatrice est munie d'une rainure pour le logement d'une bague d'étanchéité. 5. Monture selon les revendications 1, 2, 3 ou 4 caractérisée en ce que le moyen d'obturation est une capsule de caoutchouc dont au moins une partie de l'extrémité circulaire a une épaisseur d'environ 0,0254 millimètres (0,001"). 6. Monture pour sonde d'un appareil de mesure à ultrasons selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que la partie creuse est remplie de liquide. 7. Sonde selon la revendication 6 dans laquelle le liquide est de l'eau. 8. Appareil de mesure à ultrasons comportant une sonde selon les revendications 6 ou 7.