Brevet FR2261526A1 — publié le 19750912

La présente invention a pour objet une sonde pour des dispositifs de contrôle par courants de Foucault. Elle trouve une application dans le contrôle non destructif de pièces. On connaît le principe du controle non destructif par courants de Foucault. Un courant alternatif parcourt un enroulement et crée un champ magnétique qui induit des courants de Foucault dans la pièce a contrôler placée à proximité de I'enroulement. Ces courants créent un champ magnétique qui s'oppose au champ initial et qui modifie l'impédance de l'enroulement. Toute variation à l'intérieur de la pièce (changement de dimensions, variation de conductibilité électrique, crique etc...) modifie l'intensité ou le parcours des courants de Foucault et, par suite, l'impédance de l'enroulement. L'analyse de ces variations d'impédance permet le contrôle de la qualité de la pièce testée. Un dispositif de contrôle par courants de Foucault comprend, très schématiquement, d'une part, une sonde formée d'au moins un enroulement, et reliée à des moyens d'excitation et, d'autre part, des moyens d'analyse des variations des caractéristiques électriques de la sonde. On connaît en particulier des dispositifs de ce genre quoi comprennent des moyens pour effectuer des mesures différentielles sur la sonde pour s'affranchir de certains paramètres tels que les variations d'entrefer, de dimensions ou de conductibilité électrique,dont la mesure n'est pas le but recherché par le contrôle. De tels dispositifs contiennent en particulier des sondes dites différentielles formées de deux enroulements pouvant par exemple constituer deux branches d'un pont.Des moyens sont alors prévus pour effectuer des mesures électriques différentielles sur les deux enroulements, par exemple des mesures d'impédance. On connaft des sondes différentielles qui sont constituées par deux bobines qui entourent ltechantillon à controler. La pièce défile dans ces deux bobines et l'on compare en permanence deux sections voisines de l'échantillon. Un défaut présenté par la pièce passe successivement dans le champ des deux bobines et provoque deux déséquilibres successifs du pont de mesure. Comme le contrôle s'effectue sur deux sections voisines de l'échantillon, il n'est pas local , et de ce fait, il manque de précision. La présente invention a justement pour objet une sonde qui permet un contrôle local précis car la disposition retenue entraîne un effet de focalisation qui permet l'analyse sur une très petite zone de la pièce à contrôler. A cette fin, la sonde de l'invention comprend deux noyaux magnétiques parallèles de petit diamètre sur lesquels sont bobinés deux enroulements. La sonde est, par ailleurs, reliée aux moyens appropriés d'un dispositif classique de contrôle par courants de Foucault du type différentiel. La sonde de l'invention est peu sensible aux variations dimensionnelles de la pièce, qui se traduisent, dans certains cas, par une simple variation d'entrefer. Le rapport signal/bruit est éxcellent. Enfin, la sonde de l'invention permet de détecter des défauts de très petites dimensions. De façon précise, l'invention a pour objet une sonde de surface différentielle à deux enroulements, pour dispositif de contrôle de pièces par courants de Foucault du type de ceux qui comprennent des moyens pour effectuer des mesures électriques différentielles sur les deux dits enroulements de la sonde, caractérisée en ce que les deux enroulements ont chacun un noyau magnétique et en ce qu'ils sont accolés avec leurs axes parallèles entre eux. De toute façon, les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux après la description qui suit, d'exemples de réalisation donnés à titre explicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 représente le schéma de la sonde de l'invention; - la figure 2 représente un mode de connexion avantageux des deux enroulements de la sonde; - la figure 3 représente un exemple de réalisation de la sonde en coupe; - la figure 4 illustre le déplacement relatif de la sonde et de la pièce à contrôler; - la figure 5 illustre une variante de la sonde utilisant un troisième enroulement dont l'axe est parallèle à ceux des enroulements à noyau magnétique; - la figure 6 illustre une autre variante utilisant un enroulement supplémentaire dont l'axe est parallèle à celui de la pièce à tester. Sur la figure 1, est représentée la sonde de l'invèntion dont la caractéristique essentielle est de comporter deux enroulements 10 et 12 bobinés sur deux noyaux magnétiques 14 et 16, les axes des deux enroulements étant parallèles. La sonde S ainsi constituée est associée à des moyens 18 d'alimentation et d'analyse qui sont les moyens classiques utilisés dans les dispositifs de contrôle par courants de Foucault du type différentiel. La sonde est disposée au voisinage de la pièce 20 à contrôler1 les axes des enroulements 10 et 12 étant perpendiculaires à la surface de la pièce 20. Les moyens 18, non représentés explicitement sur la figure 1, car ils sont de type classique, peuvent comprendre notamment un oscillateur pour l'excitation des enroulements, un système de mesure différentielle, un système d'analyse et éventuellement des moyens de visualisation associés au système d'analyse. Le système de mesure peut comprendre, par exemple, un pont dont deux branches sont constituées par les deux enroulements 10 et 12 réunis à une de leurs extrémités, comme l'indique la figure 2 Les deux autres branches du pont sont formées par des résistances 22 et 24.Le pont est alimenté par les extrémités 26 et 28 reliées à un oscillateur et l'analyse s'effectue par la mesure de la tension apparaissant en P sous lleffet-d'une variation de l'impédance de l'un des deux enroulements 10 et 12. D'autres dispositions sont possibles, comme par exemple celle qui correspond à un pont déséquilibré dans lequel le déphasage initial entre la tension d'excitation et la tension de mesure peut être régulé au moyen de deux résistances réglables. La figure 1 n'est pas à l'échelle, pour plus de -clarté. Comme il est avantageux d'obtenir un effet de focalisation, on réalise de préférence une sonde ayant de petites dimensions transversales. La forme réelle de la sonde peut alors être celle qui est illustrée sur la figure 3, qui représente à titre explicatif une coupe de corps de sonde, le corps qui porte la référence 29 est en matériau isolant, A titre purement explicatif, le diamètre d de la partie utile de la sonde S peut être de l'ordre de 2 mm. Les enroulements peuvent être constitués par exemple par du fil de diamètre de 0, 04 mm bobinés sur un noyau magnétique de diamètre 0,8mm, les deux noyaux accolés étant séparés d'environ O,lmm. La figure 4 illustre le déplacement relatif de la sonde et de la pièce à ~tester. La sonde 30 est disposée au voisinage de la pièce 32 à contrôler, qui sur la figure 4 et à titre purement explicatif, est un tube creux. Le contrôle s'effectue alors en provoquant un mouvement relatif hélicoïdal entre la sonde et la pièce, par exemple en translatant la sonde 30 et en soumettant la pièce cylindrique 32 à un mouvement de rotation. Dans les variantes qui viennent d'être décrites, la sonde se comporte comme un capteur à double fonction, car les mêmes bobinages sont utilisés pour induire les courants dans la pièce et pour recevoir les informations en retour. On ne sortirait pas du cadre de l'invention en faisant jouer-a la sonde un rôle de récepteur, le rle de l'émetteur étant tenu par un troisième enroulement disposé au voisinage des deux autres, comme il est indiqué sur les figures 5 et 6 qui représentent deux variantes de ce mode de réalisation. Sur la figure 5, on trouve d'une part, un corps 34 contenant les deux enroulements à noyaux magnétiques accolés et d'autre part un troisième enroulement 36 dont l'axe est parallèle à l'axe du corps 34. Dans le cas de la figure 5, et à titre purement explicatif, la pièce 38 à tester est un tube non magnétique. Le balayage nécessaire pour effectuer le contrôle sur la totalité du tube est obtenu en translatant l'ensemble du corps 34 et l'enroulement 36 et en faisant tourner le tube 38 sur lui-même. Evidemment, on ne sortirait pas du cadre de l'invention en inversant les positions des éléments 34 et 36 et en disposant, par exemple, le corps à deux enroulements accolés 34 à l'intérieur du tube 38 et l'enroulement émetteur 36 à l'extérieur. I1 est évident également qu'une telle disposition s'applique à des pièces qui n'ont pas la forme de tube, par exemple à des tôles. Selon une autre variante de ce mode de réalisation qui est illustrée sur la figure 6, la partie de la sonde 40 contenant deux enroulements accolés est associée à un troisième enroulement 42 qui a la forme d'une bobine coaxiale à la pièce 44 à contrôler. Le balayage hélicoïdal peut être obtenu en donnant à la pièce 44 un mouvement de rotation autour de son axe et en translatant les enroulements 40 et 42. REVENDICATIONS 1. Sonde de surface différentielle à deux enroulements pour dipositif de contrôle de pièces par courants de Foucault du type de ceux qui comprennent des moyens pour effectuer des mesures électriques différentielles sur les deux dits enroulements de la sonde, caractérisée en ce que les deux enroulements ont chacun un noyau magnétique et en ce qu'ils sont accolés avec leurs axes parallèles entre eux. 2. Sonde selon la revendication 1, caractérisée en ce que les deux dits enroulements sont électriquement connectés pour former les deux branches d'un pont. 3. Sonde selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un troisième enroulement alimenté en courant alternatif par des moyens appropriés du dispositif de contrôle, et séparé de l'extrémité desdits enroulements accolés par un espace dans lequel peut s'insérer la pièce à contrôler, ledit troisième enroulement jouant un rôle d'émetteur et les deux enroulements accolés un rôle de récepteurs.