Brevet FR2266177A1 — publié le 19751024

La présente invention due à la collaboration de Messieurs C.MAULLER, C SBIRE et C.THUREL se rapporte à un procédé de "réception" de matériels de contrôle par induction dits "appareils à courants de Foucault", ainsi qu'un appareil permettant de réaliser ce procédé de réception, clest-à-dire de déterminer si les caractéristiques de ces appareils sont bien conformes à celles annoncees par leur documentation technique ou à un cahier des charges. On utilise couramment dans l'industrie des appareils à courants de Foucault pour contrôler les paramètres électromagnétiques et dimensionnels de pieces métalliques, en général ferromagnétiques, ou rechercher leurs défauts. Ces appareils comportent en général un générateur de courant électrique alternatif à fréquence fixe dont les positions de réglage sont réglables de façon continue ou discontinue, la fréquence de ce courant étant en général comprise entre quelques Hz et quelques MHz Ce générateur alimente en. général deux capteurs composés chacun d'un ou de deux enroulements distincts et pouvant ou non comporter un noyau magnétique. Les pièces métalliques à contrôler sont soumises au champ magnétique produit par ces capteurs et produisent une déformation de ce champ qui est fonction de leurs qualités électromagnétiques et de leurs dimensions.La déformation du champ magnétique ainsi produite est perçue par ces memes capteurs, est convertie en tension électrique et envoyée à des circuits analogiques ou numériques destinés à traiter les informations ainsi recueillies. Souvent, ces informations sont visualisées sous forme oscilloscopique , ce qui permet une étude facile des déformations dudit champ magnétique, et après étalonnage des courbes oscilloscopiques, la détermination directe des différents paramètres des pieces contrôlées tels que dureté, dimensions, résistivité, présence de défauts (criques, inclusions) etc..., chacun de ces paramètres présentant en général une déformation caractéristique bien déterminée de la courbe oscilloscopique. Jusqu'à présent, on réceptionnait de tels appareils en leur faisant contrôler des pièces "étalons" de caractéristiques connues à l'avance, en essayant de définir ainsi la"sélectivité" de ces appareils. Ces procédés de réception ne permettent cependant pas de diagnostiquer d'éventuels défauts des appareils ni de les localiser, ils ne permettent pas non plus de mettre en évidence certains défauts qui peuvent se compenser au niveau du dispositif d'indication des appareils, ni de chiffrer leurs caractéristiques ou de les comparer à celles figurant sur la notice technique ou dans le cahier des charges, ni de juger séparément la conception et la réalisation, donc de comparer les divers appareils essayés. La présente invention a donc pour but de fournir un procédé de réception d'appareils à courants de Foucault ne présentant aucun des inconvénients susmentionnés et de réaliser un appareil permettant de récep tionner les divers appareils à courants de Foucault existant sur le marché sans avoir recours à des pièces étalon ou autres procédés indirects. Un autre but de la presente invention est de pouvoir définir les grandeurs à contrôler en vue de la réception des appareils à courants de Foucault. Selon la présente invention les différents buts précités sont atteints grace à un procédé selon lequel on simule le fonctionnement des capteurs magnétiques, on mesure la valeur efficace du signal d'entrée de ces capteurs, et on mesure la fréquence de la tension envoyée à ces mêmes capteurs L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée d'un mode de réalisation pris comme exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé sur lequel la figure unique est un schéma synoptique de l'appareil de contrôle selon la présente invention. L'appareil de contrôle de la présente invention est branché à la sortie de l'enroulement primaire du capteur 1 d'un appareil à courants de Foucault, ce capteur étant alimenté par un générateur 2 de courant sinusoidal dont la fréquence est déterminée par un oscillateur 3 comportant un filtre permettant d'éliminer les fréquences indésirables. La sortie de la partie de simulation de l'appareil de la présente invention est reliée à l'entrée du dispositif 4 de visualisation du signal de capteur du même appareil à courants de Foucault, ce dispositif de visualisation étant par exemple un écran oscilloscopique. Dans un but de clarification de la figure, on a représenté en traits fins les blocs I. à 4, faisant partie d'un appareil connu à courants de Foucault, que l'on se propose de contrôler. L'appareil de contrôle de la présente invention se compose d'abord d'un bloc d'entrée 5 qui prélève les informations proportionnelles au courant circulant dans l'enroulement primaire du capteur 1 de l'appareil à courants de Foucault. Ce premier bloc est commun à trois voies différentes permettant de réaliser respectivement la fonction de simulation du capteur magnétique 1, la fonction de mesure de la valeur efficace du signal d'entrée de ce capteur, et la fréquence du signal envoyé à ce même capteur. La première voie se compose d'un amplificateur 6à gain variable permettant d'obtenir un signal d'amplitude constante à sa sortie lorsque l'amplitude de sa tension d'entrée varie d'une façon inversement proportionnelle à la fréquence de l'oscillateur 3. Cet amplificateur 6 est'relie à un atténuateur 7 permettant d'obtenir une atténuation calibrée du signal qu'il lui fournit. La sortie de l'atténuateur 7 est reliée à l'entrée d'un circuit déphaseur 8 permettant d'obtenir un déphasage parfaitement connu pour une fréquence déterminée. Le signal de sortie de ce déphaseur 8 constitue le signal de sortie de la voie de simulation et remplace le signal de sortie du capteur de l'appareil à courants de Foucault à contrôler, et il est donc envoyé à l'entrée du dispositif de visualisation 4 du susdit appareil à contrôler. La voie de simulation ainsi réalisée permet de remplacer le capteur magnétique par un circuit électronique pour lequel l'action de gain et de déphasage sur le signal dtentrée est parfaitement connue. La deuxième voie branchée à la sortie du capteur 1 assure une fonction de mesure de la valeur efficace du signal d'entrée du capteur, ce signal pouvant etre ou non filtré de tous ses harmoniques. Cette voie se compose en plus du bloc 5 déjà mentionné un filtre sélectif 9 laissant passer la fréquence choisie et atténuant très fortement toutes les autres. Entre ce filtre 9 et le bloc suivant se trouve un commutateur 10 qui permet de choisir soit le signal de sortie de ce filtre, soit uniquement son signal d'entrée, c > est-à-dire un signal non filtré.A la suite de ce commutateur 10 se trouve un générateur Il de valeur efficace donnant un signal continu proportionnel soit à l'amplitude de la valeur efficace du signal total non filtré, soit à l'amplitide de la valeur efficace du signal filtré, et ce, gracie au susdit commutateur 10. ta sortie de ce générateur 11 est reliée à un adaptateur d'échelle 12 permettant d'obtenir une correspondance simple entre l'intensité d'entrée mesurée et la tension de sortie qui la représente, cette tension étant visualisée par un bloc 13 qui est dans le cas présent un voltmètre numérique. La dernière voie branchée à la sortie du capteur 1 se compose toujours d'un bloc 5 et d'un fréquencemètre 14 permettant de mesurer la fréquence du courant d'enroulement primaire du capteur 1. L'appareil de contrôle ainsi constitué permet de vérifier le fonctionnement des appareils à courants de Foucault et d'en localiser les pannes éventuelles, La première voie, constituée des blocs 5 à 8, tend à simuler le fonctionnement du capteur de l'appareil à contrôler, ce capteur pouvant être considéré comme un élément recevant un courant et délivrant, après transformations dépendant entre autres raisons de la nature de la pièce à contrôler, une tension qui peut se déduire du courant injecté par une opération de dérivation et une variation d'amplitude et de phase. Cette simulation est donc réalisée à partir du prélèvement par le bloc 5 de l'information correspondant au courant traversant l'enroulement primaire du capteur 1, de l'amplification à gain variable par le bloc 6 qui joue le méme rôle qu'un dérivateur (en régime sinusotdal), çe signal étant ensuite traité par l'atténuateur 7 qui permettra de faire varier son amplitude, et par le déphaseur 8 qui permettra d'en faire varier la phase. A la sortie du déphaseur 8, le signal est envoyé au bloc 4 de l'appareil à courants de Foucault, en lieu et place du signal apparaissant aux bornes de l'enroulement secondaire (non représenté) du capteur 1. Pour un réglage donné du simulateur et de l'appareil à contr- ler, on doit recueillir sur ce dernier des effets parfaitement connus si l'on suppose que le simulateur et l'appareil sont parfaits. Si le simulateur est dlune réalisation plus précise que-l'appareil, on peut admettre que l'on ne contrôlera que les défauts de l'appareil. La seconde voie, se composant des blocs 5 et 9 à 13, sert à mesurer la valeur efficace du courant passant dans l'enroulement primaire du capteur 1, et l'on a la possibilité soit de ne conserver que le signal fondemental en faisant passer le signal par le filtre sélectif 9, soit de considérer le signal dans son ensemble en plaçant le commutateur 10 dans sa posi tionreprésentée sur la figure, c'est-a-dire en éliminant le filtre 9 de la voie. Le générateur de valeur efficace 11 délivre un signal continu proportionnel à la valeur efficace du signal qui est mesurée par le voltmètre numérique du bloc 13 après passage par l'adaptateur d'échelle 12 qui fournit une tension proportionnelle au courant qu'il reçoit suivant une loi de proportionnalité bien déterminée. On voit donc que grace au dispositif de la présente invention on détermine très facilement quel signal on doit obtenir sur l'écran de visualisation (bloc 4 de l'appareil à courants de Foucault), et si l'on n'obtient pas le signal prévu, il est facile de localiser le défaut en déterminant s'il provient des blocs 1, 2 ou 3 (indications du voltmètre numérique du bloc 13 et du fréquencemètre 14) ou du dispositif de visualisation (bloc 4), si les indications des blocs 13 et 14 sont bonnes. I1 est généralement tres facile de déterminer les grandeurs servant au contrôle : pour une fréquence donnée (indication du fréquencemètre 14) et une valeur donnée du courant efficace de l'enroulement primaire du capteur 1 (indication du voltmètre 13), on définit très aisément la forme et l'amplitude du signal observé sur l'écran de visualisation du bloc 4 pour diverses valeurs bien définies d'atténuation (bloc 7) et de déphasage (bloc 8). REVENDICATIONS 1. Procédé de réception des appareils à courants de Foucault, c'est-8-dire de vérification de la concordance de leurs caractéristiques avec celles figurant sur le cahier des charges ou la notice technique de ces appareils, caractérisé par le fait que l'on simule le fonctionnement du ou des capteurs de ces appareils, et que l'on mesure la valeur efficace et la fréquence du courant passant par les enroulements primaires de ce ou de ces capteurs. 2. Dispositif de contrôle destiné à la mise en application du procédé selon la revendication 1, caractérisE par le fa t qu'il comporte une voie assurant la simulation du fonctionnement du ou des capteurs de l'appareil à contrôler et branchée de façon à recevoir le courant primaire de ce ou de ces capteurs, son information de sortie étant envoyée en lieu et place de celle du signal secondaire de ce ou de ces capteurs, qu'il comporte ensuite une voie de mesure de la valeur efficace du courant primaire dudit ou desdits capteurs, et une voie de mesure de la fréquence de ce môme courant. 3. Dispositif de mesure selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la voie de simulation se compose d'un bloc de prélèvement de l'information correspondant au courant de l'enroulement primaire dudit ou desdits capteurs, d'un bloc amplificateur à gain variable et à tension de sortie constante, d'un atténuateur calibré, et d'un déphaseur à déphasage calibré. 4. Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que la voie de mesure de la valeur efficace du courant primaire dudit ou desdits capteurs se compose d'un bloc de prélèvement de l'information correspondant au courant primaire dudit ou desdits capteurs, d'un filtre sélectif pouvant éventuellement etre mis hors circuit, d'un générateur de valeur efficace, d'un adaptateur d'échelle permettant d'obtenir une correspondance simple entre ltintensité d'entrée mesurée et la tension de sortie qui la représente et d'un dispositif de visualisation de la valeur dudit courant efficace. 5. Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que la voie de mesure de la fréquence du signal envoyé aux capteurs se compose d'un bloc de prélèvement de l'information correspondant au courant primaire desdits capteurs, et d'un fréquencemètre approprié.