Brevet FR2267549A1 — publié le 19751107

La présente invention se rapporte au domaine de la technique des mesures et plus précisément aux procédés de mesure par ultrasons pour les essais non-destructifs des matériaux et des produits. On connaît des procédés de mesure par ultra-sons utilisés nouer la mesure des épaisseurs, en défectoscopie, etc, par exemple à contact, à immersion ou de contact à immersion. Le procédé de mesure par ultra-sons à contact consiste en ce que la surface du produit est au préalable recouverte d'une fine couche d'enduit liquide ou semi-liquide (eau, huile7 graisse, glycérine, etc)0 Puis un transducteur acoustique est serré etroitement à travers cette couche contre le produit, on fait pénétrer les signaux d'ultra-sons dans le produit et on capte les signaux reflé- chis qui portent l'information concernant les propriétés du produit à essayer. Le procédé de mesure par ultra-sons à immersion consiste en ce qu'entre un transducteur et la surface du produit à contrôler, on place une couche importante de liquide (eau, huile), l'introduction des ultra-sons dans le produit, de meme que leur sortie, étant effectuées à travers cette couche.- Le procédé de contact à immersion pour les mesures par ultrasons utilise un milieu d'accouplement à plusieurs couches, formé par une couche élastique et un enduit liquide ou semi-liquide, le contact avec la surface du produit étant réalisé à travers ladite couche, dans certains cas légèrement recouverte d'un enduit gras. Lorsqu'on utilise les procédés par contact et par contact à immersion pour les mesures par ultra-sons, les paramètres obtenus des contacts acoustiques dépendent en grande partie du serrage du transducteur contre le produit à mesurer, de la propreté et de l'homogénéité de l'enduit, de l'orientation du transducteur par rapport à la surface du produit, c'est-à-dire qu'ils sont déterminés par les actions individuelles de l'opérateur et par les condi tions de réalisation des essais. L'inconvénient principal de ces procédés réside dans le fait que les paramètres du contact acoustique dépendent d'un grand nombre de facteurs externes, allant jusqu'à l'état physique de l'opérateur. D'autre part, la qualité du contact dans ces cas n'est pas contrôlée. Il en résulte qu'il apparaît des erreurs importantes de mesure de la vitesse et, surtout, d'un affaiblissement des ultra-sons, des distorsions non-contr81ées du spectre du signal de mesure et, en fin de compte, la fiabilité du contrôlé de la qualité des produits devielxt insuffisante. Le procéde de mesure à immersion assure un contact acoustique stable et reproductible; cependant,il exige des bains d'immersion et la consommation d'une grande quantité de liquides d'immersion et, en outre, il ne permet pas de réaliser ltétude détaillée des produits à confifuration compliquée à cause de la complexité des dispositifs de balayage des transducteurs. Lorsque on a recours au procédé de mesure par ultra-sons à contact, au omet où l'on serre le transducteur contre le produit à essayer, l'opérateur, d'ordinaire, effectue quelques mouvements pour roder la surface du transducteur sur la surface du produit et améliorer un peu la qualité du contact acoustique obtenu. Cependant, ce procédé pour obtenir un bon contact acoustique n'assure pas la quantité de contact indispensable pour obtenir des résultats fiables, ses paramètres lors de chaque essai étant des grandeurs aléatoires et des erreurs importantes s'introduisant dans les résultats des mesures. La présente invention a pour but l'blimination des inconvé- nients indiqués ci-dessus. l,'invention est basée sur le problème de la mise au point d'un procédé de mesure par ultra-sons assurant une haute qualité de contact acoustique entre le transducteur et le produit à essayer, ainsi que la permanence et le reproductibilité des paramètres du contact acoustique au cours de chaque mesure. Le problème posé est résolu du fait que ce procédé de mesure par ultra-sons pour essais nors-destructifs des matériaux solides, qui est du type consistant à mettre un transducteur électromécanique en contact acoustique étroit, et avec un serrage permanent, avec le produit à essayer, en leur communiquant des oscillations vibratoires réciproques, et à faire passer le signal d'ultra-sons de mesure à travers le matériau à essayer est caractérisé, selon l'invention, en ce qu'au cours de la mesure, on surveille la vitesse de variation de l'amplitude du signal de mesure et, lors de la diminution brusque de cette vitesse de variation de l'amplitude, on fait cesser la vibration et on mesure les paramètres du signal de mesure, qui porte l'information concernant les propriétés du produit essayé. L'invention proposée assure l'obtention d'un contact le plus étroit possible du transducteur avec le produit, ainsi qu'une épaisseur minimale de la couche de contact et une répartition la plus uniforme possible de l'enduit dans la couche de contact. L'invention permet d'apprécier dlune façon objective la qualité des contacts acoustiques obtenus au cours des essais. Ceci permet d'améliorer la précision des mesures par ultrasons et d'améliorer la fiabilité d'appréciation de la qualité des matériaux et des produits essayés Une autre caractéristique de réalisation de l'invention consiste en ce que la mesure des paramètres du signal de mesure est effectuée après la cessation de la vibration, après un intervalle de temps suffisant pour la disparition des contraintes internes du transducteur, qui apparaissent comme résultat de sa vibration et de son serrage. La réalisation des mesures des paramètres du signal de mesure portant l'information concernant les propriétés des matériaux à essayer, après l'écoulement du temps nécessaire pour la disparition des contraintes du transducteur, assure l'obtention d'une informa- tion de mesure avec des valeurs établies des paramètres des contacts acoustiques, et les résultats comportent des erreurs minimales. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description détaillée suivante donnée à titre d'exemple. La surface du produit, du caté de laquelle on réalise les essais, est recouverte d'une fine couche d'enduit Le transducteur est doté d'un dispositif pour son serrage constant contre le produit et d'un moyen pour le faire vibrer par rapport au produit, qui est installé à la surface de ce produit et est fixé sur ce dernier. Après l'enclenchement du générateur du signal de mesure, l'introduction de ce signal dans le produit et la réception du signal réfléchi par le produit, on surveille son amplitude d'après lsindica- teur d'un récepteur qui peut entre, par exemple, un indicateur à rayons cathodiques ou un voltmètre. On commence a faire vibrer le transducteur par rapport au produit et on surveille la vitesse d'accroissement de l'amplitude du signal capté. Pendant la vibration, la vitesse d'accroissement de l'amplitude diminue d'une manière monotone. Enfin arrive un moment où la vitesse d'accroissement de l'amplitude du signal de mesure diminue brusquement. Ceci d'une part, indique qu'on a obtenu un contact étroit et une couche de contact mince entre le transducteur et le produit, c'est-à-dire qu'on a obtenu un contact acoustique de qualité entre eux, et, d'autre part sert de signal pour cesser la vibration du transducteur. Après la cessation de la vibration, on peut commencer à mesure rer les paramètres du signal de mesure avec un degré de précision suffisant pour la plupart des cas pratiques. Pour obtenir une précision de mesure plus élevée, il faut apres la cessation de la vibration attendre pendant un intervalle de temps déterminé, au cours duquel les contraintes internes du transducteur, provoquées par sa déformation due à son serrage contre le produit et à la vibration, diminuent de façon appréciable. Pratiquement, la mesure des paramètres du signal de mesure portant l'information concernant les propriétés du produit essayé doit être effectuee lorsque la vitesse de variation de l'amplitude de ce signal de mesure devient proche de ou égale à zéro, ce qui indique la cessation des phénomènes transitoires dans le contact acoustique et le début stationnaire du processus. Dans ce cas, on obtient une précision plus élevée des mesures, par comparaison avec une mesure des paramètres du signal immédiatement après la cessation des vibrations. L'utilisation du procédé proposé pour la technique de mesure des épaisseurs permet de réduire les erreurs importantes existant lors de l'appréciation de l'épaisseur des produits en raison d'une épaisseur irrégulière de la couche de contact. Lorsqu'il faut mesurer selon un procédé à contact l'affaiblissement des ultra-sons dans les matériaux hétérogènes avec une surface grossière, le procédé proposé ne saurait être remplacé par aucun autre. - REX DICATIONS. 1 - Procédé de mesure par ultra-sons pour essais non-aestructifs des matériaux et des produits, du type consistant à mettre un transducteur électromécanique en contact acoustique étroit avec le produit à essayer avec un serrage constant, en leur communiquant des oscillations vibratoires réciproques, et à faire passer un Si- gnal d'ultra-sons de mesure à travers le produit à essayer, caractérisé en ce qu'au cours de L'essai, on surveille -la vitesse de variation de ltamplitude du signal de mesure et, lors de la diminution brusque de cette vitesse de variation de l'amplitude, on fait cesser la vibration et on mesure les paramètres du signal d e mesure, qui porte l'information concernant les propriétés du matériau à essayer 2 - Procédé selon la revendication t, caractérisé en ce que la mesure des paramètres du sirnal de mesure est effectuée après la cessation de la vibration, après un intervalle de temps suffisant pour faire disparaître les contraintes internes du transducteur qui sont dues a' son serrage et à la vibration.