Brevet FR2465226A1 — publié le 19810320

- 1 - La présente invention concerne un procédé pour le contrôle par ultra-sons destôles, notamment en utilisant le procédé du son continu dans la technique par traversée avec, par exemple couplage par jets d'eau, commande par ordinateur et vérification par ordinateur et concerne éga- lement une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. Il est bien connu que, pour le contrôle par ultra-sons des tôles par le procédé par traversée en transmission à travers la tôle, avec couplage par jets d'eau libres, on utilise des têtes de contrôle émettrices et réceptrices séparées. Habituellement, le contrôle s'effectue avec un son continu à fréquence 2 MHz qui est modulé en fréquence pour éviter les ondes stationnaires, avec une excursion en fréquence de plus/moins 50 kHz et une fréquence de modula- tion de 200 Hz. On observe fréquemment que la sensibilité du contrôle que l'on peut obtenir par ce moyen ne répond pas aux nouvelles spécifications, plus sévères, de pouvoir de détection des défauts. Pour l'excitation des têtes émettrices la tension d'émission produite est transmise aux têtes émettrices à travers des réseaux passifs. En raison des tolérances sur les propriétés électriques des têtes de contrôle (impédance d'entrée, fréquence de résonance, etc.) il se produit des fausses compatibilités qui conduisent à des différences de sensibilité du contrôle entre les différents canaux de contrôle. De même, un défaut de fonctionnement non décelé d'une tête peut altérer la sensibilité du contrôle dans les canaux voisins. Sur le côté récepteur, les sensibilités des divers canaux sont réglées par l'utilisateur sur des amplificateurs linéaires connectés en aval des têtes réceptrices sans vérification de la sensibilité absolue. Ceci donne lieu dans les différents canaux de contrôle à une plus grande sensibilité à l'influence des perturbations extérieures en raison du plus faible niveau absolu qu'il est possible d'obtenir. Par ailleurs, le processus de réglage est soumis -2- aux influences subjectives de l'utilisateur. L'évaluation dans les divers canaux de contrôle est exécutée par des discriminateurs tout ou rien connectés en aval des récepteurs, qui sont généralement reliés à des appareils enregistreurs de type habituel. Il n'est donc pas possible d'exploiter les amplitudes des sons transmis. Récemment, on a réalisé des procédés par traversée utilisant la technique des impulsions et dans lesquels un ordinateur permet d'exploiter les amplitudes des sons trans- mis. Malheureusement, il n'est pas possible d'obtenir une vérification globale des données de l'installation de contrôle par ordinateur. Le but de l'invention est de créer un procédé et une installation pour le contrôle par ultra-sons, notamment des tôles, avec utilisation d'un son permanent dans la techni- que opérant par traversée, avec par exemple, couplage par jets d'eau, commande et vérification par ordinateur, au moyen desquels il soit possible de réaliser un ajustement automatique et-une vérification automatique des fonctions de contrôle ainsi qu'une évaluation des grandeurs de défauts d'après des critères d'exploitation donnés. Suivant l'invention, ce problème est résolu par un procédé caractérisé en ce que: a) on prévoit pour la production de la tension d'émis- sion deux sources de signaux programmables qui fournissent une tension modulée en fréquence; b) l'équilibrage de la sensibilité de l'ensemble de l'installation est effectué au moyen de la tension de sortie programmable de l'une des deux sources de signaux; - c) pour découpler les divers canaux d'émission, on tamponne la tension d'émission; d) les tensions d'émission tamponnées peuvent être commutées sur les canaux de réception avec vérification par ordinateur et court-circuitage des trajets de contrôle ultrasonore; e) les valeurs minima des courbes enveloppes des am- plitudes d'ultra-sons traversants sont périodiquement -3- prélevées, mises en mémoire et transformées en données numé- riques; f) les valeurs de consigne sont calculées avec véri- fication par ordinateur et mises en mémoire dans un proces- sus d'ajustement. Un mode de réalisation de l'invention sera à présent décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif en regard des dessins annexés, qui constituent des schémas-blocs représentant une installation suivant l'invention. Sur ces dessins: La figure 1 représente une installation pour l'exploi- tation commandée par ordinateur des amplitudes minimales. converties en mode numérique; La figure 2 représente une installation pour ltévalua- tion commandée par ordinateur des résultats des comparaisons avec les valeurs de consigne (oui/nonou différence);et La figure 3 représente une installation pour l'évalua- tion commandée par ordinateur des réponses oui/non dépa- rasitées statistiquement. Sur la figure 1, on a représenté des têtes émettrices 1 et des têtes réceptrices 2 réparties à intervalles ré- guliers sur la largeur de la tôle 19. Les têtes 1 sont reliées, par l'intermédiaire d'amplificateurs d'émission tampons 3 et d'un amplificateur de puissance 4, à des gé- nérateurs de signaux programmables 5 et connectés à un ordinateur 12. Toutes les têtes réceptrices 2 sont reliées chacune à une unité de réception 6 vérifiable et program- mable, par ordinateur. Les amplificateurs d'émission tam- pons 3 sont connectés sélectivement aux unités de réception 6 par l'intermédiaire d'un circuit logique de vérification 7. Les unités de réception 6 sont composées d'un amplifica- teur logarithmique 8, d'un modulateur d'amplitude 9, d'une mémoire de minima 10 et d'un convertisseur analogique/numé- rique 11 et elles sont reliées aux générateurs 13 de rythme de contrôle et à l'ordinateur 12. A cet ordinateur 12 sont connectés un terminal 20 et une imprimante 21. -4- Dans une variante de l'installation représentée sur la figure 2, les unités de réception 6 comprennent, en dehors de l'amplificateur logarithmique 8, du modulateur d'amplitude 9, de la mémoire de minima 10 et du convertis- seur analogique/numérique 11, une mémoire de valeurs ab- solues 14, un circuit 15 d'évaluation des défauts et une mémoire des valeurs de consigne 16. Dans l'installation représentée sur la figure 3, le dispositif 15 d'évaluation des défauts comprend un compa- rateur 17 ou de l'ensemble d'un comparateur 17 et d'un déparasiteur-statistique 18 connecté en aval. Pour le contrôle par ultra-sons suivant l'invention, on fait passer les ultra-sons à travers la tôle, dans le procédé par traversée, avec couplage par jets d'eau libres, d'une façon connue, à l'aide de têtes émettrices et récep- trices qui sont réparties sur toute la largeur de la tôle. Au moyen de deux générateurs de signaux programmables , on produit la tension d'émission modulée en fréquence dont les paramètres tels que l'amplitude, la fréquence médiane, l'excursion en fréquence et la fréquence de modu- lation peuvent être réglés sous la commande de l'ordinateur et peuvent être adaptés aux données du contrôle. C'est ainsi que, par exemple, l'élévation de la fréquence médiane de 2 à 5 MHz détermine une élévation notable de la sensi- bilité du contrôle. La tension d'émission est transmisepar l'intermédiaire d'un amplificateur de puissance 4 à tous les amplificateurs d'émission tampons 3 dont les propriétés électriques as- surent un découplage fiable des canaux de contrôle. Les tolérances sur les propriétés électriques des têtes de contrôle ainsi que les défauts des têtes de contrôle n4en- traînent aucune perturbation du fonctionnement dans les canaux voisins. Les faibles impédances de sortie des amplificateurs d'émission tampons 3 permettent une adaptation maximale de la puissance aux têtes émettrices 1 utilisées, dont les ondes ultra-sonores sont transmises à la tôle à contrôler 19 -5- par l'intermédiaire de jets d'eau libres. Après le passage des ondes sonores à travers la tôle 19 et une éventuelle atténuation provoquée par les défauts d'homogénéité de la tôle, ces ondes sont transmises par l'intermédiaire de jets Veau libres aux têtes réceptrices 2 d'o elles parviennent, après retransformation en signaux électriques, aux unités de réception 6. Les trajets des signaux entre les sorties des amplifi- cateurs d'émission 3 et les entrées des unités de réception 6 peuvent être court-circuités, sous la commande de l'or- dinateur, au moyen d'un dispositif de commande 7, et il est également possible de commuter d'autres canaux de contrôle sur les unités de réception 6. Grâce à ces possibilités de commutation, il est possible de déterminer à l'aide de pro- grammes de test les données spécifiques de l'installation et de localiser les défauts de cette installation. En raison de l'étendue dynamique nécessaire, les unités de réception 6 sont équipées d'amplificateurs logarithmiques 8. Après transformation logarithmique des signaux, les courbes enveloppes de ces signaux sont formées dans des modulateurs d'amplitude 9 et envoyées à des mémoires de minima 10 qui, par synchronisation avec le générateur de rythme de contrôle 13, mettent en mémoire pour chaque pé- riode de travail les valeurs minima des courbes enveloppes d'amplitude. Les valeurs minima sont converties en données numériques dans des convertisseurs analogiques/numériques i1. Dans le cas représenté sur la figure 1, ces valeurs numériques sont transmises à l'ordinateur 12 pour y subir un nouveau traitement. Par comparaison de ces valeurs à des valeurs de consigne obtenues de la même façon dans une opération d'ajustement, on obtient une évaluation objective des résultats du contrôle. Dans l'installation représentée sur la figure 2, la comparaison des valeurs de consigne entre la mémoire 14 des valeurs absolues et la mémoire 16 des valeurs de consigne s'effectue dans le dispositif 15 d'évaluation des défauts. _6_ Le résultat de cette comparaison est transmis à l'ordina- teur 12, soit en qualité de valeur différence, soit en ré- ponse oui/non. Dans l'installation représentée sur la figure 3, la comparaison des valeurs de consigne réalisée dans le dis- positif 15 d'évaluation des défauts est réduite par un comparateur 17 à une réponse oui/non et transmise à l'or- dinateur 12 par l'intermédiaire d'un déparasitage statisti- que 18. On obtient de ce fait une réduction des données plus réduite de la dépense de moyens techniques pour l'ordina- teur, notamment dans le cas d'un grand nombre de canaux de contrôle. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour le contrôle par ultra-sons des tôles utilisant la méthode de la transmission des sons à travers la tôle, par exemple avec couplage par jets d'eau et com- mande et contrôle par ordinateur, ce procédé étant carac- térisé en ce que: a) on prévoit pour la production de la tension d'émis- sion deux sources de signaux programmables qui fournissent une tension modulée en fréquence; b) l'équilibrage de la sensibilité de l'ensemble de l'installation est effectué au moyen de la tension de sortie programmable de l'une des deux sources de signaux; c) pour découpler les divers canaux d'émission, on tamponne la tension d'émission; d) les tensions d'émission tamponnées peuvent être com- mutées sur les canaux de réception avec vérification par ordinateur et court-circuitage des trajets de contrôle ultra- sonore; e) les valeurs minima des courbes enveloppes des am- plitudes d'ultra-sons traversants sont périodiquement pré- levées, mises en mémoire et transformées en données numé- riques; f) les valeurs de consigne sont calculées avec véri- fication par ordinateur et mises en mémoire dans un proces- sus d'ajustement. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tension programmable, modulée en fréquence, pos- sède de préférence une fréquence moyenne de 5 MHz, une excursion de modulation de plus ou moins 100 kHz et une fréquence de modulation de 1 kHz. 3.- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les valeurs minima mises sous forme numérique des périodes de contrôle sont traitées par ordi- nateur. 4.- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les différences entre les valeurs minima mises sous forme numérique des périodes de contrôle - o - et les valeurs de consigne sont traitées par ordinateur. 5.- Procédé selon l'une des revendications 1, 2 et 4, caractérisé en ce que les valeurs minima mises sous forme numérique des périodes de contrôle sont transformées en réponse oui/non par comparaison avec les valeurs de consi- gne et ensuite traitées par ordinateur. 6.- Procédé selon l'une des revendications 1, 2, 4 et , caractérisé en ce que l'évaluation de la comparaison des valeurs de consigne (réponse oui/non) est déparasitée statistiquement. 7.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, pour l'exécution du contrôle, les données essentielles sont vérifiées par ordinateur et re- présentées. 8.- Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que a) des têtes d'émission (1) et de réception (2) de construction connue sont réparties sur la largeur de la tôle et de part et d'autre de cette tôle; b) toutes les têtes d'émission (1) sont reliées par l'intermédiaire d'amplificateurs d'émission tampons (3) à un amplificateur de puissance (4) et à deux sources de si- gnaux programmables (5) reliées à llordinateur (12); c) toutes les têtes de réception (2) sont reliées cha- cune à une unité de réception (6) pouvant être vérifiable et programmable par ordinateur; d) les amplificateurs d'émission tampons (3) sont reliés sélectivement aux unités de réception (6) par un circuit logique de vérification (7); e) chaque unité de réception (6) est composée d'un amplificateur logarithmique (8),d'un démodulateur d'am- plitude (9), d'une mémoire de minima (10) et d'un conver- tisseur analogique/numérique (11) et est reliée à un ordi- nateur (12). 9.- Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'unité de réception (6) comprend, en dehors de -9- l'amplificateur logarithmique (8), du démodulateur d'am- plitude (9), de la mémoire de minima (10) et du convertis- seur ana]ogique/numérique (11), une mémoire de valeurs absolues (14), un dispositif (15) d'évaluation de défauts et une mémoire de valeurs de consigne (13). 10.- Installation selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisée en ce que ledispositif (15) d'évaluation des défauts est composé d'un comparateur (17) ou de l'ensemble d'un comparateur (17) et d'un dispositif (18) de d4parasitage statique monté en aval.