Brevet FR2462708A1 — publié le 19810213

La présente invention a pour objet un procédé de contrôle non destructif par courants de Foucault pour la dé- tection de zones carburées dans des pièces à contrôler et un dispositif mettant en oeuvre ce procédé. ú On sait que le contrôle par courants de Foucault consiste dans l'étude des variations de courants induits dans une pièce métallique par le champ magnétique d'une bobine par- courue par un courant d'excitation alternatif. De tels cou- rants produisent, en retour, un champ qui s'oppose au champ 1o inducteur Met par suite, modifient l'impédance de la bobine d'excitation. Cette bobine est disposée dans une sonde qui se déplace le long de la pièce à contrôler. Tout défaut de la pièce examinée, qui se présente au niveau de la sonde (change- ment de dimension, variation de conductivité électrique, cri- Li que, etc...) modifie le parcours ou l'intensité des courants de Foucault et, corrélativement, l'impédance de la bobine. Une sonde absolue est généralement constituée d'une bobine de mesure alimentée en opposition avec un enroulement de référence. La bobine de mesure et l'enroulement de référen- ce sont placés dans les deux branches adjacentes d'un pont de mesure. La pièce à contrôler est mise en présence de la bobine de mesure de sorte que le passage d'un défaut dans le champ de la sonde déséquilibre ce pont. La tension de déséquilibre du pont est amplifiée et représentée soit sur l'écran d'un tube à) cathodique, soit sur un enregistreur dont la trace permet de déceler les défauts de la pièce à contrôler. La présente invention perfectionne ces procédé et dispositif en permettant en outre la détection des zones car- burées dans la pièce à contrôler. A cette fin, on superpose au champ d'excitation un champ apte à provoquer la saturation magnétique d'une zone carburée, si elle existe, dans la pièce traversant l'enroulement de mesure. Dans ces conditions, le signal délivré par la sonde est ramené à celui qui serait délivré en l'absence de zone carburée. Pour mettre en évidence cet effacement du signal de carburation par la saturation, le courant de saturation est périodiquement interrompu, ce qui ramène le signal de mesure à la valeur qui tient compte de la carburation. De cette manière, l'écart entre les deux valeurs du signal enregistré peut bien être attribué à la présence d'une zone carburée et non à une variation dans les caracté- ristiques de la pièce. Naturellement la fréquence d'inter- ruption et de rétablissement du courant de saturation doit tenir compte de la vitesse de défilement de la pièce contrô- lée. En pratique, cette fréquence est inférieure à lkHz et plus généralement voisine de quelques dizaines de Hertz. De façon plus précise, la présente invention a pour objet un procédé de contrôle non destructif par courants de Foucault pour la détection de zones carburées dans des pièces à contrôler, dans lequel: - on déplace une sonde de mesure absolue à proximité de la pièce à contrôler, - on alimente cette sonde par un courant d'excitation pour provoquer un champ magnétique d'excitation, - on mesure la tension délivrée par la sonde, caractérisé en ce qu'on superpose au champ d'excitation un champ magnétique apte à provoquer la saturation magnétique d'une zone carburée, on interrompt périodiquement ce champ ma- gnétique et on détecte les deux valeurs que prend le signal de mesure en présence de carburation dans la pièce à contrôler, l'écart entre ces deux valeurs reflétant l'importance de cette carburation. La présente invention a également pour objet un dis- positif de contrôle non destructif par courants de Foucault pour la détection de zones carburées dans des pièces à contrô- ler, mettant en oeuvre le procédé défini plus haut et compre- nant: - une sonde de mesure absolue, - un circuit d'alimentation de cette sonde en courant d'exci- tation, - un circuit de mesure de la tension délivrée par la sonde, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre un générateur de courant de saturation pulsé, d'intensité va- riant entre 0 et une valeur maximale, ce générateur étant re- lié à ladite sonde, le circuit de mesure de la tension étant apte à détecter les deux valeurs que prend cette tension en présence de carburation dans la pièce à contrôler. 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 nulle- ment limitatif. Cette description se réfère à des dessins an- nexés sur lesquels: - la figure 1 représente le schéma synoptique d'un dispositif selon l'invention; - la figure 2 représente le schéma d'un générateur de courant de saturation utilisable dans l'invention. Le dispositif représenté sur la figure 1 comprend une source 2 de courant d'excitation, un générateur 4 de cou- rant de saturation pulsé, une sonde de mesure 6 et un enregis- treur 8. Le circuit de mesure 6 est constituée par un premier enroulement 10 couplé à un second enroulement 12, et par un pont équilibré comprenant deux résistances 14 et 16 et deux inductances 18 et 20. Ce circuit de mesure possède deux en- trées 22 et 23 reliées aux générateurs 2 et 4 et une sortie 24 reliée à l'enregistreur 8. Lors de la mesure absolue, la pièce à contrôler 26 traverse les enroulements 20 et 21, l'enroulement 18 étant tenu à l'écart de celle-ci. Lorsque la pièce à contrôler 26 présente un défaut, le pont se trouve déséquilibré et le défaut mis en évidence par l'enregistreur 8, selon un processus connu. Lorsque la pièce à contrôler 26 comprend une zone carburée, l'alternance de courant de saturation dans l'enrou- lement 21 provoque un dédoublement 28 de l'enregistrement dé- livré par l'enregistreur 8. La largeur de ce dédoublement est fonction de la carburation et sa longueur correspond à la lon- gueur de la zone carburée (compte tenu de la vitesse de défi- lement de la pièce et de la vitesse de déroulement de l'enre- gistreur). Bien que tout générateur de courant pulsé puisse convenir pour créer le courant de saturation, la figure 2 dé- crit un circuit qui permet de délivrer des créneaux de courant à flancs arrondis, ce qui évite les surtensions dans l'enrou- lement de mesure. Le circuit représenté comprend un circuit d'alimen- tation 30, un oscillateur 32, un étage de puissance 34, un circuit de contrôle 36, un organe de commutation 38. Le circuit d'alimentation 30 comprend un transforma- teur à enroulement primaire 40 et à deux enroulements secon- daires 42 et 44 reliés respectivement à des redresseurs 46 et 48, lesquels fournissent des tensions continues de polarisa- tion. L'oscillateur 32 est constitué de manière classique par deux transistors 50 et 52 montés en bascule et par un transistor de sortie 54 attaqué sur sa base. Le collecteur de ce dernier constitue la sortie de l'oscillateur. >g0 L'étage de puissance 34 comprend deux transistors 56 et 57, la base du premier étant reliée, par un potentiomètre réglable 58 avec, en parallèle une diode Zener 60, au collec- teur du transistor 54. Le collecteur du second est relié aux bornes de sortie 62 du circuit. Entre ces bornes sont insérés un condensateur 64 de filtrage et une diode 66. La forme de la tension délivrée est représentée par l'onde 65. Le circuit de contrôle 36 comprend un ampèremètre 68, un transistor 70 et des voyants lumineux 72 et 74. Enfin, l'organe de commutation 38 comprend un commu- tateur 76 à trois positions: 0, créneaux et continu. Le circuit représenté peut délivrer sous 50 Ohms une tension rectangulaire de période 50 ms et d'amplitude 12V, dont les flancs sont arrondis, ce qui évite l'apparition, dans l'enregistrement, de pics dus aux variations brutales de l'in- tensité du courant de saturation. REVENDICATIONS 1. Procédé de contrôle non destructif par courants de Foucault pour la détection de zones carburées dans des piè- ces à contrôler, dans lequel: - on déplace une sonde de mesure absolue à proximité de la pièce à contrôler, - on alimente cette sonde par un courant d'excitation pour provoquer un champ magnétique d'excitation, - on mesure la tension délivrée par la sonde, caractérisé en ce qu'on superpose au champ d'excitation un champ magnétique apte à provoquer la saturation d'une zone carburée, on interrompt périodiquement ce champ et on détecte les deux valeurs que prend le signal de mesure en présence de carburation dans la pièce à contrôler, l'écart entre ces deux valeurs reflétant l'importance de cette carburation. 2. Dispositif de contrôle non destructif par cou- rants de Foucault pour la détection de zones carburées dans des pièces à contrôler, ce dispositif mettant en oeuvre le procédé de la revendication 1 et comprenant: - une sonde de mesure absolue, - un circuit d'alimentation de cette sonde en courant d'exci- tation, - un circuit de mesure de la tension délivrée par la sonde, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un générateur de courant de saturation pulsé, d'intensité variant entre O et une valeur maximale, ce générateur étant relié à ladite sonde, le circuit de mesure de la tension étant apte à détecter les deux valeurs que prend cette tension en présence de carbura- tion dans la pièce à contrôler. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le générateur de courant de saturation est apte à délivrer un courant pulsé rectangulaire à flancs arrondis ou un courant sinusoïdal. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit de mesure est un enregistreur à simple trace, de bande passante suffisante pour visualiser les deux courbes obtenues par découpage. 5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le générateur de courant de saturation est apte à délivrer un courant dont la fréquence est inférieure à lkHz.