Brevet FR2535841A1 — publié le 19840511

La présente invention se rapporte au contrôle non destructif des matériaux et a notamment pour objet un procédé de mesure de ltépaisseur de couches ferromagnétiques et un dispositif pour la mise en oeuvre de tels procédés. La présente invention peut être utilisée avec succès en particulier pour la mesure - de l'épaisseur de tôles et de bandes et alliages ferromagnétiques de précision, - de l'épaisseur de revêtements ferromagnétiques appliqués sur un substrat non magnétique ou faiblement magnétique; - de l'épaisseur de revêtements non magnétiques, déposés sur un substrat ferromagnétique. Les matériaux ferromagnétiques employés dans différents appareils et équipements fonctionnant dans des conditions de milieux agressifs, de températures élevées et de vitesses importantes, doivent satisfaire à des exigences plus sévères en ce qui concerne lecontrôle de leur qualité. En particulier, il est important de pouvoir augmenter la précision des instruments de mesure de l'épaisseur des couches ferromagnétiques servant de matériau de départ,d'ébauches en tôles ou en bandes, et de revêtements. à déposer sur des pièces. On connaît un procédé pour mesurer l'épaisseur de couches ferromagnétiques (voir,par exemple, "Instruments pour le contrôle non destructif de matériaux et de produits", Aide-mémoire sour la rédaction de V.V.Kljuev, "Mashino- stroenie", 1976, pp. 71 à 73), qui consiste à magnétiser la couche ferromagnétique par un champ magnétique et à mesurer la réaction du champ magnétisant sur le champ magnétique de la couche ferromagnétique, et, d'après cette réaction, à juger de l'épaisseur de la couche ferromagnétique. Dans le cadre de ce procédé, la magnétisation de la couche ferromagnétique est réalisée par un champ magnétique homogène. On connaît également un dispositif de mesure de l'épaisseur d'une couche ferromagnétique, mettant en oeuvre leditprocédé (voir, par exemple, "Instruments pour le con trône non destructif de matériaux et de produits", Aidemémoire sous la rédaction de V.V.Kljuev, " Mashinostroenie" 1976,.71à73) et comportant un système de magnétisation comprenant un élément magnétisant et un élément magnéto sensible, couplés magnétiquement entre eux et à la couche ferromagnétique, de même qu'un indicateur relié électriquement à ltélé- ment magnétosensible du système de magnétisation. Cependant, la valeur de l'épaisseur de la couche ferromagnétique mesurée par ce procédé et à l'aide du dispositif pour sa mise en oeuvre dépend de l'état de surface de ladite couche ferromagnétique et de la sûreté du contact entre les pôles du système de magnétisation et la surface de la couche ferromagnétique, ce qui diminue la précision des mesures. La présente invention vise par conséquent un procédé pour mesurer l'épaisseur d'une couche ferromagnétique, dans lequel les opérations seraient modifiées de manière à améliorer la précision des mesures, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé, comaoenantun élément supplémentaire permettant d'améliorer la précision de mesure de l'épaisseur de la couche ferromagnétique. Le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'un procédé pour mesurer l'épaisseur d'une couche ferromagnétique, du type consistant à magnétiser la couche ferromagnéà l'aide d'un champ magnétique, à mesurer la réaction du champ magnétisant sur le champ magnétique de la couche ferromagnétique, et à juger d'après cette réaction de l'épaisseur de la couche ferromagnétique, caractérisé, suivant l'invention, en ce qu'on réalise la magnétisation de la couche ferromagnétique à l'aide d'un champ magnétique hétérogène local et on mesure la réaction dudit champ magnétique hétérogène local sur le champ magnétique de la couche ferromagnétique. Ledit problème est également résolu à l'aide d'un dispositif de mesure de l'épaisseur d'une couche ferromagnétique, du type comprenant un système de magnétisation comprenant un élément de magnétisation et un élément magnétosensible couplés magnétiquement entre eux et à la couche ferromagnétique, et un indicateur relié électriquement à l'élément magnétosensible du système de magnétisation, caractérisé, suivant l'invention, en ce que le système de magnétisation comporte en plus un shunt magnétique comportant une zone d'hétérogénéité magnétique qui est couplé magnétiquement à la couche ferromagnétique et à l'élément magnétosensible. La présente invention permet d'effectuer des mesures très localisées, ce qui les rend plus précises. De plus, la présente invention permet de réduire l'influence de l'état et de la géométrie de la surface de la couche ferromagnétique, ce qui améliore encore la précision des mesures. La présente invention permet en outre d'éliminer le contact mécanique des pôles du système de magnétisation avec la surface de la couche ferromagnétique à mesurer, ce qui améliore encore plus la précision des mesures. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquel - la figure 1 représente le schéma fonctionnel du dispositif de mesure de l'épaisseur d'une couche ferromagnétique, assurant la mise en oeuvre du procédé, objet de la présente invention; - la figure 2 est une vue en coupe suivant II-II de la figure 1; - la figure 3 représente le schéma fonctionnel du dispositif de mesure pour la mise en oeuvre du procédé, objet de la présente invention, au cas où le shunt magnétique est réalisé sous forme d'une plaque courbée d'épaisseur variable, selon l'invention. - la figure 4 est une vue en coupe suivant IV-IV de la figure 3. Le procédé pour mesurer l'épaisseur d'une couche ferromagnétique consiste à magnétiser la couche ferromagnétique par un champ magnétique hétérogène local, à mesurer la réaction dudit champ magnétique hétérogène local sur i champ magnétique de la couche ferromagnétique, et, d'après cette réaction, à juger de l'épaisseur de la couche ferromagnétique. Le dispositif de mesure de l'épaisseur de la couche ferromagnétique, assurant la mise en oeuvre du procédé, objet de la présente invention, comporte un système de magnétisation 1(figures 1, 2). Le système 1 comprend un shunt magnétique réalisé sous forme d'une plaque 2 comportant une zone 3 d'hétérégonéité magnétique (dénommée, dans ce qui suit, "rainure 3"), un élément magnétisant 4 monté sur la plaque 2, et un élément magnétosensible 5 disposé audessus de la rainure 3. Pendant les opérations de mesure, la plaque 2 est placée sur une couche ferromagnétique se pré- senhmiparexemple sous forme d'urietôie 6. Le dispositif comprend également un indicateur 7 relié électriquement à l'élément magnétosensible 5. D'après une variante de réalisation du dispositif de mesure pour la mise en oeuvre du procédé, objet de la présente invention, le shunt magnétique est réalisé sous forme d'une plaque courbée 8 (figures 3, 4) d'épaisseur variable, dont la rainure 3 est placée sur une couche ferromagnétique se présentant par exemple sous forme d'un revêtement 9 appliqué sur la surface d'un tube 10. Le dispositif de mesure pour la mise en oeuvre du procédé, objet de la présente invention, fonctionne de la façon suivante. Le champ magnétique de l'élément magnétisant 4 (figures 1,2),en se refermant à travers la plaque 2,donne naissance, dans la zone de rainure 3, à un champ magnétique hétérogène local. Pendant les opérations de mesure, la plaque 2 est placée sur la tôle 6 et celle-ci est magnétisée par le champ magnétique hétérogène local de la rainure 3. A l'aide de l'élément magnétosensible 5, on mesure la réaction du champ de la rainure 3 sur le champ magnétique de la tôle 6 d'après la variation du champ de la rainure 3. La valeur de cette réaction varie proportionnellement à la variation de l'épaisseur de la tôle 6. Le signal provenant de l'élément magnétosensible 5 est appliqué à l'indicateur 7, qui convertit la valeur du champ de la rainure 3 en une valeur exprimant l'épaisseur de la tôle 6. Pour mesurer l'épaisseur du revêtement 9 (figures 3,4)du tube 10, on place la plaque courbée 8 sur le revêtement 9. L'épaisseur variable de la plaque 8 assure une concentration optimale du champ de l'élément magnétisant 4 dans la zone de la rainure 3. Le dispositif de mesure de l'épaisseur d'une couche ferromagnétique assurant la mise en oeuvre du procédé conforme à la présente invention permet d'employer n'importe lequel des éléments magnétosensibles connus, ce qui élargit les possibilités fonctionnelles des mesures. REVENDICATIONS l 1. Procédé pour mesurer l'épaisseur d'unecouche ferromagnétique, du type consistant à magnétiser la couche ferromagnétique à mesurer (6) ou (9) à l'aide d'un champ magnétique, à mesurer la réaction du champ magnétisant sur le champ magnétique de la couche ferromagnétique (6) ou (9),et à åuger,d'aprèshditeréactacn,deltéEEisseurdelE & e couche, caractérisé en ce qu'on réalise la magnétisation de la couche ferromagnétique (6) ou (9) à l'aide d'un champ magnétique hétérogène local et on mesure la réaction dudit champ magnétique hétérogène local sur le champ magnétique de la couche ferromagnétique (6) ou (9). 2. Dispositif de mesure de l'épaisseur d'une couche ferromagnétique, du type comportant un système de ma gnétisation(1) comprenant un élément magnétisant (4) et un élément magnétosensible (5) couplés magnétiquement entre eux et à la couche ferromagnétique (6 ou 9), et un indicateur (7) relié électriquement à l'élément magnétosensible (5) du système d'aimantation (1), caractérisé en ce que le système de magnétisation (1) comprend un shunt magnétique (2 ou 8) comportant une zone (3) d'hétérogénéité magnétique qui est couplée magnétiquement à la couche ferromagnétique (6,9) et à l'élément magnétosensible (5).