Brevet FR2572529A1 — publié le 19860502

Procédé et dispositif pour contrôler des objets mono- cristallins, traversés par un rayonnement d'une source gamma ". L'invention concerne un procédé pour contrôler des objets monocristallins par irradiation radio-active, procédé caractérisé en ce que les objets sont traversés par le rayonnement d'une source gamma, le profil d'intensité d'un reflet diffracté étant capté par un détecteur fixe et la largeur de valeur moyenne du reflet étant mesurée. Par le document DE-OS 32 36 109, on connait par exemple un procédé et un dispositif pour la détermination de l'orientation d'un cristal, procédé dans lequel est utilisé le diagramme Laue de rétrodiffusion de rayons X qui sont diffusés en retour par la surface de cris- tal. Le faisceau de rayons X de l'axe du détecteur est alors disposé selon un angle aigu par rapport à la surface du cristal. La sortie du détecteur est traitée par un ordi- nateur pour déterminer l'angle des axes principaux du cristal. L'utilisation du diagramme Laue de rétrodiffusion de rayons X présente surtout l'inconvénient que des défauts à l'intérieur d'un objet ne peuvent pas être détectés mais ne peuvent I'être qu'au voisinage de la surface (quelques Pm). Le but de 1' invention est, en évitant les inconvénients du procédé connu pour le contrôle d'objets mono-cristallins, de créer un procédé et un dis- positif pour effectuer ce même contrôle, procédé et dis- positif dans lesquels l'objet est contrôlé quantitative- ment dans son ensemble, tandis que ce contrôle est suscep- tible d'être réalisé de façon entièrement automatique pour le soustraire aux influences subjectives. Ce but est atteint, conformément à l'invention, en ce que les objets sont traversés par le rayonnement d'une source gamma, le profil d'intensité d'un reflet diffracté étant capté par un détecteur fixe et la - largeur de valeur moyenne du reflet étant mesurée. Lorsqu'il existe plusieurs grains, les distances des reflets aux plans des réseaux des grains mono-cristallins sont mesurées. D'autres caractéristiques de l'inven- tion peuvent être extraites des dessins et de la descrip- tion qui sera faite plus loin d'un exemple de réalisation de l'invention. L'invention présente les avantages importants suivants: le procédé selon l'invention est un procédé de contrôle en série adapté à un contrôle automatique de la qualité (contrôle final). Ce contrôle s'effectue quantitativement et non pas seulement qualitativement (superficiellement). Ce contrôle constitue un authentique contrôle volumique car l'objet à contrôler est traversé dans son ensemble par le rayonnement. L'invention va être exposée plus en détail ci-après en se référant à un exemple de réalisation de l'invention et à un exemple d'utilisation d'un disposi- tif conforme à l'invention pour la mise en oeuvre du pro- cédé conforme à l'invention. Les avantages du procédé et disposi- tifs sont caractérisés en ce que lorsqu'il existe plusieurs grains, les distances des reflets aux plans des réseaux des grains mono-cristallins sont mesurées; il comporte à la façon d'un diffractomètre une source gamma radio- active dans une enveloppe de protection contre les rayons, - à laquelle se raccorde un collimateur avec des moyens pour laisser sortir de façon intermittente un faisceau focalisé sur l'objet à contrôler qui est disposé sur une table tournante, un détecteur de rayonnement fixe et un dispositif de commande et/ou d'exploitation étant associés à cette table tournante; le détecteur est muni d'un dis- positif d'enregistrement pour l'intensité mesurée du rayonnement en fonction de l'angle de rotation de l'objet sur la table tournante; le collimateur est de forme tubu- laire et comporte à son extrémité côté source, une ferme- ture et à son extrémité tournée vers la table tournante et/ou l'objet à contrôler, il comporte un diaphragme à fente ainsi que pour contrôler la structure granulaire d'aubes de turbines mono-cristallines et comme poste de contrôle terminal automatique sur une ligne de fabrication. Dans les dessins: - la figure 1 montre le dispositif de contrôle sous la forme d'un diffractomètre gamma, - la figure 2 montre une première aube soumise au contrôle, - la figure 2a montre les signaux alors enregistrés, - la figure 3 montre une seconde aube soumise au contrôle, - la figure 3a montre les signaux alors enregistrés, - la figure 4 est un procès verbai de mesure typique de contrSle d'un objet mono-cristallin au moyen du diffractomètre gamma. Comme on peut le voir sur la figure 1, les rayons gamma en provenance d'une source radio-active 1 qui est entourée d'une protection en plomb 2 et qui com- porte un diaphragme 3, sont rassemblés en faisceau dans un collimateur 4 à l'extrémité duquel est disposée une fente 5 qui laisse passer de la façon souhaitée les rayons gamma et les laisse arriver sur l'objet 6 à contrôler (aube) et traverser cet objet. L'objet à contrôler est alors disposé sur une table tournante7 qui est susceptible de pivoter d'un angle de rotation donné. L'angle de dif- fraction est capté par un détecteur 8 et les signaux du détecteur, notamment l'intensité I mesurée est exploitée dans une électronique d'exploitation 9 et enregistrée par impression ou bien d'une manière analogue sur une sor- tie de signaux telle qu'un Ltraceur' de courbes qui reporte par exemple l'intensité I en fonction de-l'angle i. Bien entendu, une diffraction ne se produit que lorsqu'il y a des basculements des grains des mono-cristaux. En d'autres termes, les résultats de la mesure indiquent la pureté de l'objet mono-cristallin ou bien la qualité du procédé d'étirage du mono-cristal. Les résultats de mesure de trois points de mesure a, b, c sur deux-aubes mono-cristallines de tur- bines peuvent être extraits-des figures 2 et 3, la largeur de valeur moyenne et les intervalles des reflets (bascule- ment de grains) étant alors mesurés en minute d'arc. Comme le montre la figure 4, un ou plusieurs objets peuvent être contrôlés avec le diffracto- mètre- gamma en un temps de mesure allant de quelques minu- tes à environ une demi-heure. La largeur de valeur moyenne ainsi mesurée représente la mesure de la qualité de la cristallite. L'intervalle entre les reflets dans un plan déterminé du cristal correspond au basculement entre deux grains (dans le cas de la figure 4, 200 minu- tes d'arc dans les plans 30 minutes d'arc et 34 minutes d'arc). Des modifications de l'exemple de réalisation de l'invention ainsi représentées et décrites peuvent bien entendu être envisagées sans sortir de ce fait du cadre de l'invention. Notamment, il peut être fait appel pour le contrôle par irradiation gamma à d'autres dispositifs de mesures, et également à un autre mode de déplacement relatif entre, d'une part, la table tournante et l'objet, et d'autre part le détecteur, que celui repré- senté sur la figure 1, du moment qu'une répartition locale de l'intensité de rayonnement (profil 2 O) peut être éta- blie. I1 n'est pas inconditionnellement nécessaire que les plans sur lesquels sont fixés la source de rayonne- ment et le détecteur, soient identiques, dans la mesure ou seule une pluralité de mesures permet de déterminer respectivement une projection par irradiation (ou radio- exposition). R E V E N D I C A T I 0 N S 1 ) Procédé pour contrôler des objets mono-cristallins au moyen d'une irradiation radio-active, procédé caractérisé en ce que les objets sont traversés par le rayonnement d'une source gamma (1), le profil d'intensité d'un reflet diffracté étant capté par un détecteur fixe (8) et la largeur de valeur moyenne du reflet étant mesurée. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lorsqu'il existe plusieurs grains, les distances des reflets aux plans des réseaux des grains mono-cristallins sont mesurées. 3 ) Dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte à la façon d'un diffractomètre une source gamma radio-active dans une enveloppe de protection (2) contre les rayons, à laquelle se raccorde un collimateur (4) avec des moyens pour laisser sortir de façon inter- mittente un faisceau focalisé sur l'objet à contrôler qui est disposé sur une table tournante (7), un détecteur de rayonnement fixe (8) et un dispositif de commande et/ou d'exploitation (9) étant associés à cette table tournante. 4 ) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le détecteur est muni d'un dispo- sitif d'enregistrement pour l'intensité mesurée du rayon- nement en fonction de l'angle de rotation de l'objet sur la table tournante. ) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le collimateur est de forme tubu- laire et comporte à son extrémité côté source, une ferme- ture et à son extrémité tournée vers la table tournante et/ou l'objet à contrôler, il comporte un diaphragme à fente. 6 ) Mise en oeuvre d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, pour contrôler la structure granulaire d'aubes de turbines mono-cristallines. ) Mise en oeuvre d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6 comme poste de contrÈle terminal automatique sur une ligne de fabrication.