Brevet FR2631769A1 — publié le 19891124

La présente invention concerne le contrôle non destructif et se rapporte notamment aux transducteurs pour l'enregistrement de signaux d'émission acoustique. I1 est très avantageux d'utiliser la présente invention dans les appareils à émission acoustique employés pour contrôler la qualité des soudures ainsi que l'intégrité du métal de base des structures dans les divers domaines de constructions mécaniques, de l'industrie du bâtiment,etc. On connnait un transducteur pour l'enregistrement de signaux d'émission acoustique, comportant un boîtier ayant, dans sa base, coaxialement, un protecteur sous la forme d'un disque, auquel est fixé rigidement, coaxialement, un élément piézo-électrique, réalisé sous la forme d'un cylindre, ainsi qu'un élément amortisseur et un préamplificateur, placés tous les deux dans ledit boîtier, le préamplificateur étant relié électriquement à l'élément piézo-électrique. L'élément amortisseur a la forme d'une rondelle, agencée dans le fond du boîtier, concentriquement au protecteur en forme de disque (V.A. Greshnikov et autres. "L'émission acoustique", "Akusticheskaya emissia 1976, Maison d'Edition des Normes, (Moscou), page 75). En comparaison aux transducteurs très connus de ce type, le transducteur pour l'enregistrement de signaux d'émission acoustique, présenté ci-dessus, permet l'en- registrement de signaux d'émission acoustique dans une plus large bande de fréquences. Cependant, le transducteur de cette conception fait appel à des éléments piézo-électriques d'un seul type et d'une seule dimension, ce qui limite son emploi pour le contrôle de structures ayant différentes dimensions géométriques et particularités -de propagation des ondes ultra-sonores.La fixation rigide de l'élément piézo-électrique au protecteur en disque est à l'origine d'une fiabilité relativement fiable en service et d'une résistance au choc très faible : en tombant, le transducteur se détériore facilement ; le con tact électrique, obtenu par brasage, se trouve supprimé et les électrodes de I'élément piézo-électrique se détachent. De même, l'exécution constructive de l'élément amortisseur dans le transducteur du type connu ne permet pas de faire varier le degré d'amortissement de l'élément piézo-électrique, ce qui est très important pour pouvoir choisir la bande optimale de fonctionnement du transducteur et sa sensibilité ainsi que pour obtenir un diagramme directionnel circulaire. L'invention vise à créer un transducteur, se distinguant par une exécution constructive qui permettrait d'obtenir une amélioration relativement importante de la qualité des signaux se présentant à l'enregistrement, et de la précision de détermination des coordonnées des défauts en développement, ainsi que d'augmenter la résistance au choc du transducteur, ce qui améliorerait sa fiabilité et la durée d'exploitation. Le problème posé est résolu du fait qu'un transducteur pour l'enregistrement de signaux d'émission acous- tique comportant un boîtier abritant un préamplificateur relié électriquement è un élement piézo-électrique, réalisé sous la forme d'un cylindre et agencé de façon coaxiale sur un disque protecteur, et un élément amortisseur, selon l'invention, est doté d'une douille montée concentriquement à l'élément piézo-électrique dans la base du boîtier et assemblée à ce dernier par filetage, le disque protecteur étant disposé à l'extrémité de la douille du côté de la surface extérieure de la base du boîtier tandis que l'élément amortisseur a la forme d'un godet, installé dans la douille, assemblé à celle-ci au moyen d'un filetage et embrassant l'élément piézo-électrique dans la zone où se trouve un moyen de couplage électrique de ce dernier au préamplificateur. I1 est avantageux que le moyen de couplage électrique de l'élément piézo-électrique au préamplificateur comporte un disque de contact monté sur l'extrémité libre de l'élément piézo-électrique, et une tige placée dans l'orifice pratiqué dans le fond du godet amortisseur, et dont une extrémité est reliée rigidement au disque de contact, son autre extrémité étant reliée électriquement au préamplificateur. Cette exécution constructive du moyen de réalisation de la liaison électrique rend celle-ci très fiable, entre l'élément piézo-électrique et le préamplificateur, étant donné qu'elle permet d'éviter un contact rigide s'établissant entre l'électrode de l'élément piézo-électrique et le préamplificateur. Le transducteur pour l'enregistrement de signaux d'émission acoustique réalisé conformément à la présente invention, rend le reglage de la valeur de l'amortissement possible et permet, par conséquent,d'obtenir une caractéristique amplitude-fréquence régulière dans la gamme des fréquences prédeterminée et avec la sensibilité requise ainsi qu'une précision relativement élevée de conversion des signaux d'émission acoustique. De plus, le transducteur selon l'invention assure une réception efficace de signaux d'émission acoustique et permet d'améliorer sa fiabilité et sa résistance au choc ainsi que de reduire le nombre de transducteurs à utiliser dans chaque cas d'application. L'exécution constructive du transducteur selon l'invention augmente considérablement son aptitude aux réparations et réduit le temps de sa remise en service. 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 d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, avec références au dessin non limitatif annexé dans lequel - la figure unique représente schématiquement un transducteur pour l'enregistrement des signaux d'émission acoustique selon l'invention. Le transducteur pour l'enregistrement de signaux d'émission acoustique selon l'invention comprend un boî- tier 1 dans la base 2 duquel est montée une douille 3. La douille 3 est raccordée au boîtier 1 à l'aide d'un filetage. A l'extrémité de la douille 3, du côté de la surface extérieure de la base 2 du boîtier, est monté un protecteur 4 ayant la forme d'un disque, sur lequel est monté à son tour, coaxialement au disque et par l'intermédiaire d'une couche d'un liquide de contact, un élément piézo-électrique 5, ayant la forme d'un cylindre. La mise en place de l-'élément piézo-électrique 5 se fait de manière que la douille 3 soit disposée concentriquement par rapport à ce dernier. L'amortissement de l'élément piézo-électrique 5 s effectue à l'aide d'un élément amortisseur 6. L'élément amortisseur 6 a la forme d'un godet (désigné dans ce qui suit par "godet amortisseur 6"), logé dans la douille 3 et raccordé à cette dernière par filetage, en embrassant l'élément piézo-électrique 5. Le boîtier 1 abrite un préamplificateur 7 qui est couplé électriquement à l'élément piézo-électrique 5 par l'intermédiaire d'un moyen 8. Le moyen de couplage électrique 8 de l'élément piézo-électrique 5 au préamplificateur 7 comporte un disque de contact 9 installé à l'extrémité libre de l'élément piézo-électrique 5, et une tige 10. La tige 10 est placée dans un orifice 11, ménagé au fond du godet amortisseur 6, une extrémité de cette tige 10 étant réunie rigidement au disque de contact 9 et son autre extrémité étant reliée électriquement au préamplificateur 7. Le boîtier 1 est muni d'un couvercle 12 et a une prise de raccordement 13. Le fonctionnement du transducteur recepteur de signaux d'émission acoustique est le suivant. Les signaux d'émission acoustique qui apparaissent lorsqu'il y a des défauts, se propagent dans l'objet contrôlé (lequel n'est pas figuré sur le dessin). Après avoir traversé le disque protecteur 4, ces signaux sont appliqués à l'élément piézo-électrique 5 pour être convertis, par ce dernier, en signaux électriques. Les signauxélectriques issus de l'élément piézo-électrique 5 traversent le disque de contact 9 et la tige 10, fixée rigidement sur ce disque de contact 9, arrivent au préamplificateur 7 et sont reçus par des appareils de réception (lesquels ne sont pas représentés au dessin joint). Les parasites acoustiques se propageant dans le transducteur sont absorbés par le godet amortisseur 6 réalisé, par exemple, en ébonite ou en un verre organique. Grâce aux déplacements du godet amortisseur 6 dans la douille 3, on arrive à obtenir le centrage et le serrage de l'élément piézo-électrique 5 avec le disque de contact 9, se trouvant à l'extrémité libre de l'élément piézoélectrique 5, contre le disque protecteur 4. Le réglage de la valeur d'amortissement se fait par variation de l'effort de serrage de l'élément piézo-électrique 5 contre le disque protecteur 4, ce qui permet de diminuer la réverbération des signaux a l'intérieur du boîtier 1 et la déformation de leur forme et d'augmenter, par conséquent, la précision du contrôle. La douille 3 contenant le disque protecteur 4, l'élément piézo-électrique 5-et le godet amortisseur 6, étant amovible, l'accord et l'étalonnage du transducteur peuvent être effectués avant son assemblage définitif, ce qui signifie que l'on définit la caractéristique amplitudefréquence, le diagramme directionnel en plan puis on fait l'évaluation de la forme des signaux à recevoir. Lors d'essais pneumatiques des produits en question, compte tenu des particularités technologiques et géométriques de leur conception, et lorsqu'il est nécessaire d'avoir une réception sélective d'un seul type d'ondes, on choisit une douille 3 qui convient le mieux parmi les douilles sélectionnées et étalonnées et on la substitue b une autre, en fixant -très rapidement cette nouvelle douille 3 dans le boîtier 1 du transducteur pour l'enregistrement des signaux d'émission acoustique. Le fait que la douille 3 soit amovible assure l'amélioration de la précision du contrôle des produits, car il devient possible de supprimer l'étalonnage et le calibrage in-termédiaires du transducteur pour l'enregis- trement des signaux d'émission acoustique et de faire appel à une large gamme d'éléments piézo-électriques 5. I1 est très avantageux d'utiliser la présente invention dans des appareils à émission acoustique, employés pour contrôler la qualité des soudures, ainsi que l'intégrité du métal de base des structures métalliques, dans diverses constructions mécaniques, dans l'industrie du bâtiment etc ... R E S E N D I C A T I O N S REVENDICATIONS 1. Transducteur pour l'enregistrement des signaux d'émission acoustique, du type comportant un boîtier abritant un préamplificateur, relié électriquement à un élément piézo-électrique, ayant la forme d'un cylindre et agencé coaxialement sur un protecteur en forme de disque, et un élément amortisseur, caractérisé en ce qu'il est doté d'une douille (3), montée concentriquement à l'élément piézo-électrique (5), dans la base (2) du boîtier (1), et assemblée à ce dernier par filetage, le protecteur (4) en forme de disque étant disposé à 11 extrémité de la douille (3), du côté de la surface extérieure de la base (2) du boîtier (1), l'élément amortisseur (6) ayant la forme d'un godet, installé dans la douille (3) et assemblé à celle-ci par filetage, embrassant l'élément piézo-électrique (5) dans la zone de la disposition d'un moyen (8) de couplage électrique de ce dernier au préamplificateur (7) 2. Transducteur selon la revendication 1, cractérisé en ce que le moyen (8) de couplage électrique de l'élément piézo-électrique (5) au préamplificateur (7) comporte un disque de contact (9), monté à l'extrémité libre de l'élément piézo-électrique (5), et une tige (10) placée dans l'orifice (11) pratiqué dans le fond du godet amortisseur (6), une extrémité de la tige (10) étant reliée rigidement au disque de contact (9) et son autre extrémité étant électriquement reliée au préamplificateur (7).