Brevet FR2673471A1 — publié le 19920904

PROCèDE ET DISPOSITIF if DE CONTROLE DE SOUPAPES La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif de contrôle par ultrasons du cordon de stellite des soupapes. La présente invention a pour but de fournir un procédé de contrôle nondestructif et fait appel aux propriétés des ultrasons. Le procédé selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il consiste à émettre par un émetteur d'ondes ultrasonores,dans un liquide où est plongé la soupape, un faisceau ultrasonore dirigé sur la soupape et à recevoir le faisceau ayant traversé la soupape sur un récepteur d'ondes ultrasonores fournissant un signal susceptible d'être traité par un calculateur, la soupape étant animée, pendant le contrôle, d'un mouvement de rotation autour de son axe de révolution, sans contact de la soupape avec l'emetteur ou le récepteur. Le dispositif de contrôle selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il comporte un émetteur d'ondes ultrasonores émettant un faisceau d'ondes sur la soupape plongée dans un liquide, un récepteur d'ondes ultrasonores associé recevant le faisceau après traversée de la soupape , des moyens pour faire pivoter la soupape autour de son axe de révolution pendant le contrôle, et des moyens de traitement et de calcul des signaux fournis par le récepteur d'ondes ultrasonores. Selon une caractéristique, le dispositif comporte des moyens motorisés pour déplacer l'émetteur et le récepteur dans le liquide de manière à balayer la zone contrôlée de la soupape. Selon une autre caractéristique, le dispositif comporte un portique portant un support rotatif de la soupape, et des supports mobiles de l'émetteur et du récepteur. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détail en se référant à un mode réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés sur lesquels: -la figure 1 est un schéma de la tête de mesure du dispositif. -la figure 2 est un schéma d'ensemble du dispositif de contrôle selon l'invention. -la figure 3 est une vue en perspective du dispositif de la figure 2. Le procédé selon l'invention s'appuie sur la propriété qu'une soupape est une pièce de révolution et que, par conséquent, l'épaisseur d'un cordon de stellite est constante si elle est mesurée à une distance constante de l'axe de révolution de la soupape. L'émetteur 1 émet un faisceau ultrasonore 22 sur le siège 31 de la soupape. Le faisceau 23 sortant de la soupape est reçu sur le récepteur 2. L'émetteur et le récepteur sont situés à distance de la soupape de manière qu'il n'y ait pas de contact direct avec celle-ci. Cet ensemble mesure l'atténuation de l'amplitude du signal du récepteur sur un parcours qui sera constant si on fait tourner la soupape 3 sans modifier la position du couple "émetteur-récepteur". Une des particularités du procédé est que le faisceau ultrasonore provenant de l'émetteur 1 arrive sur la face d'appui soupape selon une incidence quasi-normale. Le dispositif comprend un émetteur à ultrasons 1 associé à un récepteur 2. Ces capteurs sont noyés dans un liquide 5 contenu par une cuve 4. La zone contrôlée de la soupape est elle même immergée dans le liquide. La soupape est suspendue à un support rotatif 6 porté par un portique 10 situé au dessus de la cuve. Ce support pivote autour d'un axe vertical de manière à faire pivoter la soupape autour de son axe de révolution. Ce pivotement est commandé par l'intermédiaire d'un moteur pas à pas 7. L'émetteur 1 est suspendu par un support 12 à un coulisseau 14 susceptible d'être déplacé en translation horizontale sur le portique 10 par l'intermédiaire d'un mécanisme d'entrainement 13 actionné par un moteur pas à pas 15. Le récepteur 2 est suspendu par un support 9 à un coulisseau 16 susceptible d'être déplacé en translation horizontale sur le portique 10 par l'intermédiaire d'un mécanisme d'entrainement 11 actionné par un moteur pas à pas 8. Le dispositif est piloté à partir d'un microsrdinateur 17 contenant une carte ultrasons 19 , une carte de conversion analogique-numérique 20, et une carte d'interface 20. Le micro-ordinateur envoie des signaux à l'émetteur 1 et reçoit des signaux du récepteur 2. Le micro-ordinateur est associé à un rack d'interfaces 21 servant à piloter les moteurs pas à pas. Au cours de la rotation de la soupape, le signal ultrasonore est échantillonné et converti en valeurs numériques stockées dans une mémoire de calculateur. La fréquence d'échantillonnage dépend de la vitesse de rotation mécanique et de la résolution recherchée dans l'analyse de défauts par ultrasons. Après une rotation de la soupape, l'ensemble émetteur 1 récepteur 2 est déplacé mécaniquement d'un incrément de manière à rester parallèle à sa direction antérieure et la soupape 3 est à nouveau mise en rotation pour acquérir une nouvelle série de valeurs numériques représentatives de l'amplitude du signal ultrasonore sur un trajet constant. La distance du déplacement incrémental dépend de la résolution recherchée dans l'analyse des défauts par ultrasons. Ce balayage mécanique, commandé par l'ordinateur d'acquisition, peut être réalisé de deux manières: - par rotations successives alternées entre deux déplacements mécaniques; - par balayage continu de type spiral en combinant les mouvements de rotation et d'avance incrémentale. Les deux techniques de balayage mécanique ont été expérimentées et leur choix dépend de paramètres comme les résolutions des défauts recherchés et les vitesses d'acquisition choisies. I1 est donc visible que cette méthode d'acquisition des données par un balayage mécanique permet de stocker dans une mémoire de calculateur des valeurs numériques fournissant une représentation bidimensionnelle de l'atténuation ultrasonore dans la partie stellitée du siège de la soupape. Les moteurs pas-à-pas 8, 15 et 7 commandent les déplacements incrémentaux des capteurs ultrasons 1 et 2 et la rotation de la soupape 3 en essai. Ces moteurs sont pilotés par des commandes de puissance sous le contrôle de l'ordinateur 17 d'acquisition et de traitement. Les valeurs numériques fournies au calculateur sont analysées par un programme permettant: -la normalisation des données pour permettre un traitement bidimensionnel. -un traitement par algorithmes dérivés de ceux utilisés en analyse d'images. Les résultats sont présentés à un opérateur sur un écran couleur montrant les différents défauts avec inscription du diagnostic de l'ordinateur et possibilité d'impression sur une imprimante couleur. La cuve à ultrasons, remplie d'eau, contient à la fois les capteurs et la soupape en essai. Les moteurs ne sont pas immergés. REVENDICATIONS 1 - Procédé de contrôle de soupapes, caractérisé par le fait qu'il consiste à émettre par un émetteur d'ondes ultrasonores (1), dans un liquide (5) où est plongé la soupape (3), un faisceau ultrasonore dirigé sur la soupape et à recevoir le faisceau ayant traversé la soupape sur un récepteur d'ondes ultrasonores (2) fournissant un signal susceptible d'être traité par un calculateur (7), la soupape étant animée, pendant le contrôle, d'un mouvement de rotation autour de son axe de révolution, sans contact de la soupape avec l'emetteur ou le récepteur. 2 - Dispositif de contrôle pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un émetteur d'ondes ultrasonores (1) émettant un faisceau d'ondes sur la soupape plongée dans un liquide, un récepteur d'ondes ultrasonores (2) associé recevant le faisceau après traversée de la soupape, des moyens pour faire pivoter la soupape autour de son axe de révolution pendant le contrôle, et des moyens de traitement et de calcul (17) des signaux fournis par le récepteur d'ondes ultrasonores. 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens motorisés pour déplacer l'émetteur et le récepteur dans le liquide de manière à balayer la zone contrôlée de la soupape. 4 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il comporte un portique (10) portant un support rotatif (6) de la soupape, et des supports mobiles (14,16) de l'émetteur et du récepteur.