Brevet FR2712091A1 — publié le 19950512

SONDEUR MANUEL POUR L'INSPECTION CARTOGRAPHIQUE PAR ULTRASONS DE PRODUITS MÉTALLURGIQUES. La présente invention concerne un sondeur manuel pour l'inspection cartographique par ultrasons de produits métallurgiques. On connaît dans l'état de la technique différents modes de réalisation de tels sondeurs. A titre d'exemple, le brevet allemand DE3725658 décrit un procédé pour le couplage d'au moins une tête de contrôle à ultrasons avec un objet à tester, au moyen d'un agent de couplage liquide, pour le contrôle automatique par ultrasons, pièce par pièce, de bandes, tables ou tubes, dans lequel la tête de contrôle est guidée au moyen d'un dispositif de support, à distance constante de l'objet à tester, sur une piste de contrôle. Un jet libre séparé, de l'agent de couplage, disposé latéralement par rapport à la tête de contrôle, incliné vers celle-ci dans un plan transversal à la piste de contrôle et comportant l'axe de la surface de sortie des ultrasons de la tête de contrôle, dirigé en substance vers l'interstice entre la surface de sortie des ultrasons de la tête de contrôle et la surface de l'objet à tester, forme la seule couche d'agent de couplage dans l'interstice entre la surface de sortie des ultrasons de la tête de contrôle et la surface de l'objet à tester. Un autre document de l'art antérieur, le brevet français FR2675580 décrit un sondeur portatif ultrasonore destine au contrôle de santé interne de produits métallurgiques plats, tels que des tôles épaisses ou des brames. Le dispositif selon cet art antérieur est constitué par un bloc palpeur ultrasonore destiné au contrôle de santé interne de produits métalliques plats, comprenant un corps dans lequel sont ménagés un logement de réception d'un palpeur émetteur récepteur d'ultrasons vers le produit à contrôler, et des conduits d'injection d'un liquide destiné à former un film fluide entre la surface du produit à contrôler et une surface d'appui du corps. Le palpeur est placé, dans son logement, à une distance déterminée (d) de la surface appui du corps, afin de délimiter, avec la surface du produit, un volume rempli de liquide pendant l'utilisation du bloc. Cet agencement évite tout frottement entre le palpeur et la surface du produit à contrôler. Un autre document de l'art antérieur, le brevet français FR2582814 décrit un dispositif de contrôle par ultrasons à mouillage automatique de palpeur. Ce dispositif destiné au contrôle d'une pièce par ultrasons, comportant un palpeur à ultrasons pourvu d'une face d'appui destinée à être appliquée contre ladite pièce avec interposition d'un fluide de couplage, ainsi qu'un appareil de commande et de lecture relié audit palpeur par une liaison souple. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte un bâti pourvu de moyens d'appui destinés à permettre l'application dudit bâti sur ladite pièce à contrôler; et, un organe supportant ledit palpeur à ultrasons et monté mobile par rapport audit bâti, de façon à ce que le palpeur puisse passer d'une première position pour laquelle sa face d'appui se trouve dans un réservoir de fluide de couplage porté par ledit bâti à une seconde position pour laquelle ladite face d'appui vient au contact de ladite pièce p, et vice-versa. Un autre document de l'art antérieur, le brevet FR2642523, décrit une tête de contrôle par ultrasons et son application au contrôle de pièces dont le galbe évolue en cours de fabrication. Pour contrôler des pièces de galbe quelconque telles que des panneaux, on utilise une tête de contrôle comportant une barrette en un matériau élastique, dans laquelle sont placés des transducteurs ultrasonores alignés et fonctionnant par réflexion. La barrette porte des patins de contact qui sont amenés en appui sur la surface de la pièce à contrôler, ce qui a pour effet de déformer la barrette et d'orienter chacun des transducteurs perpendiculairement à la surface. Pour des pièces présentant un galbe non uniforme, une qualité uniforme du contrôle est ainsi assurée, en même temps qu'une réduction du temps de contrôle. Un contrôle précis de l'évolution de la structure des pièces en cours de fabrication est également rendu possible. L'objet de la présente invention est de proposer un sondeur portatif de haute maniabilité, délivrant un signal de recopie de la position du sondeur par rapport à la pièce à contrôler de façon à faciliter le repérage des défauts détecter, et à permettre une visualisation cartographique simplifiant le contrôle et l'archivage des résultats. A cet effet, l'invention concerne plus particulièrement un sondeur manuel pour l'inspection cartographique par ultrason de pièces, du type comportant un boîtier, destiné à être disposé de façon adjacente à la surface d'une pièce à tester, et comportant au moins un transducteur ultrasonore et fonctionnant par réflexion, caractérisé en ce que le sondeur présente au moins une roue entraînée en rotation par frottement sur la pièce à contrôler, et entraînant en rotation un codeur délivrant un signal électrique fonction de la rotation, au moins deux roues de guidage pour assurer un déplacement en translation, le transducteur étant solidaire d'un patin ajustable en hauteur pour fixer la position au repos du transducteur par rapport à la surface de la pièce à contrôler. De préférence, le sondeur selon l'invention comporte une pluralité de transducteurs alignés perpendiculairement à l'axe de déplacement du sondeur, chacun des patins étant ajustable en hauteur de façon indépendante. Ce sondeur permet de générer des signaux permettant un affichage de l'état de surface dans un repère orthonormé. Avantageusement, le sondeur selon l'invention comporte un boîtier étanche présentant un logement pour un circuit électronique, ledit logement étant fermé de façon étanche par un couvercle amovible, ledit boîtier présentant des moyens de solidarisation d'un bloc-support de transducteurs constitué une platine présentant des organes de guidage en translation des patins de positionnement des transducteurs, ledit blocsupport étant entouré par une jupe d'étanchéité déformable élastiquement, dont l'un des bords vient en contact avec la pièce à contrôler pour former avec ledit bloc une enceinte étanche alimentée par un conduit de liquide de couplage. Ce mode de réalisation permet de réaliser un sondeur manuel utilisable dans toutes les positions, même en position renversée, pour le contrôle de la surface inférieure de pièces, par exemple l'intrados d'ailes d'avions. Selon une variante préférée, le fond du boîtier est traversé par des orifices pour le passage des câbles de liaison avec les transducteurs, l'étanchéité desdits orifices étant réalisée par une résine. Selon un mode de réalisation avantageux, le boîtier présente à sa surface inférieure avant un galet de roulement central, et à sa surface arrière deux galets de roulement latéraux, les moyens de recopie étant disposés entre les galets latéraux et le blocsupport de transducteurs et étant constitués par un codeur incrémental entraîné par une roue entourée par un joint torique. De préférence, le codeur incrémental est solidaire du boîtier par l'intermédiaire d'une platine mobile en translation par rapport à une tige de guidage solidaire du boîtier, un ressort de rappel exerçant une force tendant à repousser le codeur en direction opposée au boîtier. Avantageusement, le boîtier est réalisé par un corps creux en une matière plastique, et présente une section longitudinale en forme de "U". L'invention sera mieux comprise à la lumière de ce qui suit, en référence aux dessins annexés où: - la figure 1 représente une vue en coupe transversale du sondeur - la figure 2 représente une vue selon une coupe AA' du sondeur - la figure 3 représente une vue selon une coupe BB' du sondeur - la figure 4 représente une vue en détail, en coupe, de l'ensemble de support d'un transducteur. La figure 1 représente une vue d'un exemple de réalisation d'un sondeur selon l'invention. Le sondeur est constitué par un boîtier (1) réalisé en une matière synthétique, telle que du DELRIN (marque déposée), présentant une forme générale en "U", c'est-àdire comportant une partie centrale (2) de faible épaisseur, prolongée à chaque extrémité par des jambes (3, 4). La jambe arrière supporte deux roues latérales (6). La jambe avant supporte une roulette médiane (5). La partie centrale (2) présente un logement (7) pour un circuit imprimé (8). Ce logement (7) est obturé de manière étanche par un couvercle (9) amovible, solidarisé par vissage. Un joint torique assure l'étanchéité du logement (7). Le bloc-support (10) est fixé sous la partie centrale du boîtier (1), ainsi que le capteur de déplacement (11). Le bloc-support (10) est constitué par une pièce (12) massive, métallique entourée par une jupe (15) déformable élastiquement. Un conduit (16) relie la pièce (12) à un raccord (17) permettant le branchement d'un tuyau souple pour l'alimentation en liquide de couplage, par exemple de l'eau. Un deuxième conduit permet l'évacuation du trop-plein de liquide. Les transducteurs (13) sont alignés transversalement dans une fente de la pièce (12). Ils sont chacun solidaires d'une équerre (18) mobile selon une direction perpendiculaire au plan de la pièce à contrôler. Le positionnement des équerres (18) est assuré par des patins (14) dont la longueur est réglable. L'extrémité inférieure des patins (14) vient en contact avec la surface de la pièce à contrôler, et permet de déterminer une distance constante entre l'extrémité du transducteur (13) et la surface de la pièce à contrôler. La liaison électrique entre les transducteurs (13) et le circuit imprimé (8) est assurée par un connecteur (22) étanche. Le capteur de déplacement (11) est constitué par un galet (19) entouré par un joint torique (20) assurant l'entraînement du galet. Le galet entraîne la rotation de l'axe d'un codeur incrémental (23) délivrant un signal électrique fonction du déplacement du sondeur. La figure 2 représente une vue de dessous du sondeur selon l'invention. Dans l'exemple de réalisation décrit, le sondeur comporte huit transducteurs (13) mobiles chacun individuellement selon une direction perpendiculaire au plan de la pièce à contrôler, et accolés de façon à présenter une zone d'analyse continue. La partie avant du sondeur présente un repère pour faciliter la mise en concordance entre l'analyse cartographique et la surface analysée. La figure 3 représente une vue en détail, selon un plan de coupe BB', du sondeur. Le codeur incrémental (23) est connecté au circuit imprimé (8) par un câble (24) traversant le boîtier (1) au niveau d'un passage (25). L'étanchéité est assurée par remplissage de silicone. Le codeur (23) est supporté par une platine (26) guidée par une tige (27) disposée dans le plan médian du galet (19) et dans le plan perpendiculaire contenant l'axe (28) dudit galet (19). Une deuxième tige de guidage (29), entourée par un ressort (30), repousse le galet (19) en direction de la pièce à contrôler, et permet de garantir un contact permanent du joint torique (20) avec la pièce à contrôler. La figure 4 représente une vue agrandie du support de transducteurs. Le patin (13) présente une partie cylindrique creuse (31) prolongée à l'une des extrémités par une pièce de friction (32) et à l'autre extrémité par une tige filetée creuse (33). La partie filetée (33) est vissée dans l'équerre (35) . Un contre-écrou (36) assure le blocage lorsque la hauteur du patin est réglée et déterminée de façon à ce que la distance entre l'extrémité du transducteur (13) et la surface de la pièce à contrôler corresponde à une distance de référence e, vérifiée par exemple à l'aide d'un marbre comportant une cale calibrée. Une deuxième équerre (38) supporte une tige de guidage (39) empêchant le pivotement du transducteur. L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple non limitatif. Il est bien entendu que l'Homme de Métier sera à même de réaliser de nombreuses variantes sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Sondeur manuel pour l'inspection cartographique par ultrasons de pièces, du type comportant un boîtier (1), destiné à être disposé de façon adjacente à la surface d'une pièce à tester, et comportant au moins un transducteur (13) ultrasonore, caractérisé en ce que le sondeur présente au moins une roue (19) entraînée en rotation par frottement sur la pièce à contrôler, et entraînant en rotation un codeur (23) délivrant un signal électrique fonction de la rotation, au moins deux roues de guidage (5, 6) pour assurer un déplacement en translation, le transducteur (13) étant solidaire d'un patin (14) ajustable en hauteur pour fixer la position au repos du transducteur (13) par rapport à la surface de la pièce à contrôler. 2 - Sondeur manuel pour l'inspection cartographique par ultrason de pièces selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de transducteurs (13) alignés perpendiculairement à l'axe de déplacement du sondeur, chacun des patins (14) étant ajustable en hauteur de façon indépendante. 3 - Sondeur manuel pour l'inspection cartographique par ultrason de pièces selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier (1) étanche présentant un logement pour un circuit électronique (8), ledit logement étant fermé de façon étanche par un couvercle amovible, ledit boîtier (1) présentant des moyens de solidarisation d'un blocsupport de transducteurs (13) constitué par une platine présentant des organes de guidage en translation des patins de positionnement des transducteurs (13), ledit bloc-support étant entouré par une jupe d'étanchéité déformable élastiquement, dont l'un des bords vient en contact avec la pièce à contrôler pour former avec ledit bloc une enceinte étanche alimentée par un conduit de liquide de couplage. 4 - Sondeur manuel pour l'inspection cartographique par ultrason de pièces selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le fond du boîtier (1) est traversé par des orifices pour le passage des câbles de liaison avec les transducteurs (13), l'étanchéité desdits orifices étant réalisée par une résine. 5 - Sondeur manuel pour l'inspection cartographique par ultrason de pièces selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce le boîtier (1) présente à sa surface inférieure avant un galet de roulement central, et à sa surface arrière deux galets de roulement latéraux, les moyens de recopie étant disposés entre les galets latéraux et le blocsupport de transducteurs (13) et étant constitués par un codeur incrémental entraîné par une roue (19) entourée par un joint torique. 6 - Sondeur manuel pour l'inspection cartographique par ultrason de pièces selon la revendication 5 caractérisé en ce que le codeur incrémental est solidaire du boîtier (1) par l'intermédiaire d'une platine mobile en translation par rapport à une tige de guidage solidaire du boîtier (1), un ressort de rappel exerçant une force tendant à repousser le codeur en direction opposée au boîtier (1). 7 - Sondeur manuel pour l'inspection cartographique par ultrason de pièces selon l'une quelconque des revendications 3 à 6 caractérisé en ce le boîtier (1) présente une section longitudinale en forme de "U".