FR 2604258 A1 19880325 FR 8712687 A 19870914 PROCEDE ET APPAREIL D'INSPECTION D'OBJETS A RAPPORT SIGNAL SUR BRUIT AMELIORE ET FLOU D'IMAGE REDUIT La présente invention concerne de façon générale un appareil et un procédé d'inspection d'objets. Plus particuliè- rement, elle concerne un appareil et un procédé d'inspection d'objets qui produit des images d'objets à rapport signal sur bruit amélioré et à flou réduit. Dans l'art antérieur, des pièces manufacturées telles que des ailettes de turbine ont été inspectées visuellement et optiquement en ce qui concerne divers défauts et fissures. De telles techniques d'inspection n'ont pas permis de localiser des fissures à l'intérieur de ces pièces. Pour satisfaire au besoin d'inspecter l'intérieur de pièces, divers appareils d'inspection utilisant des rayonnements électromagnétiques pénétrants, tels que des rayons X, ont été déve- loppés. Ces appareils d'inspection laissent passer un faisceau de rayonnement électromagnétique pénétrant à travers la pièce manufac- turée et produisent une image de la pièce par utilisation de tech- niques radiographiques ou tomographiques quelque peu similaires à celles utilisées dans le domaine médical. De nombreuses applications nécessitent que des pièces ayant une configuration complexe soient fabriquées avec des tolé- rances extrêmement serrées. Même de très petites fissures ne peuvent être tolérées. Ceci est tout particulièrement vrai, par exemple, dans le domaine des moteurs d'avion. Pour atteindre de hautes performances et un bon rendement en carburant dans un moteur d'avion, on a développé des ailettes de turbine ayant des formes géométriques externes complexes et des passages de refroi- dissement internes. Il est critique que les dimensions de ces ailettes soient atteintes avec de très faibles tolérances de fabri- cation. Ainsi, il existe un besoin pour inspecter avec précision les ailettes pour localiser même de très petits défauts ou écarts par rapport aux spécifications. Des systèmes d'inspection basés sur ceux utilisés dans le domaine médical se sont avérés inadé- quats en terme de rapport signal sur bruit et de flou d'image. En conséquence, il existe un besoin pour des systèmes d'inspection utilisant des rayonnements électromagnétiques qui présentent un rapport un signal sur bruit renforcé et qui produi- sent des images d'objets inspectés avec un flou réduit. Dans un mode de réalisation, l'appareil comprend un moyen pour produire un faisceau d'énergie électromagnétique péné- trante. Le faisceau d'énergie électromagnétique passe à travers une partie prédéterminée d'un objet à inspecter qui est maintenu dans le faisceau d'énergie électromagnétique. Un moyen de détec- ion produit un signal associé à l'intensité de l'énergie électro- magnétique ayant passé à travers l'objet. L'appareil comprend également un moyen pour déplacer l'objet par rapport au faisceau à une vitesse prédéterminée et un moyen qui échantillonne et mémo- rise successivement dans le temps et à une cadence prédéterminée l'amplitude du signal en provenance du moyen de détection. Un moyen de traitement agit en réponse aux amplitudes échantillonnées et mémorisées pour accroître le rapport signal sur bruit et pour réduire le flou des images produites par un appareil d'inspection. Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés plus en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: la figure 1 est un diagramme schématique d'un appareil d'inspection selon la présente invention; la figure 2 est un organigramme représentant un pro- gramme mémorisé dans un système d'ordinateur représenté en figure 1 qui accroît le rapport signal sur bruit et réduit le flou des images produit par l'appareil d'inspection de la figure 1. La figure 1 représente schématiquement un exemple d'un système d'inspection d'objets selon la présente invention. Le sys- tème d'inspection comprend un convoyeur 2 qui transporte une pièce incidente 4 telle qu'une ailette ou une aube de turbine vers l'intérieur d'une chambre d'inspection blindée et normalement complètement fermée 6. Un manipulateur de pièce à l'intérieur de la chambre transfère la pièce incidente vers un moyen de fixation 8 qui maintient rigidement la pièce (désignée par 4' dans la chambre d'inspection). Le manipulateur de pièce déplace la fixa- tion 8 selon les axes x, y et z à l'intérieur de la chambre. Le manipulateur de pièce fait également tourner la pièce autour de l'axe y. L'équipement d'inspection à l'intérieur de la chambre comprend une source d'énergie électromagnétique pénétrante 10. La source d'énergie électromagnétique produit un faisceau de préfé- rence fixe et plan d'énergie électromagnétique, tel que des rayons X, le long d'une ligne 12, le faisceau étant dans un plan paral- lèle au plan x-z et ayant une intensité connue. Le faisceau passe à travers une tranche mince 13 de la pièce et vers une fente ou fenêtre allongée 14 dans un détecteur d'énergie électromagnétique 16. La fente est perméable au faisceau d'énergie électromagné- tique. Elle est allongée dans une direction parallèle à l'axe x de sorte que le faisceau plan passe à travers la fente. - Le détecteur d'énergie contient de préférence une pluralité d'éléments détecteurs situés selon une rangée en travers de la fente parallèlement à l'axe x de façon à recevoir le fais- ceau plan d'énergie électromagnétique à partir de la source 10. Le détecteur d'énergie peut contenir une rangée de 640 tels éléments détecteurs. Les éléments détecteurs sont situés dans une chambre scellée contenant un gaz ionisable sous pression. Les éléments détecteurs comprennent des bandes d'un matériau conducteur dépo- sées sur un substrat diélectrique disposé selon une rangée en travers de la fente 14. Les éléments détecteurs et le substrat diélectrique forment une plaque collectrice pour les charges créées quand le gaz sous pression est ionisé par le faisceau d'énergie électromagnétique passant à travers la fente. Une autre plaque connectée à une source de tension est située près de la plaque collectrice de façon à créer une différence de potentiel entre la plaque collectrice et la plaque de tension. La différence de potentiel amène les charges créées par l'ionisation du gaz sous pression à migrer vers les éléments détecteurs et à être recueil- lies par ceux-ci sur la plaque collectrice. La tranche 13 de la pièce 4' à travers laquelle passe le faisceau d'énergie électromagnétique, absorbe ou diperse une partie de l'énergie électromagnétique et permet au reste de passer vers le détecteur 16. La quantité d'énergie absorbée par la tranche dépend de la structure de la pièce et de la nature du maté- riau constituant de la tranche, incluant sa composition chimique, l'uniformité de cette composition chimique sur l'épaisseur de la tranche (la dimension de la tranche parallèlement à l'axe z), et l'épaisseur de la tranche. Chaque élément détecteur est sensible à la quantité d'énergie électromagnétique ayant passé à travers la tranche 13 à son emplacement selon l'axe x. Des charges sont donc déposées sur la plaque collectrice en fonction de la position sur l'axe x qui est associée à la quantité d'énergie électromagnétique ayant passé par la tranche 13. Comme l'amplitude du faisceau incident de rayon- nement électromagnétique est connue, la charge déposée sur la plaque collectrice est également une indication de la quantité d'énergie absorbée ou dispersée par la tranche 13 en fonction de la position sur l'axe x et, en conséquence, une indication du coefficient d'atténuation de la tranche en fonction de la position sur l'axe x. Après que la pièce (désignée par 4") a été inspectée, elle est transférée à partir de la fixation 8 vers un convoyeur 17 par le manipulateur de pièce. Elle est alors classée comme cela est indiquée en figure 1 selon les résultats de l'inspection. Un système d'ordinateur 18 communique avec l'équipement décrit précédemment de la façon suivante. Le système d'ordinateur est connecté par l'intermédiaire d'un bus 20 pour commander le processus d'inspection d'ensemble, incluant un déplacement des pièces à travers la chambre d'inspection. Le système d'ordinateur reçoit des données d'inspection en provenance du détecteur 16 sur le bus 22. L'ordinateur réalise également une classification des pièces, comme cela est indiqué en 24, et communique avec des fichiers contenant des données d'inspection et affiche les conte- nus, comme cela est représenté en 26 et 28. Le système d'ordina- teur reçoit également des ordres introduits par un opérateur en 30 et affiche des données d'état du système pour l'opérateur comme cela est indiqué en 32. Le système d'ordinateur comprend un système de génération d'image qui peut comprendre un système 'd'acquisition analogique de données à 640 canaux qui échantillonne périodiquement et mémorise la sortie des éléments de détecteur. En relation avec chaque échantillon, le système d'acquisition de données (1) convertit la quantité de charges accumulées entre des instants d'échantillonnage sur chacun des éléments de détecteur en une tension associée à cette quantité de charges, (2) amplifie chacune de ces tensions et (3) numérise et mémorise chacune de ces tensions. Le système d'ordinateur peut également comprendre un générateur d'image sensible au système d'acquisition de données qui réalise une fluoroscopie numérique et une tomographie cal- culée. La fluoroscopie numérique peut être réalisée par un proces- seur de barrette analogique AP400. La tomographie calculée peut être réalisée par un processeur de barrette analogique AP400 réalisant une convolution d'image tomographique et un processeur d'image modulaire analogique réalisant une rétroprojection. L'équi- pement décrit ci-dessus peut être commandé par un processeur central tel que l'ordinateur dit VAX 11/780 fabriqué par la société dite Digital Equipment Corporation. Un exemple particulier d'un appareil d'inspection d'objet est décrit dans la demande de brevet américain N 832 511 déposée le 25 février 1986. Un exemple particulier de détecteur d'énergie électromagnétique est décrit dans le brevet américain N 4 570 071. En fluoroscopie numérique, le manipulateur de pièce déplace la fixation 8 et la pièce 4' verticalement le long de l'axe y par rapport au faisceau d'énergie électromagnétique et à une vitesse prédéterminée, par exemple une vitesse de 2,5 cm toutes les 3,3 secondes. Les sorties de tous les éléments détec- teurs dans le détecteur d'énergie sont échantillonnées et mémo- risés successivement dans le temps et à une cadence prédéterminée, par exemple à une cadence d'un échantillon tout les 1/60 seconde. Chaque échantillon est un ensemble de données associé aux inten- sités d'énergie magnétique passant à travers la fente dans le détecteur d'énergie à l'emplacement de chaque élément détecteur. Fondamentalement, chaque échantillon ("une vue") est une photo- graphie instantanée de la pièce indiquant les coefficients d'atté- nuation d'une pluralité de trajets à travers la tranche 13 perpen- diculairement à l'axe x, étant donné une position verticale et une orientation angulaire particulières de la pièce. Le circuit dans le système d'ordinateur prend une pluralité d'échantillons mémo- risés et construit une image de la pièce à partir du haut vers le bas selon une orientation angulaire particulière. Le processus peut être répété pour d'autres orientations angulaires de façon à voir la pièce à partir d'autres directions. En tomographie calculée, la fixation maintient la pièce à un emplacement fixe par rapport à l'axe y et fait tourner la pièce à une vitesse angulaire constante autour de l'axe y, par exemple à une vitesse angulaire d'environ 0,27 seconde par degré. Une pluralité de vues est acquise en échantillonnant et en mémo- risant successivement dans le temps et à une cadence prédéterminée les sorties des éléments détecteurs pendant une rotation complète de la pièce. Chacune de ces vues est une photographie instantanée de la tranche 13 représentant les coefficients d'atténuation d'une pluralité de trajets à travers la tranche perpendiculairement à l'axe x à l'instant o les éléments des détecteurs sont échantil- lonnés. Les circuits du système d'ordinateur calculent tomographi- quement une image de la tranche 13 à travers laquelle passe le faisceau d'énergie électromagnétique. Cette image est une vue de la tranche prise selon une direction parallèle à l'axe y. Des images de diverses tranches peuvent être obtenues en déplaçant la pièce parallèlement à l'axe y jusqu'à ce que la tranche visée intercepte le faisceau et en répétant alors la rotation et le processus tomographique décrits ci-dessus. La présente invention implique de réduire la vitesse de déplacement vertical de la pièce en fluoroscopie numérique et la vitesse de déplacement angulaire de la pièce en tomographie calculée par rapport à la vitesse à laquelle les sorties des éléments détecteurs sont échantillonnées. Dans un mode de réali- sation, une vue moyenne est obtenue en effectuant la moyenne d'une pluralité d'échantillons successifs pris à partir des éléments détecteur. Il a été découvert que le rapport signal sur bruit est amélioré et que des images présentant un flou réduit peuvent être construites à partir de vues obtenues à partir d'une telle moyenne d'échantillons en provenance des éléments détecteurs. La figure 2 est un organigramme représentant schémati- quement comment mettre en oeuvre l'invention de la présente demande de brevet. L'organigramme peut être réalisé sous forme d'un sous-programme d'ordinateur dans le système d'ordinateur décrit ci-dessus. Au niveau du bloc 34, les paramètres nécessaires pour exécuter le reste du sousprogramme sont acquis. Par exemple, le nombre d'échantillons sur lesquels on veut effectuer une moyenne ("N") est acquis. Ensuite, une vue est acquise dans le bloc 36. Une vue est acquise en échantillonnant les sorties de tous les éléments de détecteur dans les détecteurs 16 à un instant prédéterminé. Une décision est alors effectuée au niveau du bloc 38 quant au fait qu'une fonction de moyenne doit être réalisée. Si une fonction de moyenne doit être réalisée, le programme passe au bloc 40 o une sommation sur place des données représentant la vue précédemment acquise et la somme des données représentant un nombre de vues précédemment acquises est effectuée. Une décision est alors prise au niveau du bloc 42 quant au fait que N échan- tillons ont été ajoutés les uns aux autres. Si c'est le cas, le sousprogramme calcule la moyenne des échantillons dans le bloc 44 en multipliant la somme calculée dans le bloc 40 par l'inverse du nombre d'échantillons dont on veut effectuer la moyenne. Les données résultant de l'opération dans le bloc 44 sont envoyées au processeur central (VAX) dans le bloc 46. Les données comprennent une vue moyenne et consistent en une série de signaux, chacun des signaux étant associé à l'amplitude de la charge déposée sur l'un des éléments détecteurs pendant la durée entre les échantillons dont on a effectué la moyenne sur les N intervalles d'échan- tillons. Le programme effectue alors une vérification pour voir si un nombre suffisant de vues moyennes a été mémorisé de sorte qu'une image peut être construite. S'il en est ainsi, le programme revient au programme principal, comme cela est indiqué par le bloc 50, auquel instant une image peut être construite et affichée. Sinon, le programme acquiert davantage de vues pour achever l'image. Enfin, si une décision est prise au niveau du bloc 38 selon laquelle la moyenne ne doit pas être effectuée, le programme met N à 1 et passe au bloc 44. Le programme continue alors à fonc- tionner de la façon indiquée ci-dessus sauf qu'aucune moyenne n'est réalisée. Le tableau I constitue un exemple d'un programme d'ordinateur réel conforme à l'organigramme de la figure 2 pour le système d'ordinateur décrit ci-dessus. Bien sûr, il existe d'autres façons de réaliser l'organigramme de la figure 2 pour mettre en oeuvre l'invention, ces autres façons incluant des circuits câblés. En outre, d'autres sousprogrammes peuvent être réalisés. Par exemple, au lieu du sous-programme de moyenne directe décrit ci-dessus, une moyenne courante, une moyenne pondérée, ou une moyenne courante pondérée peut être réalisée. En tout cas, la présente invention fournit un rapport signal sur bruit amélioré en raison du traitement d'échantillons multiples dans une vue unique. Il en résulte également un flou réduit des images puisque la vitesse à laquelle la pièce est déplacée à travers le faisceau d'énergie électromagnétique est réduite par rapport à la vitesse d'échantillonnage. TABLEAU I DUA2x XIMEYS.DASlQDADF.APA,97 7:37 fo9. 1 TITLE APrNCt XQUEST DAS DorSCAN KUN NAME ODADr.001; NANC AND VERSION ?OR OOJOCT NODULE ! NAmE QDADr. 002 a CHANGED DASTAT, DASDT? AND STATUS NASA } Frox MADVILL AIR 11/12/8ta JWS j NAME ODADr.00); CHANGE STATUS TO t%0100 lmIi s/I/BS IwS a NARCE ODADrO0O4 I CoNrIG rILE & CD UPDATE S/20/S5 JWS NARE QDADros,005 AALPHS StAMHARDANING CK^ANGS S/2/15 J#s PAGE HADIX N M DeFAULT TO #NXADCCIAAL AADIX j INTESNALLI DYrINcD GLOBALIZED SYNOLS: (IGLOBL) MNTRY POINTS: J SUIROUTINEIS IGLODL CAVAIS, CHSTiS, CONVRT, DASrIX. DIVDAT, DSQNXV, SUBorF DATA KXHOY LASLS- IGLOiL ONEBUr, ruKGE EXTENALLY DEFINED GLOSALIZED SYRSOLSs (IGLOBL) t XNTSY POINTS: SGLOBL PTLABT, ODAiEl SU&OUTINEU SCLOLL ADO. ADDS, ALLODi, AUEINC, AXINIT, AUXION. INDL, DNOU YCLODL CLRTIN. DITNSN, SXIO, rINDDs. IOINIT, IOMAIT. LOGE OLOCIL NOVDAT, NOVDO, NOVEI, NUL, NULS, NCIG, NSND, NIrP tCLO0L PAUStE, PLMA, PULl, sCIPI, sCIP2, eCIPJ, SAVTIN SGLOàL SNDASC, SNDIA, SUMR, SERtN I GENtERAL tNYROLSJ CGLOSL FCBPLS DATA NINORr LABELS: tGLOJL AUXrPlT, CONWD, CTICKS j AP rUNCTION ID's arSxENCEDl DADr: SQU oDlloil 1 ID roE tEQUEST DAS - SCAd SUN a LOCAL SYNDOL DEFINITIONS: A.ACID: *QU D254 I LOCAL AVE. AlI AIR CAL BUrPEtS ID A.ACLNI EQU D40 I LOCAL AVE. AIS AIS CAL BurrES LENGTN AISlIDI SOU %D253 AVE. AIR CAL BUrPES ID AIBLNi QU %D0440 i AVE. AlI CAL BUrFtS LENOTO ATTSIDl EQU D02512 ATTENUATION DATA sUtrER ID a -_ a MM (NI hi h2. Eh. Z", v 5, > " zà.a m. m U O m gX.I u K u i m u u es i, ,;"-X"_ a ^-^oo m gm _M "_0 '. M 3 o.... G bM M aail. mha a Mh. UMO h 6. hUl'.1.8 et ç,* " S b cb F a uu u m4w > >aoK _ P m 29 0 maac lu U Uaa MU h. h. ZOM3o,a 4 bh. 3. M U h M p3 fa h. -.. aF- n2 m e F. WGZ..mo. M *4 22 U. 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Appareil d'inspection d'un objet comprenant: un moyen (10) pour produire un faisceau d'énergie électromagnétique pénétrante; un moyen (8) pour maintenir un objet (4') dans le faisceau d'énergie électromagnétique; un moyen pour déplacer l'objet à une cadence prédéter- minée par rapport au faisceau d'énergie électromagnétique; un moyen de détection (16) pour produire un signal associé à la densité d'énergie électromagnétique passant à travers l'objet; un moyen pour échantillonner et mémoriser à des instants successifs et à une cadence prédéterminée l'amplitude du signal en provenance du moyen de détection; caractérisé en ce qu'il comprend en outre: un moyen (18) de traitement pour produire une pluralité de signaux, chacun de la pluralité de signaux étant associé à l'amplitude de l'atténuation de l'énergie électromagnétique par des parties déterminées de l'objet et chaque signal étant produit en réponse à une pluralité d'amplitudes échantillonnées et mémo- risées successives dans le temps; et un moyen agissant en réponse aux signaux associés à l'atténuation pour produire une image de l'objet. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun de la pluralité de signaux associés à l'atténuation est la moyenne des amplitudes de la pluralité présélectionnée d'ampli- tudes échantillonnées et mémorisées. 3. Procédé pour accroître le rapport signal sur bruit et réduire le flou des images produites dans un appareil d'inspec- tion d'objets, comprenant un moyen (10) pour produire un faisceau d'énergie électromagnétique pénétrante, un moyen (8) pour mainte- nir un objet (4') dans le faisceau d'énergie électromagnétique, un moyen pour déplacer l'objet par rapport au faisceau d'énergie élec- tromagnétique à une cadence prédéterminée, un moyen pour produire un signal associé à l'amplitude de l'énergie électromagnétique ayant passé à travers l'objet, un moyen (18) pour échantillonner et mémoriser de façon répétitive à une cadence prédéterminée le signal associé à l'amplitude de l'énergie électromagnétique ayant passé à travers l'objet, et un moyen agissant en réponse aux ampli- tudes échantillonnées et mémorisées pour produire une image d'au moins une partie d'un objet, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape suivante: réduire la vitesse à laquelle le moyen de déplacement déplace l'objet par rapport au faisceau d'énergie électromagné- tique et par rapport à la cadence d'échantillonnage. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape consistant à effectuer la moyenne de certaines présélectionnées des amplitudes échantillonnées et mémorisées. 5. Appareil d'inspection d'un objet caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen pour produire une pluralité de signaux asso- ciés au coefficient d'atténuation d'énergie électromagnétique et d'une pluralité de trajets & travers un objet; un moyen connecté au moyen de production pour effectuer la moyenne de certains sélectionnés de la pluralité de signaux; un moyen connecté au moyen de moyenne pour produire une image de l'objet.