Le contrôle par ultra sons

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1 Le contrôle par ultra sons
I - Généralités II – Propriétés des Ultra sons III – Production des Ultra sons IV – Les palpeurs V – Les techniques de contrôle

2 I - Généralités Les sons sont produits par les vibrations dans les gaz, liquides et solides et se propagent sous forme d’ondes qui proviennent d’oscillations du milieu transporteur 20 Hz < oreille humaine < Hz Infra sons sons Ultra sons

3 I - Généralités Principe du contrôle par Ultra sons

4 II – Propriétés des Ultra sons
Se propagent en ligne droite Ne se propagent pas dans le vide, sont très atténués dans les gaz Sont caractérisés par l = c.T = c/n On distingue 4 types d’ondes Longitudinales (OL), Transversales (OT), De Rayleigh (OS), De Lamb (OP).

5 II – Propriétés des Ultra sons
La Fréquence dépend des caractéristiques de la source La Célérité dépend de la nature du matériau dans lequel les US se propagent Milieu CL (m/s) CT (m/s) Acier Air Plexiglas Eau Nickel Valeurs typiques

6 II – Propriétés des Ultra sons
Absorption des US dans un milieu Il s’agit d’un train d’ondes sinusoïdales amorti exponentiellement soudage des polymères Absorption  chaleur réchauffage des zones enflammées

7 II – Propriétés des Ultra sons
Transmission des US entre deux milieux Impédance acoustique Z = r . C Coef. Réflexion en W i r Z1 (1) (2) Z2 t m.s-1 Kg.m-2.s-1 Kg.m-3 - Coef. Transmission en W Incidence normale

8 II – Propriétés des Ultra sons
Cas de l’incidence oblique loi de Snell Descartes qiL1 qrL1 qrT1 qtT2 qtL2 Si qiL1 est suffisant il n’y a plus d’OLt2! - 1er angle critique Si qiL1 augmente encore pas d’onde transmise - 2nd angle critique

9 II – Propriétés des Ultra sons
qiL1 qtL2 Seule l’OT est transmise qiL1 qtT2 Il n’y a plus d’onde transmise mais création d’une onde de surface

10 III – Production des Ultra sons
Utilisation de traducteurs ou de transducteurs électriques Basés sur la piézoélectricité Délicat à mettre en oeuvre Ou basés sur la ferroélectricité de céramiques polarisées Assemblage de cristaux frittés et polarisés Amplitude plus importante qu’avec les piézo. Avant BaTiO3 Maintenant PZT

11 IV – Les palpeurs Constitution Amortisseur Céramique amortisseur
Caoutchouc naturel, résine chargée de poudre métallique Céramique Qq 1/10 mm d’épais (F=c/2e) Connexion par métallisation des faces. Adaptation d’impédance Semelle Protection de la céramique amortisseur semelle céramique

12 IV – Les palpeurs Palpeurs droits  OL obliques  OT
combinés  OL et OT Focalisés  OL généralement À relais  OL généralement

13 IV – Les palpeurs Géométrie des faisceaux ultra sonores D q
Champ proche Zone de Fresnel Champ lointain Zone de Fraunhofer D2/4l

14 IV – Les palpeurs Dans le champ proche, le faisceau est cylindrique
et la pression acoustique très variable et et

15 IV – Les palpeurs d q D0 N NB : Si l’élément actif est rectangulaire : N = S/(p.l)

16 V - Les techniques de contrôle
L’objet Recherche et Caractérisation des défauts Caractérisation dimensions, orientation, forme et position

17 V - Les techniques de contrôle
Les méthodes employées Au contact En immersion En transmission En réflexion

18 V - Les techniques de contrôle
Au contact et en réflexion t signal Pic d’émission 1er écho de fond 2nd écho de fond défaut Au contact et en transmission Pic d’émission selon l’appareil

19 V - Les techniques de contrôle
En immersion et par réflexion défaut Pic d’émission Entrée de pièce Sortie de pièce Fond de cuve

20 V - Les techniques de contrôle
Forme des défauts Dimension des défauts Petits réflecteurs Comparaison avec des étalons et Courbe amplitude-distance Grands réflecteurs Méthode à –6 dB

21 V - Les techniques de contrôle
Signal défaut Signal défaut /2 Méthode à – 6 dB

22 V - Les techniques de contrôle
signal t

23 Conclusion C’est l’une des méthodes les plus employées (avec le ressuage) De nombreuses variantes existent …ouf !!!