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La mesure des épaisseurs des corps métalliques creux est un problème qui préoccupe les fabricants et les usagers, car il 'est en effet pénible, sinon impossible de mesurer l'épaisseur d'un tube -ou autre corps creux par des procédés mécaniques, lorsqu'il s'agit de mesures à effectuer sur des corps montés, ou en des endroits de ces corps éloignés des bords de ceux-ci, même quand ils ne sont pas montés. les moyens techniques utilisés actuellement dans l'industrie pour la mesure des corps creux sont soit peu précis, soit des- tructifs, soit coûteux, soit non adaptés à des travaux industriels, surtout s'il s'agit par exemple de tubes de faible diamètre et
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de f'ibiti t;±:Fi;s.,t;t2w. ji li..:',t%11O 1ü'Jtlài:l.Uti al put'r ol>;j,;
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lingots, billettes ou bloomings, afin de dôterminor rapî4eir,<;ìt dans ceux-ci une région ségrégée et donner des indications précises pour la suppression ou le chutage de cet bu- région.
La méthode suivant l'invention consiste à explorer la pièce à mesurer ou à contrôler à l'aide d'un faisceau de rayons ) ou X, afin de déterminer, suivant la variation des valeurs des rayons captés par un appareil compteur genre Geiger, après le passage de ces rayons dans ladite pièce, soit l'épaisseur du métal en divers endroits de cette pièce, soit la présence dans celle-ci de pailles,fissures ou ségrégations.
Tour la mise en oeuvre de la méthode selon l'invention, l'appareil à mesurer comporte un ou plusieurs dispositifs explorateurs constitués chacun par une source de rayons @ ou X, convenablement protégée dans un logement approprié qui laisse passer un faisceau de rayons à travers une fenêtre ou écran à faible ouverture. Ce logement est fixé à une extrémité d'un bras arqué qui présente à son autre extrémité un logement pour un élément capteur et compteur de rayons, disposé dans l'axe de rayonnement dudit faisceau.
Grâce à un tel dispositif, il est possible de connaître l'épaisseur d'un corps creux, par exemple d'un tube, en mesurant la valeur du rayonnement du faisceau de rayons @ ou X au moment de son passage suivant une corda tangente à la face cylindrique intérieure du tube, cette valeur permettant ensuite de déterminer, l'éparissaur du tube,par calcul ou à l'aide d'une table de con- version,
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Dans la pratique pour le contrôla de corps creux tels que des tubes, l'appareil de mesure selon l'invention comporte de préférence trois dispositifs émetturs-récepteurs de rayons, identiques, montés sur un même support et disposés uniformément à 120 l'un de l'autre autour d'un centre commun,
les faisceaux de rayons émis par ces dispositifs s'étendant dans des plans , parallèles faiblement écartés l'un de l'autre et perpendiculaire: à l'axe du tube à vérifier, les trois faisceaux étant dirigés suivant les côtés d'un triangle isocèle.
La position concentrique d'un tel appareil à triple dispositif de mesure autour d'un tube permet non seulement de mesurer l'épaisseur de ce tube, mais également de se rendre compte instantanément de l'excentricité éventuelle entre les parois intérieures et extérieures de ce tube, par les écarts entre les indications fourniespar les trois appareils compteurs de rayonnement.
Une forme de réalisation de l'invention sera décrite ci- après avec référence aux dessins annexés dans lesquels
La figure 1 est une vue schématique de l'appareil selon lfinvention; la figure 2 est une vue latérale de l'appareil à échelle réduite; la figure 3 est une vue schématique montrant la prise de mesure par l'évaluation de la corde maximum d'un segment de tube, et
La figure 4 est une vue, schématique montrant l'examen d'une barre de métal par la méthode selon l'invention.
Dans ces dessins, figure 1) chaque dispositif d'exploration comporte une source de rayons )- OU X, convenablement protégée dans un logement 6, établi de façon à laisser passer, à travers une fenêtre ou un écran à faible ouverture, ur faisceau dp
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rayons désigné par 7. Le logement 6 est fixé à uno extrémité d'un bras arqué 8, qui présente à son autre extrémité un loge.. ment pour un élément 9, agissant comme capteur et compteur de rayons, disposé dans l'axe dudit faisceau 7 et pouvant être complété par un dispositif auxiliaire réglant ou amplifiant ces rayons ou facilitant leur comptage..
Si ce faisceau est déplacé radialement à travers un tube
T, dans un plan perpendiculaire à l'axe de ce tube, on remar- quera, en considérant la figure 3 qui montre seulement un segment de ce tube, que le faisceau 7 passe d'une zone M, extérieure au tube T, dans une zone N, englobant l'épaisseur de ce tube, pour arriver ensuite dans une zone ce en dehors de l'épaisseur du tube, mais ooupant ce tube en deux endroits.
Le 'faisceau 7 en traversant la zone N, coupe le tube suivant des cordes¯ représentant une valeur 2a dont chacune correspond à une épaisseur e.
La figure 3 montre que la corde 2a = 2 Úe(2r-e0.
Pour un tube de 15 mm de rayon et d'une épaisseur de 1 mm (e = 1mm) la corde tangente à la surface intérieure du tube sera d'environ 11 mm.
On comprend qu'en mesurant cette corde maximum au lieu des épaisseurs correspondantes, on augmente sensiblement la précision de la mesure.
Au moment où le faisceau 7 passe dans la zone P, il traverse deux fois l'épaisseur du tube, mais cette épaisseur est sensiblement plus faible que celle rencontrée à la ligne limite entre des zones N et P, qui correspond à la corde maxi- mum du segment de tube. Il est done facile de relever sur le capteur 9 la valeur de rayonnement correspondant à cette aorde,
A titre d'indication, pour un tube de 15 mm de diamètre extérieur et de 1 mm d'épaisseur, quand le faisceau passe dans
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la zone P, à 0,1 mm de distance de la zone N, ce faisceau traverse une épaisseur globale de 8 mm au lieu de 11 mm à la limite des zones N/P.
Four évaluer à l'aide de l'appareil selon l'invention la oorde maximum du segment de tube considéré, il suffit de rele- ver la valeur indiquée par l'appareil oapteur de rayonnement au moment où le faisceau 7 traverse l'épaisseur maximum de métal du tube et qui correspond donc à une valeur minimum du rayonnement observé et de comparer cette valeur avec celle donnée par l'appareil, soit pour une épaisseur connue de métal soit pour un tube étalon, Cette valeur peut également être eportée sur un tableau d'étalonnage donnant directement la mesure de l'épaisseur pour un diamètre donné et pour une lecture donnée.
L'appareil de mesure selon l'invention (figures 1 et 2) comporte, de préférence, trois dispositifs émetteur et capteur de rayons A, B et C, identiques, montés respectivement sur les bras 10, 11 et 12 d'un support commun 13, Ces trois dispositifs sont disposés uniformément autour d'un centre commun 0 et décalés de 120 l'un par rapport à l'autre, les faisceaux 7 de rayons émis par ces dispositifs s'étendant dans des plans parallèles perpendiculaires à l'axe de l'appareil et faiblement écartés l'un de l'autre, les faisceaux étant dirigés suivant les o8tés d'un triangle isocèle,
Avec un tel appareil, à triple dispositif de contrôle, s'il est réglé préalablement pour la vérification de tubes de dimensions déterminées, il est possible de se rendre compte si un tube disposé concentriquement dans oet appareil,
présente l'épaisseur voulue et.simultanément de constater si cette épaisseur est uniforme.
En effet, si cette épaisseur est uniforme, c'est-à-dire
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s'il n'y a pas d'excentricité entre les parois intérieure et extérieure du tube, les trois dispositifs A, B et C indiqueront des valeurs identiques, car les cordes tangentes, formées par les faisceaux 7 à la face intérieure du tube T, seront de valeur égale, comme il ressort de la figure 1.
:Par contre, si le canal intérieur du tube vérifié est excentré tel que montré par le cercle en traits mixtes d de figure 1, les cordes formées par les faisceaux 7, auront des valeurs différentes dans les dispositifs de mesure A, B et C.
:par les écarts entre ces valeurs, il sera possible d'apprécier si l'excentricité constatée dépasse certaines limites déterminées.
Cette vérification effectuée simultanément en trois endroits différents permet donc un contrôle immédiat du tube, sans devoir tourner celui-ci. Il en résulte que ce tube pourra être soumis à une vérification continue au fur et à mesure de sa sortie de la machine, cette vérification par les seules variations dans les indications des capteurs 9 n'exigeant point la lecture d'une valeur précise.
Afin de permettre la mesure d'un tube avec grande précision, à l'aide de l'appareil, l'invention prévoit de munir chaque dispositif A, B et 0 de moyens individuels pour le réglage micrométrique du déplacement radial de chaque faisceau 7, dans un plan perpendiculaire à l'axe du tube à contrôler.
A cet effet le bras arqué 8 des dispositifs A, B et C est fixé sur une coulisse 14 guidée dans une glissière 15 -formée à l'extrémité des bras 10, 11 et 12. La coulisse 14 est pourvue d'une crémaillère 16 qui coopère avec un pignon de commande 17, fixé sur la tige d'une manette de réglage 18. la méthode de contrôle, à l'aide d'un faisceau explorateur de rayons ou x, selon l'invention, permet également de loca- liser rapidement dans les pièces de métal fondu, forgé ou laminé
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les pailles, les fissures ou l'étenduo de régions ségrégées.
A cet effet, comme montré en figure 4, on déplace la pièca à examiner p dans le sens de la flèche q de façon que le faisceau
7 de l'appareil de contrôle, qui est immobile, coupe la pièce p suivant un plan diamétral.
Si pendant ce déplacement du faisceau 7 on constate, que dans la zone s, des variations importantes se manifestent dans la valeur du rayonnement capté par le compteur 9, ces variations résulteront de la présence d'impuretés ou de défauts dans ladite zone s et permettront de délimiter l'étendue de la portion défectueuse du métal en vue de sa suppression (chutage).
Cet examen peut évidemment se faire inversement en dépla- çant l'appareil de mesure dans le sens de la flèche t, le long de la pièce p qui est immobile, de façon que le faisceau 7 coupe diamétralement cette dernière.
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Measuring the thicknesses of hollow metal bodies is a problem that worries manufacturers and users alike, because it is indeed painful, if not impossible, to measure the thickness of a tube or other hollow body by mechanical means, when these are measurements to be carried out on mounted bodies, or in places of these bodies remote from the edges thereof, even when they are not mounted. the technical means currently used in industry for the measurement of hollow bodies are either imprecise, or destructive, or expensive, or not suitable for industrial work, especially if it is for example small diameter tubes and
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ingots, billets or bloomings, in order to quickly determine, <; ìt therein a segregated region and give precise indications for the removal or dropping of this bu-region.
The method according to the invention consists in exploring the part to be measured or to be inspected using a beam of rays) or X, in order to determine, according to the variation in the values of the rays picked up by a counter device of the Geiger type, after the passage of these radii in said part, either the thickness of the metal in various places of this part, or the presence therein of flaws, cracks or segregations.
Turning to the implementation of the method according to the invention, the apparatus to be measured comprises one or more exploratory devices each constituted by a source of @ or X-rays, suitably protected in a suitable housing which allows a beam of rays to pass through. a window or screen with low opening. This housing is fixed to one end of an arcuate arm which has at its other end a housing for a sensor and ray counter element, arranged in the radiation axis of said beam.
Thanks to such a device, it is possible to know the thickness of a hollow body, for example of a tube, by measuring the value of the radiation of the @ or X-ray beam at the moment of its passage along a cord tangent to the internal cylindrical face of the tube, this value then making it possible to determine the sparissaur of the tube, by calculation or using a conversion table,
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In practice for the control of hollow bodies such as tubes, the measuring apparatus according to the invention preferably comprises three emitting-receiving devices of rays, identical, mounted on the same support and arranged uniformly at 120 one of the other around a common center,
the beams of rays emitted by these devices extending in parallel planes, slightly spaced from each other and perpendicular: to the axis of the tube to be checked, the three beams being directed along the sides of an isosceles triangle .
The concentric position of such an apparatus with a triple measuring device around a tube makes it possible not only to measure the thickness of this tube, but also to instantly realize the possible eccentricity between the inner and outer walls of this tube. tube, by the differences between the indications provided by the three radiation counting devices.
An embodiment of the invention will be described below with reference to the accompanying drawings in which
Figure 1 is a schematic view of the apparatus according to the invention; Figure 2 is a side view of the apparatus on a reduced scale; FIG. 3 is a schematic view showing the taking of measurement by the evaluation of the maximum chord of a segment of tube, and
FIG. 4 is a schematic view showing the examination of a metal bar by the method according to the invention.
In these drawings, figure 1) each exploration device comprises a source of rays) - OR X, suitably protected in a housing 6, established so as to let pass, through a window or a screen with low aperture, ur beam dp
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spokes designated by 7. The housing 6 is fixed at one end of an arcuate arm 8, which has at its other end a housing for an element 9, acting as a sensor and ray counter, arranged in the axis of said beam 7 and may be supplemented by an auxiliary device regulating or amplifying these rays or facilitating their counting.
If this beam is moved radially through a tube
T, in a plane perpendicular to the axis of this tube, we will notice, by considering figure 3 which shows only a segment of this tube, that the beam 7 passes from a zone M, outside the tube T, in a zone N, encompassing the thickness of this tube, to then arrive in a zone this outside the thickness of the tube, but covering this tube in two places.
The 'beam 7 while crossing the zone N, cuts the following tube of the strings ¯ representing a value 2a, each of which corresponds to a thickness e.
Figure 3 shows that the chord 2a = 2 Úe (2r-e0.
For a tube with a radius of 15 mm and a thickness of 1 mm (e = 1mm), the tangent chord to the inner surface of the tube will be approximately 11 mm.
It is understood that by measuring this maximum chord instead of the corresponding thicknesses, the precision of the measurement is significantly increased.
When the beam 7 passes through zone P, it passes through twice the thickness of the tube, but this thickness is appreciably smaller than that encountered at the limit line between zones N and P, which corresponds to the maximum chord. mum of the tube segment. It is therefore easy to read on the sensor 9 the radiation value corresponding to this aorde,
As an indication, for a tube 15 mm outside diameter and 1 mm thick, when the beam passes through
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zone P, at a distance of 0.1 mm from zone N, this beam passes through an overall thickness of 8 mm instead of 11 mm at the limit of the N / P zones.
Oven to evaluate using the apparatus according to the invention the maximum line of the tube segment considered, it suffices to note the value indicated by the radiation sensor device at the moment when the beam 7 passes through the maximum thickness. of metal from the tube and which therefore corresponds to a minimum value of the observed radiation and to compare this value with that given by the device, either for a known thickness of metal or for a prover tube, This value can also be reported on a table calibration directly giving the thickness measurement for a given diameter and for a given reading.
The measuring device according to the invention (FIGS. 1 and 2) preferably comprises three devices emitting and detecting rays A, B and C, identical, respectively mounted on the arms 10, 11 and 12 of a common support 13, These three devices are arranged uniformly around a common center 0 and offset by 120 with respect to each other, the beams 7 of rays emitted by these devices extending in parallel planes perpendicular to the axis of the apparatus and slightly separated from each other, the beams being directed along the sides of an isosceles triangle,
With such an apparatus, with a triple checking device, if it is previously set for the checking of tubes of determined dimensions, it is possible to realize whether a tube arranged concentrically in this apparatus,
has the desired thickness and simultaneously to see if this thickness is uniform.
Indeed, if this thickness is uniform, that is to say
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if there is no eccentricity between the inner and outer walls of the tube, the three devices A, B and C will indicate identical values, because the tangent chords, formed by the beams 7 to the inner face of the tube T , will be of equal value, as shown in Figure 1.
: On the other hand, if the internal channel of the verified tube is eccentric as shown by the circle in phantom d in figure 1, the strings formed by the bundles 7 will have different values in the measuring devices A, B and C.
: by the differences between these values, it will be possible to assess whether the observed eccentricity exceeds certain determined limits.
This check, carried out simultaneously in three different places, therefore allows an immediate check of the tube, without having to turn it. As a result, this tube can be subjected to continuous verification as it leaves the machine, this verification by the only variations in the indications of the sensors 9 not requiring the reading of a precise value.
In order to allow the measurement of a tube with great precision, using the apparatus, the invention provides for providing each device A, B and 0 with individual means for the micrometric adjustment of the radial displacement of each beam 7, in a plane perpendicular to the axis of the tube to be tested.
For this purpose the arched arm 8 of the devices A, B and C is fixed on a slide 14 guided in a slide 15 -formed at the end of the arms 10, 11 and 12. The slide 14 is provided with a rack 16 which cooperates with a control pinion 17, fixed to the rod of an adjustment lever 18. the control method, using an exploratory beam of rays or x, according to the invention, also makes it possible to locate quickly in pieces of molten, forged or rolled metal
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straws, cracks or the spread of segregated regions.
To this end, as shown in Figure 4, the part to be examined p is moved in the direction of the arrow q so that the beam
7 of the control device, which is stationary, cuts the part p along a diametral plane.
If, during this movement of the beam 7, it is observed that in zone s, significant variations appear in the value of the radiation picked up by counter 9, these variations will result from the presence of impurities or defects in said zone s and will allow to delimit the extent of the defective portion of the metal with a view to its removal (chipping).
This examination can obviously be done inversely by moving the measuring apparatus in the direction of arrow t, along the part p which is stationary, so that the beam 7 cuts the latter diametrically.