CA2546176A1 - Transducteur ultrasonore de contact, a multiples elements emetteurs et moyens de plaquage de ces elements - Google Patents
Transducteur ultrasonore de contact, a multiples elements emetteurs et moyens de plaquage de ces elements Download PDFInfo
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Abstract
Transducteur ultrasonore de contact, à multiples éléments émetteurs et moyens de plaquage de ces éléments. Ce transducteur s'applique notamment au contrôle non destructif et comprend des moyens (8, 10) de plaquage des éléments (2) contre un objet (6) à contrôler et des moyens (26, 28 et 34 à 40) de détermination, par l'intermédiaire des moyens de plaquage, des positions des éléments par rapport à l'objet pour établir des lois de retard à appliquer à
des impulsions d'excitation des éléments, pour engendrer un faisceau ultrasonore focalisé (F).
des impulsions d'excitation des éléments, pour engendrer un faisceau ultrasonore focalisé (F).
Claims (14)
1. Tranducteur ultrasonore de contact, à
éléments multiples (2), ce transducteur étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (8, 10) de plaquage des éléments sur la surface d'un objet à
contrôler (6) et des moyens (26, 28, 34, 36, 38, 40) de détermination des positions des éléments par rapport à
l'objet, par l'intermédiaire des moyens de plaquage des éléments, et en ce que chaque élément (2) est au moins émetteur d'ultrasons et les éléments émetteurs (2) sont rigides et assemblés mécaniquement les uns aux autres de manière à former une structure articulée.
éléments multiples (2), ce transducteur étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (8, 10) de plaquage des éléments sur la surface d'un objet à
contrôler (6) et des moyens (26, 28, 34, 36, 38, 40) de détermination des positions des éléments par rapport à
l'objet, par l'intermédiaire des moyens de plaquage des éléments, et en ce que chaque élément (2) est au moins émetteur d'ultrasons et les éléments émetteurs (2) sont rigides et assemblés mécaniquement les uns aux autres de manière à former une structure articulée.
2. Transducteur selon la revendication 1, dans lequel le transducteur est déplaçable par rapport à l'objet à contrôler (6) et a une surface émettrice déformable qui est formée par des premières faces des éléments et destinée à être en contact avec la surface de cet objet et à partir de laquelle les ultrasons sont émis vers l'objet, des moyens de commande (42) étant prévus pour engendrer des impulsions d'excitation des éléments émetteurs, les moyens (26, 28, 34, 36, 38, 40) de détermination étant prévus pour définir les positions des éléments émetteurs d'ultrasons par rapport à l'objet au cours du déplacement du transducteur, des moyens de traitement étant prévus pour établir, à partir des positions ainsi déterminées, des lois de retard permettant aux éléments émetteurs d'engendrer un faisceau ultrasonore focalisé
(F), dont les caractéristiques sont maîtrisées par rapport à l'objet, et - appliquer ces lois de retard aux impulsions d'excitation, des éléments récepteurs d'ultrasons, éventuellement constitués par les éléments émetteurs (2), étant destinés à fournir des signaux permettant la formation d'images relatives à l'objet, les moyens (8, 10) de plaquage étant prévus pour plaquer les éléments émetteurs contre la surface de l'objet et les moyens de détermination étant prévus pour déterminer les positions des éléments émetteurs par rapport à l'objet par l'intermédiaire des moyens de plaquage des éléments émetteurs.
(F), dont les caractéristiques sont maîtrisées par rapport à l'objet, et - appliquer ces lois de retard aux impulsions d'excitation, des éléments récepteurs d'ultrasons, éventuellement constitués par les éléments émetteurs (2), étant destinés à fournir des signaux permettant la formation d'images relatives à l'objet, les moyens (8, 10) de plaquage étant prévus pour plaquer les éléments émetteurs contre la surface de l'objet et les moyens de détermination étant prévus pour déterminer les positions des éléments émetteurs par rapport à l'objet par l'intermédiaire des moyens de plaquage des éléments émetteurs.
3. Transducteur selon la revendication 2, dans lequel les moyens pour plaquer les éléments émetteurs contre la surface de l'objet comprennent des éléments mécaniques (8), chaque élément mécanique comprenant une partie (16) qui est mobile par rapport à
une partie rigide (12) du transducteur, une première extrémité de cette partie mobile étant apte à presser des éléments émetteurs contre la surface de l'objet, et les moyens de détermination des positions des éléments émetteurs par rapport à l'objet comprennent - des premiers moyens (26, 28, 34, 48, 52) prévus pour déterminer les positions des éléments émetteurs (2) par rapport à la partie rigide (12) du transducteur, par mesure de la déformation de la surface émettrice, et pour fournir des signaux représentatifs des positions ainsi déterminées, les premiers moyens comprenant .cndot. des moyens (26, 28, 48, 52) de mesure de distance, prévus pour mesurer la distance d'une deuxième extrémité (30) de la partie mobile (16) de chaque élément mécanique (8) par rapport à une zone (29) de la partie rigide (12) du transducteur et .cndot. des moyens (34) de traitement auxiliaire prévus pour déterminer les positions des éléments émetteurs par rapport à la partie rigide du transducteur, à partir des distances ainsi déterminées, - des deuxièmes moyens (36, 38) prévus pour déterminer la position et l'orientation de cette partie rigide (12) par rapport à l'objet et pour fournir des signaux représentatifs de la position et de l'orientation ainsi déterminées et - des troisièmes moyens (40) prévus pour fournir les positions des éléments émetteurs par rapport à l'objet à partir des signaux fournis par les premiers et deuxièmes moyens.
une partie rigide (12) du transducteur, une première extrémité de cette partie mobile étant apte à presser des éléments émetteurs contre la surface de l'objet, et les moyens de détermination des positions des éléments émetteurs par rapport à l'objet comprennent - des premiers moyens (26, 28, 34, 48, 52) prévus pour déterminer les positions des éléments émetteurs (2) par rapport à la partie rigide (12) du transducteur, par mesure de la déformation de la surface émettrice, et pour fournir des signaux représentatifs des positions ainsi déterminées, les premiers moyens comprenant .cndot. des moyens (26, 28, 48, 52) de mesure de distance, prévus pour mesurer la distance d'une deuxième extrémité (30) de la partie mobile (16) de chaque élément mécanique (8) par rapport à une zone (29) de la partie rigide (12) du transducteur et .cndot. des moyens (34) de traitement auxiliaire prévus pour déterminer les positions des éléments émetteurs par rapport à la partie rigide du transducteur, à partir des distances ainsi déterminées, - des deuxièmes moyens (36, 38) prévus pour déterminer la position et l'orientation de cette partie rigide (12) par rapport à l'objet et pour fournir des signaux représentatifs de la position et de l'orientation ainsi déterminées et - des troisièmes moyens (40) prévus pour fournir les positions des éléments émetteurs par rapport à l'objet à partir des signaux fournis par les premiers et deuxièmes moyens.
4. Transducteur selon la revendication 3, dans lequel la première extrémité (20) de chaque partie mobile (16) est arrondie.
5. Transducteur selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, dans lequel la partie rigide (12) du transducteur comporte des trous (14) parallèles, dans lesquels les parties mobiles (16) sont respectivement aptes à coulisser, et chaque élément mécanique comprend en outre des moyens élastiques (18) qui sont aptes à éloigner de la partie rigide la première extrémité de la partie mobile correspondant à
cet élément mécanique.
cet élément mécanique.
6. Transducteur selon la revendication 5, dans lequel chaque élément mécanique comprend en outre, dans le trou qui lui correspond, un moyen (22) dans lequel est apte à coulisser, à faible frottement, la partie mobile de cet élément mécanique.
7. Transducteur selon l'une quelconque des revendication 3 à 6, dans lequel les moyens (26, 28, 48, 52) de mesure de distance sont prévus pour mesurer optiquement la distance de la deuxième extrémité (30) de la partie mobile (16) de chaque élément mécanique (8) par rapport à une zone (29) de la partie rigide (12), comprennent - des moyens d'émission de lumière (26, 48) fixés à la partie rigide et prévus pour émettre une lumière vers cette deuxième extrémité, cette deuxième extrémité étant apte à réfléchir cette lumière, et - des moyens de réception de lumière (28, 52) fixés à la partie rigide et prévus pour recevoir la lumière ainsi réfléchie, ces moyens de réception de lumière étant aptes à fournir des signaux représentatifs de la distance de cette deuxième extrémité par rapport à la zone correspondante.
8. Transducteur selon la revendication 7, dans lequel les moyens d'émission de lumière et les moyens de réception de lumière comprennent respectivement un photo-émetteur (26) et un photo-détecteur (28) qui sont fixés à la partie rigide (12) , en regard de la deuxième extrémité (30).
9. Transducteur selon la revendication 7, dans lequel les moyens d'émission de lumière et les moyens de réception de lumière comprennent respectivement une première fibre optique (48) apte à
transmettre la lumière et à envoyer cette lumière vers la deuxième extrémité (30) et une deuxième fibre optique (52) apte à transmettre la lumière réfléchie par cette deuxième extrémité.
transmettre la lumière et à envoyer cette lumière vers la deuxième extrémité (30) et une deuxième fibre optique (52) apte à transmettre la lumière réfléchie par cette deuxième extrémité.
10. Transducteur selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel les moyens optiques de mesure de distance (26, 28, 48, 52) utilisent des faisceaux lumineux continus.
11. Transducteur selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel les moyens optiques de mesure de distance (26, 28, 48, 52) utilisent des faisceaux lumineux discontinus, en particulier des trains d'ondes lumineuses.
12. Transducteur selon l'une quelconque des revendications 3 à 11, dans lequel les moyens pour plaquer les éléments émetteurs comprennent en outre une lame (10) qui recouvre des deuxièmes faces des éléments émetteurs, la première extrémité de la partie mobile de chaque élément mécanique (8) étant apte à presser des éléments émetteurs contre la surface de l'objet (6) par l'intermédiaire de la lame, cette lame étant apte à
répartir les forces exercées par les éléments mobiles sur les éléments émetteurs par l'intermédiaire de la lame.
répartir les forces exercées par les éléments mobiles sur les éléments émetteurs par l'intermédiaire de la lame.
13. Transducteur selon l'une quelconque des revendications 3 à 11, dans lequel les éléments émetteurs sont des éléments piézoélectriques rigides, emprisonnés dans un substrat souple qui est passif vis-à-vis des ultrasons.
14. Transducteur selon la revendication 13, comprenant en outre des lamelles dont le nombre est égal à celui des éléments émetteurs et qui sont fixées à la face du substrat souple qui est située en regard des éléments mécaniques, chaque lamelle étant en regard de la partie mobile de l'un de ces éléments mécaniques, la première extrémité de cette partie mobile étant apte à presser des éléments émetteurs contre la surface de l'objet par l'intermédiaire de la lamelle en regard de laquelle elle se trouve.
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