Procédé de sondage et appareil pour sa mise en oeuvre
La présente invention a pour objet un procédé de sondage au moyen de trains d'impulsions élastiques, dans lequel on recoit, quand le milieu à sonder présente au. moins s certaines caractéristiques de trans- mission, les échos obtenus par réflexion desdites impulsions sur des surfaces réfléchissantes du milieu à sonder.
Dans divers procédés connus de ce type, on examine une série d'échos obtenus par réflexion des impulsions au sein du milieu sondé, séparés par des intervalles de temps nettement inférieurs à la période de récurrence des impulsions émises, plusieurs. échos successifs apparaissant généralement, sur l'écran d'un oscilloscope, entre deux impulsions émises. successives. D'autre part, la fréquence de récurrence des impulsions émises est indépendante de celle des échos successifs, la première étant déterminée par l'émetteur, Ct la deuxième par la distance d parcourue à la vitesse v par les impulsions élastiques avant qu'elles rencontrent une surface réfléchissante.
Le procédé faisant l'objet de la présente invention est caractérisé en ce que l'on. synchronise la fréquence de récurrence des impulsions émises sur celle des échos reçus, cette fréquence commune de récurrence servant à indiquer la distance parcourue par les ondes élastiques dans le milieu sondé, l'absence d'échos reçus et de synchronisation indiquant que le milieu sondé ne présente pas lesdites caractéristiques de transmission.
L'invention a encore pour objet un appareil de sondage pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Les dessins annexés se rapportent à des exemples de mise en oeuvre du procédé selon l'invention et à des formes d'exécution de l'appareil selon l'invention.
La fig. 1 est le schéma général de principe des différentes formes d'exécution qui seront décrites;
la fig. 2 représente un exemple particulier de réalisation d'un appareil de mesure d'épaisseurs;
la fig. 3 illustre le fonctionnement de l'appareil de la fig. 1;
la fig. 4 représente un autre exemple particulier de réalisation d'un appareil de dépistage des défauts dans des pièces métalliques;
les fig. 5, 6 et 7 illustrent le fonctionnement de l'appareil de la fig. 4 ;
la fig. 8 représente un autre exemple particulier de réalisation d'un appareil de mesure d'épaisseurs.
A la fig. 1, 1 désigne un générateur d'impulsions électriques récurrentes, 2 un dispositif piézo-électrique qui les transforme en impulsions élastiques qui sont transmises à la pièce 3, suivant les trajets en pointillés, 4 un récepteur des échos électriques obtenus, 5 un organe de mesure de la fréquence de récur- rence de ces échos ou un organe permettant de faire battre ladite fréquence avec une fréquence de référence, 6 une source de synchronisation extérieure facultative.
Le générateur d'impulsions électriques est normalement synchronisé par les échos issus du récepteur 4.
Ceci suppose bien entendu que la période At de récurrence des échos soit inférieure à la période de récurrence To de l'oscillation du générateur en l'absence d'échos (dans le cas d'un oscillateur bloqué ou d'un autre oscillateur à relaxation, par exemple, celle-ci est déterminée par la constante de temps de son circuit à résistance - capacité). L'épaisseur maximum mesurable sera donc:
d max = (1)
2
Dans le cas où l'on utilise la source d'impulsions de synchronisation extérieure, 6, l'impulsion de démarrage des oscillations est fournie par ladite source 6 dont la période de récurrence est généralement très supérieure à At et égale à la période To définie cidessus.
On peut aussi utiliser, au contraire, une période To très légèrement supérieure à At, de façon que l'oscillateur de relaxation puisse se synchroniser sur At.
Le générateur 1 et le récepteur 4 peuvent d'ailleurs être combinés en un seul tube, comme on le montrera ci-dessous.
Dans le cas de la fig. 2, le générateur d'impulsions 1 est constitué par un oscillateur bloqué composé d'une pentode EL84, par exemple, ayant sa cathode 7 à la masse; sa grille de commande 8 est polarisée par une source lui fournissant une tension continue B réglable au moyen d'un potentiomètre, à travers une résistance de fuite de valeur réglable 9; elle est fortement couplée au circuit de plaque au moyen d'une inductance commune 10 dont un point
1 1 est relié à la masse, et au moyen d'un condensateur 12. L'écran 13 du tube 1 est connecté à la sortie d'un tube 28.
Ce tube 28 est une pentode EL84 qui sert à amplifier à la fois les impulsions de démarrage fournies par la source 6, d'un type connu, et les impulsions de synchronisation obtenues à partir des échos présents à la sortie du récepteur 4. Ces éléments, de même que le fréquencemètre 5, sont d'un type connu et ne seront pas décrits en détail.
La grille suppresseuse 14 du tube 1 est connectée à la masse.
HT désigne la source de haute tension continue de plaque et d'écran des tubes 1 et 28, 15 une self de choc, 16 une résistance de charge de la plaque du tube 28, 17 une capacité de liaison. Un point t 18 de l'inductance 10 est relié à un quartz 2 jouant le rôle de transducteur piézo-électrique. Ledit transducteur est relié au récepteur 4 comprenant, dans l'ensemble décrit, 4 pentodes 6BX6 connectées en cascade.
Le circuit de plaque du dernier tube du récepteur 4 est constitué par l'enroulement primaire 19 d'un transfor matèur dont le secondaire 20 est connecté à un détecteur à cristal 21 connecté à une capacité et à une résistance de détection (22 et 23) et suivi d'une cellule de filtrage composée d'une résistance 24 et d'une capacité 25; cette cellule est connectée, par l'intermédiaire d'une capacité de liaison 26 et d'une résistance de fuite 27 à la grille de commande du tube 28 dont les circuits comprennent des organes de réglage de l'amplitude des échos et des organes de mise en forme des impulsions-échos, organes d'un type connu et non figurés.
Le fonctionnement du dispositif de la fig. 2 est illustré par la fig. 3 dans laquelle on a représenté la tension de grille Vg du tube 1 en fonction du temps
t. On suppose que les deux premières oscillations figurées se produisent en l'absence d'écho, la période
de relaxation To de l'oscillateur bloqué 1 étant alors
imposée par la cadence des impulsions récurrentes fournies par la source 6. Bien entendu, la figure repré
sente la forme des impulsions du courant de grille et non les oscillations haute fréquence, de fréquence
5 Mcs par exemple, qui les constituent. On prendra, par exemple, To = 50 s, donc très supérieur aux
2d valeurs de At, définies par la formule At = -, dans
v laquelle d varie, dans l'exemple décrit, de 6 mm à
10 m.
Les valeurs correspondantes de At sont, dans un métal où la vitesse de propagation des ultrasons est v = 4500 mètres/s, par exemple, 2,6 61ls à 4,4 ms.
Quand les échos, déterminés par un obstacle situé à la distance d du palpeur, parviennent sur la grilleécran de l'oscillateur bloqué (après détection par le cristal 21 et les circuits associés, et amplification par le tube 28), ils synchronisent les impulsions produites par ce dernier sur leur période de récurrence At, ce qu'on a représenté pour les troisième et quatrième impulsions de la fig. 3. Bo étant la tension de déblocage du tube 1, l'amplitude des impulsions de démarrage produites par la source 6 et celle des échos doivent évidemment être supérieures à AB = B-Bo pour que le fonctionnement décrit ci-dessus se produise.
L'amplificateur 28 permet de régler convenablement ces amplitudes et les circuits de mise en forme des impulsions mentionnés ci-dessus permettent d'obtenir des tops très brefs correspondant au début de chaque écho et d'amplitude pratiquement indépendante de celle des échos: de cette façon, le déclenchement de l'impulsion émise par l'oscillateur bloqué se produit à un instant sensiblement indépendant de l'amplitude des échos reçus et défini uniquement par leur période de récurrence dont on obtient ainsi une mesure précise.
D'autre part, en réglant convenablement la polairisation B, on peut faire varier l'amplitude minimale des échos repérés par l'appareil et éliminer ainsi certains échos parasites indésirables. La constante de temps bt de relaxation de l'oscillateur bloqué peut être réglée en. faisant varier la valeur de la résistance 9
(6t est pris inférieur à At pour que les échos se pro disent t après la fin de l'oscillation de relaxation, quand Vg = B)
Le principe de la mesure de d à l'aide de l'appareil de la fig. 2 est le suivant: on mesure, au moyen du fréquencemètre 5, la fréquence de récurrence
des impulsions émises, qui, comme le montre la
fig. 3, est égale à celle des échos reçus et on en déduit d.
Dans la fig. 4, 1-4 désigne un tube oscillateur pentode type 3Q4, par exemple. Certains des éléments des circuits de ce tube sont désignés par les mêmes références que les éléments correspondants de la fig. 2, la prise 18 de connexion des oscillations au palpeur 2 étant ici remplacée par une bobine 18' de couplage inductif, 29 et 30 désignant respectivement un condensateur et une résistance qui permettent de prélever sur la plaque les impulsions produites par l'oscillateur bloqué 1-4 et 31, une capacité de liaison transmettant lesdites impulsions à la grille de commande 32 du tube 33.
Ce dernier est, par exemple, une pentode 3Q4 dont la cathode 34 et la grille suppresseuse 35 sont connectées à la masse et qui joue à la fois le rôle d'un oscillateur (par sa grille-écran 36, connectée, par l'intermédiaire de la résistance de protection 37, à l'une des bornes du circuit oscillant de plaque composé de la capacité variable 38 et de l'inductance 39 dont le point milieu 40 est relié à un transformateur 41 alimentant un haut-parleur 42 et connecté à la source HT de haute tension de plaque) et le rôle d'un mélangeur. Sa grille de commande 32 est polarisée par la batterie B, à travers la résistance 43. Les impulsions du courant de plaque du tube 33 sont, d'autre part, partiellement transmises à la grille de commande 8 du tube 1-4, par l'intermédiaire du potentiomètre 44 et de la capacité de liaison 45.
Le fonctionnement de l'oscillateur bloqué 1-4 est illustré par les fig. 5, 6 et 7 dans lesquelles les mêmes références se rapportent aux mêmes grandeurs que dans la fig. 3. Comme il n'existe pas, dans le cas de la fig. 4, de source de synchronisation 6, la constante de temps bt de l'oscillateur bloqué définit sa période
To de relaxation en l'absence d'échos.
Dans le cas de la fig. 4, on règle la période To, au moyen du potentiomètre 9, à une valeur légèrement supérieure à At. (Par exemple, on prendra
1 ¯ 1
To = 18 Kcs pour = 20Kcs; haute fréquence d'oscillation : 1 à 5 Mcs.)
Dans ces conditions, quand les échos parviennent à l'oscillateur bloqué 1-4 (ainsi désigné parce qu'il remplit à la fois la fonction de l'émetteur 1 et du récepteur 4 des fig. 1 et 2), ce dernier se synchronise automatiquement au voisinage de la période de récurrence fondamentale At des échos (fig. 5).
Les impulsions à la fréquence At, dont chacune est constituée par l'enveloppe des oscillation. s à haute fréquence, sont mélangées après détection dans le tube 33 à une oscillation basse fréquence dont la fré quence est égale à la fréquence fondamentale de résonance d'une pièce saine (20kas dans l'exemple décrit). Le battement acoustique obtenu est entendu grâce au haut-parleur 42. Pour une pièce saine, on observe donc un battement nul.
La fig. 6 illustre une analyse plus précise du phénomène: on considère quatre échos de fond a b c d correspondant respectivement à une pièce saine, à une pièce très légèrement défectueuse et absorbant ainsi une partie de l'énergie de l'écho de fond, qui est légèrement amorti, et à des pièces dont la transparence va en décroissant. L'écho a (le seul intervenant à la fig. 5) coupe l'axe des temps en A1 (fig. 6) et l'on peut considérer, en. négligeant sa largeur, que l'oscillateur bloqué est déclenché à l'instant A. Dans le cas de l'écho b, il sera déclenché à un instant légèrement postérieur, c'est-à-dire à Atb. On entendra alors un battement grave dans le haut-parleur 42, et la pièce sera considérée comme légèrement défectueuse.
Dans le cas des échos. c et d, aucune synchronisation ne sera obtenue ; il en serait de même pour des pièces présentant des défauts importants susceptibles d'intercepter complètement l'écho de fond, les échos fournis par réflexion. sur les obstacles au sein de la pièce n'étant pas, dans s l'exemple de réalisation décrit, susceptibles de synchroniser l'oscillateur bloqué. L'appareil considéré permet donc, dans l'hypothèse de la fig. 6, de repérer uniquement les défauts se traduisant par une absorption n. de l'écho de fond comprise entre certaines limites définies par l'appareil et réglables en agissant sur To, par exemple.
Cette hypothèse cor respondrait à l'appareil de e la fig. 4 dans lequel on aurait supprimé le couplage (44-45) entre la plaque du tube 33 et la grille de commande du tube 1-4.
Dans la variante de réalisation dans laquelle ce couplage existe, le phénomène observé est celui de la fig. 7. Ce couplage fournit en effet l'impulsion s, qui sert de piédestal aux échos a b c d, si bien que: d'une part, l'écart A1 A,, s'en trouve nettement réduit par rapport à l'écart correspondant de la fig. 6 et, par suite, le battement correspondant à l'écho b pourra être inaudible; d'autre part, l'écho c déclenche cette fois l'oscillateur bloqué. L'intérêt de cette impulsion piédestal est de créer ainsi un seuil de dépistage, les échos, tels que b, correspondant à des pièces très légèrement défectueuses ne donnant lieu à aucun battement audible.
Ce piédestal déplace, d'autre part, la plage de mesure de l'appareil'écho c devient dépistable) et, en en réglant l'amplitude et la position, on peut régler ladite plage au mieux des dépistages à effectuer.
Dans la fig. 8, les mêmes références désignent les mêmes éléments que dans la fig. 4; le couplage du circuit oscillant de plaque de l'oscillateur bloqué constitué par un tube 3Q4, par exemple, au palpeur 2 est d'un type semblable à celui de la fig. 2 ; le circuit oscillant de plaque attaque l'une des grilles 51 de la double triode 48 montée en mélangeuse (type 3A5, par exemple), par l'intermédiaire du condensateur ajustable 46 et de la résistance 47. Un deuxième oscillateur 49, identique au premier, et dans lequel les éléments correspondants sont désignés par les mêmes chiffres, affectés de l'indice prime, est couplé, d'une part, à une charge fictive 2' d'impédance équivalente à celle du palpeur 2 supposé en l'air, d'autre part à l'autre grille 52 du tube 48.
Les deux potentiomètres 9 et 9', grâce à un couplage mécanique figuré par une ligne en traits mixtes sont constamment réglés à la même valeur de résistance de façon que la cadence de relaxation propre To des deux oscillateurs soit la même. Les deux cathodes 53, 54 du tube 48 sont connectées à la masse tandis que les deux plaques sont connectées à l'enroulement primaire 55, découplé pour la haute fréquence par le condensateur 56, d'un transformateur basse fréquence dont le secondaire 57 attaque, par exemple, un écouteur 58.
Le fonctionnement du dispositif de la fig. 8 est voisin de celui de la fig. 4. Mais, dans la variante de la fig. 8, grâce à la commande unique des périodes de récurrence des deux oscillateurs bloqués 1-4 et 49, quand le palpeur 2 est en l'air, on observe un battement nul à l'écouteur 58. Quand le palpeur 2 est appliqué sur la pièce 3, on entend un battement dépendant de la différence To-At, à condition que ces deux paramètres soient suffisamment voisins pour que les échos de période de récurrence At puissent synchroniser l'oscillateur 1-4. On peut donc, dans la variante de la fig. 8, effectuer des mesures d'épaisseur, en synchronisant l'oscillateur 1-4 par les échos de fond de la pièce, annulant le battement obtenu, par un réglage de la période de relaxation des deux oscillateurs, au moyen du potentiomètre 9, qui peut être gradué directement en épaisseurs.
L'appareil permet la mesure d'épaisseurs dont on connaît déjà l'ordre de grandeur: on peut ainsi éviter l'erreur qui serait due à une synchronisation, non pas. sur le premier écho, mais sur un autre des échos successifs obtenus, et qui aboutirait à une lecture égale, par exemple, à un multiple ou un sousmultiple de l'épaisseur réelle.
REVENDICATIONS :
I. Procédé de sondage au moyen de trains d'impulsions élastiques, dans lequel on reçoit, quand le milieu à sonder présente au moins certaines caractéristiques de transmission, les échos obtenus par réflexion n desdites impulsions sur des surfaces réflé- chissantes du milieu à sonder, caractérisé en ce que l'on synchronise la fréquence de récurrence des impulsions émises sur celle des échos reçus, cette fréquence commune de récurrence servant à indiquer la distance parcourue plar les ondes élastiques dans le milieu sondé, l'absence d'échos reçus ou de synchronisation indiquant que le milieu sondé ne présente pas lesdites caractéristiques de transmission.
Survey method and apparatus for its implementation
The present invention relates to a probing method by means of elastic pulse trains, in which we receive, when the medium to be probed present at. minus certain transmission characteristics, the echoes obtained by reflection of said pulses on reflective surfaces of the medium to be probed.
In various known methods of this type, we examine a series of echoes obtained by reflection of the pulses within the probed medium, separated by time intervals clearly less than the recurrence period of the pulses emitted, several. Successive echoes generally appearing on the screen of an oscilloscope between two transmitted pulses. successive. On the other hand, the recurrence frequency of the pulses emitted is independent of that of the successive echoes, the first being determined by the transmitter, Ct the second by the distance d traveled at speed v by the elastic pulses before they encounter a reflective surface.
The method forming the subject of the present invention is characterized in that one. synchronizes the recurrence frequency of the pulses emitted with that of the echoes received, this common recurrence frequency serving to indicate the distance traveled by the elastic waves in the probed medium, the absence of received echoes and of synchronization indicating that the probed medium is not does not exhibit said transmission characteristics.
A further subject of the invention is a probing apparatus for implementing this method.
The appended drawings relate to examples of implementation of the method according to the invention and to embodiments of the apparatus according to the invention.
Fig. 1 is the general diagram of the various embodiments which will be described;
fig. 2 shows a particular embodiment of a thickness measuring device;
fig. 3 illustrates the operation of the apparatus of FIG. 1;
fig. 4 shows another particular embodiment of an apparatus for detecting defects in metal parts;
figs. 5, 6 and 7 illustrate the operation of the apparatus of FIG. 4;
fig. 8 shows another particular embodiment of a thickness measuring device.
In fig. 1, 1 designates a generator of recurring electrical pulses, 2 a piezoelectric device which transforms them into elastic pulses which are transmitted to part 3, following the dotted paths, 4 a receiver of the electrical echoes obtained, 5 a control unit measurement of the recursion frequency of these echoes or a device making it possible to make said frequency beat with a reference frequency, 6 an optional external synchronization source.
The electrical pulse generator is normally synchronized by the echoes from receiver 4.
This naturally assumes that the period At of recurrence of the echoes is less than the period of recurrence To of the oscillation of the generator in the absence of echoes (in the case of a blocked oscillator or of another relaxation oscillator , for example, this is determined by the time constant of its resistance-capacitance circuit). The maximum measurable thickness will therefore be:
d max = (1)
2
In the case where the source of external synchronization pulses is used, 6, the pulse for starting the oscillations is supplied by said source 6, the recurrence period of which is generally much greater than At and equal to the defined period To above.
We can also use, on the contrary, a period To very slightly greater than At, so that the relaxation oscillator can be synchronized on At.
The generator 1 and the receiver 4 can moreover be combined into a single tube, as will be shown below.
In the case of fig. 2, the pulse generator 1 consists of a blocked oscillator composed of an EL84 pentode, for example, having its cathode 7 to ground; its control grid 8 is biased by a source supplying it with a DC voltage B adjustable by means of a potentiometer, through a leakage resistor of adjustable value 9; it is strongly coupled to the plate circuit by means of a common inductor 10, one point of which
January 1 is connected to ground, and by means of a capacitor 12. The screen 13 of tube 1 is connected to the output of a tube 28.
This tube 28 is an EL84 pentode which is used to amplify both the starting pulses supplied by the source 6, of a known type, and the synchronization pulses obtained from the echoes present at the output of the receiver 4. These elements , like the frequency meter 5, are of a known type and will not be described in detail.
The suppressor grid 14 of tube 1 is connected to ground.
HT designates the high voltage DC source of plate and screen of tubes 1 and 28, 15 a shock choke, 16 a load resistance of the plate of tube 28, 17 a link capacitor. A point t 18 of inductance 10 is connected to a quartz 2 playing the role of piezoelectric transducer. Said transducer is connected to receiver 4 comprising, in the assembly described, 4 pentodes 6BX6 connected in cascade.
The plate circuit of the last tube of the receiver 4 is constituted by the primary winding 19 of a mature transformer whose secondary 20 is connected to a crystal detector 21 connected to a capacitor and to a detection resistor (22 and 23) and followed by a filtering cell composed of a resistor 24 and a capacitor 25; this cell is connected, by means of a link capacitor 26 and a leakage resistor 27 to the control grid of the tube 28, the circuits of which comprise members for adjusting the amplitude of the echoes and shaping of impulses-echoes, organs of a known type and not shown.
The operation of the device of FIG. 2 is illustrated by FIG. 3 in which the grid voltage Vg of tube 1 is shown as a function of time
t. It is assumed that the first two oscillations shown occur in the absence of an echo, the period
relaxation To of the blocked oscillator 1 being then
imposed by the rate of the recurring pulses supplied by the source 6. Of course, the figure shown
feels the pulse shape of the gate current and not the high frequency oscillations,
5 Mcs for example, which constitute them. We will take, for example, To = 50 s, therefore much greater than
2d values of At, defined by the formula At = -, in
v which d varies, in the example described, from 6 mm to
10 m.
The corresponding values of At are, in a metal where the ultrasound propagation velocity is v = 4500 meters / s, for example, 2.6 61ls at 4.4 ms.
When the echoes, determined by an obstacle located at a distance d from the probe, reach the grid screen of the blocked oscillator (after detection by crystal 21 and the associated circuits, and amplification by tube 28), they synchronize the pulses produced by the latter over their recurrence period At, which has been shown for the third and fourth pulses of FIG. 3. Bo being the unblocking voltage of tube 1, the amplitude of the starting pulses produced by the source 6 and that of the echoes must obviously be greater than AB = B-Bo for the operation described above to occur.
Amplifier 28 makes it possible to adjust these amplitudes suitably and the pulse shaping circuits mentioned above make it possible to obtain very short tops corresponding to the start of each echo and of an amplitude practically independent of that of the echoes: from this In this way, the triggering of the pulse emitted by the blocked oscillator occurs at an instant substantially independent of the amplitude of the echoes received and defined solely by their period of recurrence, from which an accurate measurement is thus obtained.
On the other hand, by suitably adjusting the polarization B, it is possible to vary the minimum amplitude of the echoes identified by the device and thus eliminate certain unwanted parasitic echoes. The blocked oscillator relaxation time constant bt can be set by. varying the value of resistor 9
(6t is taken less than At so that the echoes occur t after the end of the relaxation oscillation, when Vg = B)
The principle of measuring d using the apparatus of FIG. 2 is the following: we measure, by means of the frequency meter 5, the recurrence frequency
of the pulses emitted, which, as shown in the
fig. 3, is equal to that of the echoes received and we deduce d.
In fig. 4, 1-4 denotes a type 3Q4 pentode oscillator tube, for example. Some of the elements of the circuits of this tube are designated by the same references as the corresponding elements in FIG. 2, the socket 18 for connecting the oscillations to the probe 2 being here replaced by an inductive coupling coil 18 ', 29 and 30 respectively designating a capacitor and a resistor which make it possible to take from the plate the pulses produced by the blocked oscillator 1 -4 and 31, a link capacitor transmitting said pulses to the control grid 32 of tube 33.
The latter is, for example, a 3Q4 pentode whose cathode 34 and suppressor grid 35 are connected to ground and which simultaneously acts as an oscillator (by its screen grid 36, connected, via of the protection resistor 37, to one of the terminals of the plate oscillating circuit composed of the variable capacitor 38 and of the inductor 39, the midpoint of which 40 is connected to a transformer 41 supplying a loudspeaker 42 and connected to the HV source of high plate voltage) and the role of a mixer. Its control grid 32 is biased by the battery B, through the resistor 43. The pulses of the plate current of the tube 33 are, on the other hand, partially transmitted to the control grid 8 of the tube 1-4, by the 'intermediate the potentiometer 44 and the link capacitor 45.
The operation of the blocked oscillator 1-4 is illustrated by figs. 5, 6 and 7 in which the same references relate to the same sizes as in FIG. 3. As it does not exist, in the case of fig. 4, of synchronization source 6, the time constant bt of the blocked oscillator defines its period
To relaxation in the absence of echoes.
In the case of fig. 4, we adjust the period To, by means of the potentiometer 9, to a value slightly greater than At. (For example, we will take
1 ¯ 1
To = 18 Kcs for = 20Kcs; high frequency of oscillation: 1 to 5 Mcs.)
Under these conditions, when the echoes reach the blocked oscillator 1-4 (so designated because it fulfills the function of both transmitter 1 and receiver 4 in fig. 1 and 2), the latter synchronizes automatically in the vicinity of the fundamental recurrence period At of the echoes (fig. 5).
The pulses at the frequency At, each of which is constituted by the oscillation envelope. s at high frequency, are mixed after detection in the tube 33 with a low frequency oscillation the frequency of which is equal to the fundamental resonant frequency of a sound part (20 kas in the example described). The acoustic beat obtained is heard thanks to the loudspeaker 42. For a healthy room, a zero beat is therefore observed.
Fig. 6 illustrates a more precise analysis of the phenomenon: we consider four background echoes abcd corresponding respectively to a sound part, to a very slightly defective part and thus absorbing part of the energy of the background echo, which is slightly damped, and to parts whose transparency decreases. The echo a (the only intervening in fig. 5) intersects the time axis at A1 (fig. 6) and we can consider, in. neglecting its width, that the blocked oscillator is triggered at time A. In the case of echo b, it will be triggered at a slightly later instant, that is to say at Atb. A low beat will then be heard in the loudspeaker 42, and the part will be considered as slightly defective.
In the case of echoes. c and d, no synchronization will be obtained; the same would apply to parts exhibiting significant defects capable of completely intercepting the background echo, the echoes provided by reflection. on the obstacles within the room not being, in the example of embodiment described, likely to synchronize the blocked oscillator. The apparatus considered therefore allows, on the assumption of FIG. 6, to identify only the defects resulting in absorption n. of the background echo between certain limits defined by the device and adjustable by acting on To, for example.
This hypothesis would correspond to the apparatus of FIG. 4 in which the coupling (44-45) between the plate of the tube 33 and the control grid of the tube 1-4 would have been eliminated.
In the variant embodiment in which this coupling exists, the phenomenon observed is that of FIG. 7. This coupling indeed provides the pulse s, which serves as a pedestal for the echoes abcd, so that: on the one hand, the deviation A1 A ,, is clearly reduced compared to the corresponding deviation of fig. 6 and, consequently, the beat corresponding to the echo b may be inaudible; on the other hand, the echo c this time triggers the blocked oscillator. The advantage of this pedestal pulse is thus to create a screening threshold, the echoes, such as b, corresponding to very slightly defective parts not giving rise to any audible beating.
This pedestal moves, on the other hand, the measuring range of the device (echo c becomes detectable) and, by adjusting its amplitude and position, said range can be adjusted to the best of the screenings to be carried out.
In fig. 8, the same references designate the same elements as in FIG. 4; the coupling of the plate oscillating circuit of the blocked oscillator constituted by a tube 3Q4, for example, to the probe 2 is of a type similar to that of FIG. 2; the plate oscillating circuit drives one of the gates 51 of the double triode 48 mounted as a mixer (type 3A5, for example), via the adjustable capacitor 46 and the resistor 47. A second oscillator 49, identical to the first , and in which the corresponding elements are designated by the same numbers, assigned the index prime, is coupled, on the one hand, to a fictitious load 2 'of impedance equivalent to that of the probe 2 assumed to be in the air, on the other hand to the other grid 52 of the tube 48.
The two potentiometers 9 and 9 ′, thanks to a mechanical coupling represented by a dashed line, are constantly adjusted to the same resistance value so that the specific relaxation rate To of the two oscillators is the same. The two cathodes 53, 54 of the tube 48 are connected to ground while the two plates are connected to the primary winding 55, decoupled for the high frequency by the capacitor 56, of a low frequency transformer whose secondary 57 drives, for example, a 58 earpiece.
The operation of the device of FIG. 8 is close to that of FIG. 4. But, in the variant of FIG. 8, thanks to the unique control of the repetition periods of the two blocked oscillators 1-4 and 49, when the probe 2 is in the air, a zero beat is observed at the listener 58. When the probe 2 is applied to the part 3, we hear a beat dependent on the difference To-At, on condition that these two parameters are sufficiently close so that the echoes of recurrence period At can synchronize oscillator 1-4. It is therefore possible, in the variant of FIG. 8, carry out thickness measurements, by synchronizing oscillator 1-4 by the background echoes of the room, canceling the beat obtained, by adjusting the relaxation period of the two oscillators, by means of the potentiometer 9, which can be directly graduated in thicknesses.
The apparatus allows the measurement of thicknesses of which the order of magnitude is already known: it is thus possible to avoid the error which would be due to synchronization, not. on the first echo, but on another of the successive echoes obtained, and which would result in a reading equal, for example, to a multiple or a sub-multiple of the real thickness.
CLAIMS:
I. Method of sounding by means of elastic pulse trains, in which, when the medium to be probed has at least certain transmission characteristics, the echoes obtained by reflection n of said pulses on reflective surfaces of the medium to be probed are received. , characterized in that the recurrence frequency of the pulses emitted is synchronized with that of the echoes received, this common recurrence frequency serving to indicate the distance traveled by the elastic waves in the probed medium, the absence of echoes received or synchronization indicating that the probed medium does not exhibit said transmission characteristics.