CH433781A - Dispositif de mesure de l'épaisseur d'un échantillon - Google Patents

Dispositif de mesure de l'épaisseur d'un échantillon

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CH433781A
CH433781A CH1076364A CH1076364A CH433781A CH 433781 A CH433781 A CH 433781A CH 1076364 A CH1076364 A CH 1076364A CH 1076364 A CH1076364 A CH 1076364A CH 433781 A CH433781 A CH 433781A
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pulses
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pulse
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CH1076364A
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Al-G Barnes
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Continental Oil Co
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B17/00Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations
    • G01B17/02Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations for measuring thickness
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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    • Y10S73/00Measuring and testing
    • Y10S73/901Digital readout

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description


  



  Dispositif de mesure de l'épaisseur   d'un      ecbantiilllon   
 La présente invention se rapporte à un dispositif de mesure de l'épaisseur d'un échantillon ayant au moins une surface à découvert.



   Dans la technique de la mesure on connaît des dispositifs servant à mesurer l'épaisseur d'un matériau dont une seule surface est accessible. Il en est ainsi lorsqu'on veut mesurer l'épaisseur de la paroi d'une canalisation, de réservoirs d'emmagasinage, de coques de bateau, etc.



  Parmi les procédés mis au point jusqu'à maintenant pour mesurer l'épaisseur dans ces conditions, le plus efficace utilise des techniques à ultrasons pour la mesure et l'examen   non destructifs des matériaux. Deux systèmes à    ultra-sons fondamentalement différents ont été proposés jusqu'à   maintenant, c'est-à-dire    le système résonnât qui, théoriquement au moins, mesure la fréquence fondamentale ou la fréquence harmonique de la partie consi  dérée    suivant le mode épaisseur et le système non résonnant qui est basé sur l'utilisation de la plage d'écho d'impulsions ultra-sonores. Ces deux systèmes à ultrasons, tels qu'ils ont été utilisés jusqu'à maintenant, ont des limitations qui ont empêché leur usage étendu.

   Un exemple concret de cette limitation réside dans les erreurs provoquées par les variations du couplage entre la sonde ou transducteur et l'article à mesurer. Ces erreurs sont particulièrement prononcées quand on utilise un transducteur connu dans la technique sous le nom de    <  : sonde à bulles. Une   sonde à bulles s'courante    comprend un transducteur qui est couplé à un article à mesurer par l'intermédiaire   d'une    colonne d'eau convenable.



   Les systèmes de mesure à ultra-sons actuellement disponibles qui sont suffisamment précis pour satisfaire aux normes de l'industrie ne sont guère portatifs parce qu'ils sont trop lourds et encombrants. Ceci est un problême sérieux car le   dispositif doit être fréquemment    utilisé dans un espace restreint où il est relativement difficile à un opérateur de le mettre à la   position néces-      saire. L'équipement du    type à résonance existe couramment dans des modèles ultra-portatifs mais il manque de précision.

   L'équipement utilisant le principe de l'écho d'impulsions est disponible commercialement aussi mais limité par sa taille et son poids.   A    titre d'exemple, divers récipients et canalisations utilisés dans une raffinerie de pétrole   doivent être contrôlés périodiquement pomr      détermineT dans qusNe    mesure la corrosion et les autres facteurs ont affecté   l'qpaiss, eur Ide leurs pareis.

   On    note ces vérifications   péfriodiques.    des   épaisseurs, de façon    pouvoir déterminer facilement le moment où il   devient    indispensable de remplacer un récipient ou une canali  sationparticulier.Les'dispositifsportatifs    de mesure   d'épaisseur actuellement. disponibles ne sont    pas   suffi-    sarment précis pour être entièrement dignes de confiance sauf pour un nombre   relativement restreint d'uti-    lisations.



   Il est clair que l'industrie a absolument besoin d'un dispositif portatif qui mesure, de façon non   destr-uctive    l'épaisseur d'un article avec   un. degré de précision suffi-    sant pour satisfaire   aux normes, de l'industrie. Ce dispo-    sitif devra être non seulement précis mais devra être capable aussi   d'ijadiq'uer      l'épaisseur. d'un objet dis façon à    permettre à un opérateur de lire rapidement l'épaisseur indiquée, par opposition à   l'affichNage    sur un tube   catho-      dique, par exemple.    Une manière   préférée de présentoir    la dimension mesurée est une   indication directe :

   sous la    forme d'une sortie directe fournissant'un moyen plus   direct. et plus. rapide d'interprétation.    Une indication directe obtenue   rapidement est de la plus grande impor-    tance dans une telle mesure d'épaisseur non destructive.



  Un tel appareillage permettrait d'obtenir des mesures effectuées   sur des conduites chaudes en acies    en un   temps compté en. secondes ptutôt qu'en minutes.    Le pro  blème'd'unlongtempsdemesureavecdesconduites    chaudes se pose particulièrement quand on mesure ces conduites avec une     sonde à bulles  . n    se dégage une grande quantité de vapeur de la colonne d'eau utilisée avec une telle sonde ce qui rend la mesure incontestablement incommode pour l'opérateur. Parfois, ceci interdit presque d'effectuer de telles mesures et même dans les meilleures circonstances, tend à provoquer des lectures erronées.

   Ce dispositif devrait   permettre à l'opérateur, s'    le désire, d'effectuer rapidement une série de mesures pour vérifier une lecture initiale ou pour obtenir plusieurs lectures en vue d'établir une valeur moyenne. Il serait également désirable que le dispositif n'utilise pas de rayonnement atomique pour l'opération de mesure comme dans beaucoup de dispositifs antérieurs ce qui évite d'exposer l'opérateur à un danger radioactif. Il est intéressant aussi que le dispositif soit capable de mesurer l'épaisseur d'un article pratiquement dans n'importe quelle condition et, en particulier que le dispositif soit capable de mesurer   l ? épaisseurçde la paroi d'une    conduite remplie de liquide.



   Le dispositif de mesure selon l'invention est   caracté-    risé en ce qu'il comprend un moyen pour   transmettre'un      signal'd'impulsion ultra-sonore dans l'échantillon à    travers la surface à découvert de l'échantillon et pour recevoir les impulsions ultra-sonores réfléchies à travers l'échantillon jusqu'à la dite surface à découvert ; un   gé-    nérateur de signaux pour produire un train d'impulsions successives ; un'compteur numérique sensible aux impulsions successives pour compter le nombre de ces impulsions ; une porte connectant le générateur de signaux au compteur pour régler le temps pendant lequel des   impulsionssuccessivessonttransmises    par ledit moyen générateur de signaux au compteur ;

   et un circuit de commande connecté à la porte et au moyen pour recevoir les impulsions réfléchies pour ouvrir la porte seulement pendant l'intervalle de temps entre deux impulsions ultra-sonores réfléchies successives sélectionnées, en sorte que ce compteur, en totalisant les impulsions émises par ledit générateur de signaux pendant ledit in  tervalle,    mesure deux fois le temps ide propagation d'une impulsion   ultrasonore    à travers l'échantillon, et indique ainsi l'épaisseur de l'échantillon.



   L'invention sera mieux comprise au cours de la description détaillée suivante, donnée à titre d'exemple, de quelques formes d'exécution particulières en regard des dessins annexés sur lesquels :
 la fig.   1    est un schéma synoptique d'une forme d'exécution préféré dans laquelle le transducteur peut être placé en   contact direct avec l'échantillon à mesurer    ;
 la fig. 2 illustre les formes d'onde de signaux qui sont engendrés dans le circuit, de la fig. 1.

   Les lettres qui sont utilisées pour désigner les diverses formes   d'onde    servent aussi à indiquer la partie   du circuit    de la   fig. 1 dans    laquelle ces formes d'onde apparaissent ;
 la fig. 3 est un schéma synoptique   d'une forme pré-      férée      quandletransducteur    est couplé à l'échantillon à travers une colonne de liquide ;
 la fig. 4 est   une illustration des    formes d'onde des signaux qui sont engendrés dans le circuit de la fig. 3.

   Ici de nouveau les lettres qui sont utilisées pour désigner les   diversesformesd'ondeserventaussiàindiquerles    parties du circuit de la fig. 3 dans lesquelles ces formes d'onde apparaissent ;
 la fig. 5 est un schéma synoptique d'une variante selon   laqueNe    le   translducteur {est cou, plé à l'échlantillon à    travers une colonne de liquide ; et
 la fig. 6 est une illustration des formes d'onde des signaux qui sont engendrés dans le circuit de la fig. 5.



  Les lettres qui sont utilisées pour désigner les diverses formes d'onde servent aussi à indiquer les parties du montage de la fig. 5 dans lesquelles cas formes d'onde apparaissent.



   En se référant maintenant aux dessins en détail, et en partioulier à la fig. 1, la référence 10 désigne d'une manière générale la forme préférée de dispositif de mesure d'épaisseur pouvant servir pour une grande partie des opérations d'inspection effectuées sur le terrain. Le dispositif est commandé par un générateur de commande ou oscillateur 12 qui fournit ides impulsions à intervalles de temps espacés de durée relativement courte pour fournir une série de mesures à chaque opération d'inspection et augmenter ainsi la précision du dispositif. comme il sera exposé ci-après. Un générateur d'impulsions 14 est connecté à et est, excité par le générateur de commande 12 pour produire une impulsion électrique de commande du transducteur 16.

   L'impulsion produite par le générateur 14 est naturellement d'une amplitude et d'une durée suffisantes pour exciter ou commander le transducteur 16, et peut être par exemple une impulsion de soixante volts ayant une durée de 0, 2 microseconde quand l'échantillon mesuré est en acier. Le transducteur 16 est d'un type convenable quelconque qui convertit une impulsion électrique en une impulsion ultra-sonore et qui répond à une impulsion ultra-sonore pour pro  duire alors une impulsion élaotrique, tel qu'un    transducteur du Type ZS fabriqué par Branson Instruments, Inc.,   Stamford,      Connecticut,    E. U. A.



   Dans la forme d'exécution de l'invention désignée par la référence 10 et illustrée sur la fig. 1, le transducteur 16 est placé en contaot direct avec une surface exposée 18a de l'échantillon 18 à mesurer. Une impulsion   ultnasonore produite    par le transducteur 16 traverse   l'échantillon 18    et est   réfléchie vsrs le transducteur    par la face   opposée 18b de l'échantillon.    Une partie de cette impulsion ultra-sonore réfléchie traverse la surface à découvert 18a de   l'échantillon    et excite le transducteur 16. Une partie, toutefois, de cette impulsion ultra-sonore réfléchie est réfléchie par la surface 18a vers la surface opposée 18b et y est de nouveau réfléchie vers   le trans-    ducteur 16.

   Comme précédemment, cette dernière impulsion réfléchie excite le transducteur 16 et une partie de l'impulsion est de nouveau réfléchis à travers l'échantillon 18. Ce processus se renouvelle à chaque excitation successive du transducteur 16, avec une amplitude réduite, jusqu'à ce que les impulsions   réglé-    chies n'ont plus une amplitude suffisante pour exciter le transducteur 16.



     Comme noté ci-dessus, chaque    fois que le transducteur 16 est excité par une   onde ultra-sonore, il produit    une impulsion électrique. La forme d'onde   A    de   l'impul-    sion électrique transmise au transducteur 16 et les impulsions électriques produites par le transducteur 16 est représentée en haut de la fig. 2. On notera que la première impulsion X représente l'impulsion transmise par le   générateurd'impulsion    14 pour exciter le transducteur 16, et les impulsions consécutives   V,,    Va et Vs   représententlesimpulsionsélectriquesengendrées    par le transducteur 16 en réponse aux impulsions ultra-sonores réfléchies qui ont été transmises à travers l'échantillon 18.

   On peut noter ici aussi que le laps de temps qui s'écoule entre les   impulsions réfléchies, telles que Vl et   
V2, représente, deux fois le temps de propagation   d'une    impulsion ultra-sonore à travers l'échantillon 18 entre les surfaces 18a et 18b, pourvu naturellement que l'échantillon 18 n'ait pas de défaut interne qui provoquerait aussi une   réflexion des impulsions ultra-sonores.   



  Quand le matériau de l'échantillon 18 est de l'acier et a une épaisseur de 25 mm environ, le temps qui s'écoule   en, tre l'apparition des impulsions ultra-sonores réflé-    chies, ainsi que le   temps entre l, es impulsions Vj ot V2,    est de quatre microsecondes environ.



   Le générateur d'impulsions   14    et le transducteur 16 sont connectés à un récepteur 20. Ainsi, le signal   d'en-    trée appliqué au récepteur 20 est la forme d'onde A représentée sur la fig. 2 consistant en une série d'impulsions représentant les temps d'apparition de l'impulsion transmise   et des impulsions réfléchies à travexs l'échan-    tillon 18. Le récepteur 20 est du type qui effectue une différentiation du signal d'entrée, en sorte que le signal de sortie du récepteur a la forme d'onde B représentée sur la fig. 2.

   Dans cette forme   d'onde    B, les pointes négatives correspondent aux fronts arrière des formes d'ondes des impulsions X,   Vl,      V2, et Vs et    commandent le fonctionnement   d'un    circuit basculeur 22 à travers une porte ET 24 comme décrit ci-après.



   Le circuit basculeur 22 est de construction courante, aves les bornes de sortie   habituelles   0   et   1  , aissi    qu'une borne d'entrée de déclenchement, désignée par T sur le dessin et une borne de remise à zéro désignée par
R sur le dessin. Comme il est bien connu dans la   techni-    que, le circuit basculeur produit un signal positif à la borne     0   et    pas de signal à la borne     1   quand    le basculeur est remis à zéro ou, est à un état     de    reposa, et les états des bornes de sortie     Oo et   1p    sont inversés quand un signal de sens négatif est appliqué à la borne de déclenchement du circuit.

   Ainsi, en supposant que la porte ET 24 soit ouverte à la partie initiale de la forme d'onde B, la première partie de sons négatif de la forme d'onde B déclenche le circuit basculeur 22 pour rendre la borne de sortie     1s' du circuit    positive et mettre la borne   ds sortie   Os* à zéro    volt, et les états de ces sorties sont inversés chaque fois que le circuit est déclenché par un signal de sens négatif. Dans ces conditions, la sortie     1    du circuit basculeur 22 est représentée par la forme d'onde C sur la fig. 2 et la   sortie   0s' du circuit    circuit est représentée par la forme d'onde D.



   La sortie     1   du    circuit basculeur 22 est d'abord   connceotée    à l'entrée de déclenchement d'un autre circuit basculeur 26 correspondant à tous égards au circuit basculeur précédemment décrit 22. La sortie        circuit basculeur 22 est connectée aussi à une porte ET 28.



  De mêmne, la sortie        circuit basculeur 26 circuit basculeur   nectée    à la porte ET 28. Cette dernière sortie a la forme d'onde E représentée sur la fig. 2. La porte 28 requiert des tensions positives sur ses deux entrées pour fournir un signal de sortie. Ainsi, les formes d'onde C et E sont appliquées à la porte ET 28 pour obtenir à la sortie de cette porte un signal ayant la forme d'onde F   représen-    tée sur la fig. 2.



   Un inverseur convenable 30 est connecté à la sortie de la porte ET 28 et au côté de commande de la porte
ET 24 pour convertir la forme d'onde   F.    en la forme d'onde G   représentés sur la fig.    2. En examinant la forme d'onde G, on observera que la porte 24 reste ouverte jusqu'à l'arrivée de la   seconde impulsion réflé-    chie   V2,    en sorte que le circuit basculeur 22 est déclenché par les impulsions X, Vl. et   V2    ayant une forme d'onde H représentée sur la fig. 2 qui correspond à la forme d'onde B jusqu'à   l'impulsion réfléchie Vg, indus.   



   Un compteur du type numérique, désigné d'une manière générale par la référence 32, reçoit des signaux du type impulsion d'un générateur de signaux 34 à travers une porte ET 36 quand elle est ouverte. Le compteur 32 se compose de préférence d'au moins deux compteurs décade 38   et. 40,    dont chacun possède une entrée de comptage indiquée par la lettre C sur le dessin et une borne de remise à zéro indiquée par la lettre R. Les compteurs décade 38 et 40 fonctionnent de la manière habituelle telle que quand le compteur 38 a compté jus  qu'à,    dix, une impulsion est transmise au compteur décade 40 et le compteur 38 recommence à compter.



  Les deux compteurs décade 38 et 40 sont de préférence munis aussi de lampes de signalisation affichant le compte total pour la lecture visuelle. Des compteurs 20 MC du type 5243L du type à     état solidqe   fabriqués    par   Hewlett-Packard    Co. de Palo Alto,   Californie,    ont été   utilisés-avec succès.   



   La porte 36 est commandée par la sortie     0   du    circuit basculeur 22 et la sortie     1  , du circuit basculeur    26 et, donc, par les formes d'onde D et E représentées sur la fig.   2    des dessins. La porte 36 est fermée jusqu'à ce que les deux signaux de commande soient positifs. Ainsi, en examinant la fig. 2, on voit que la porte 36 reste fermée jusqu'à l'apparition de la première impulsion   réflé-    chie   V1    et la porte reste   ouv, erte seulemenlt jusqu'à l'apW      parition de    la seconde   impulsion réfléchie V2.

   II : en      résulte que des    signaux ne sont transmis du générateur de signaux 34 au compteur 32 que pendant le temps séparant les impulsions réfléchies   V,    et   V2    qui, comme indiqué précédemment, est le double du temps de   propa-    gation d'une impulsion ultra-sonore à travers   l'échantil-    lon 18.



   Le générateur de signaux 34 produit un train   d'im-    pulsion successives qui sont appliquées au compteur 32 seulement quand la porte 36 est ouverte. Chaque impulsion produite par le générateur de signaux 34 provoque un compte   numérique dans île'compteur    32. En d'autres termes, le compteur 32 compte le nombre d'impulsions produites par le générateur 34 quand la porte 36 est ouverte. La forme d'onde I produite par le générateur de signaux 34 est représentée sur la fig. 2 et la partie de ce train d'ondes qui traverse la porte 36 est représentée par la forme d'onde J sur la fig. 2.

   Comme la vitesse d'une impulsion ultra-sonore à travers le matériau inspecté est constante et connue, on peut régler la fréquence de sortie du générateur de signaux 34 pour obtenir une in  dication    sur le compteur 32'directement en unités de longeur. Ainsi, quand'l'échantillon 18 est en acier, on peut fixer la fréquence de sortie du générateur de si  gnaux    34 à 11, 6 mégahertz pour obtenir une indication directe sur le compteur 32 en unités correspondant    dant      chacuneàdemmdel'épaisseurdel'échantillon    18.



   La formule, de base pour déterminer la fréquence désirée du générateur de signaux 34. est déterminée par : vt = s, dans laquelle v est la vitesse de l'impulsion ultrasonore à travers   l'échantillan    en unités de longueur par seconde ; t est le temps de propagation de l'impulsion   ultra-sonore, deux fois à travers l'épaisseur de l'échantil-    lon en secondes et s est le double de l'épaisseur de l'échantillon en mêmes unités de longueur. Comme une impulsion du générateur 34 fait avancer le compteur 32 d'une unité, la fréquence (f) du générateur 34 est égale à un cycle divisé par t.



   Dans un mode de réalisation préféré, la lecture est en centièmes de l'unité de longueur choisie et comme le temps de comptage réel est   ledouble'du    temps de propagation d'une impulsion à travers l'échantillon, la for  muleci-dessus'devient    :    '/2t = 0101   
 v   
Par suite, f (frÚquence du gÚnÚrateur 34) = v/@@
 0, 02'   
 Ebant donné que le. dispositif 10 est utilisé pour mesurer l'épaisseur de divers. types de matériaux, le   gé-    aérateur de signaux 34 est de   préférence-un    générateur à fréquence variable, de sorte que l'on peut en régler la   fréquencedesortieconformément    aux formules   ci-d :

   es-    sus quand on   utilise le'dispositif    10   pour divers matéri-    aux.



     Co, mme exposé cizcLessus, le générateur de    commande ou oscillateur 12 est utilisé pour répéter une mesure d'épaisseur plusieurs   fois, automatiquernent, au    cours de chaque opération d'inspection pour augmenter la précision du dispositif. Le générateur de commande   12    est connecté non seulement au générateur d'impulsions   14    mais aussi aux entrées de remise à zéro des deux circuits basouleurs 22 et 26 et des compteurs décade   38    et 40 pour remettre à zéro ces circuits et les   compteurs en même temps qu'il, excite le générateur    d'impulsions 14.

   Le laps de temps entre la production de chaque impulsion par le générateur de commande 12 doit être suffisant pour que le compteur 32 effectue son comptage afin de réaliser une mesure complète de l'épaisseur. Ce laps de temps, doit être au moins égal à quatre   fois le temps de propagation estimé d'une impul-    sion à travers   1'echanLil. llo : n 18 et. de preference a inter-    valles sensiblement plus longs que ce temps de propagation pour assurer qu'un comptage complet soit effectué dans les compteurs décade   38 et    40 pendant chaque opération de mesure.

   Dans   une forme de réalisation de    la présente invention, on a utilisé un générateur de commande émettant une impulsion toutes les quinze millisecondes quand on se servait du. dispositif pour mesurer l'épaisseur d'une plaque d'acier de 25 mm d'épaisseur environ. De ce fait, les compteurs. décade 38 et 40 étaient remis à   zéro toutes les quinze millisecondes    pour fournir à   l'oeil    nu une indication continue sur les   indica-    teurs lumineux des, compteurs.



   En résumé du fonctionnement du dispositif 10 on observera que, à la mise en service du générateur d'impulsions 14, le transducteur 16 transmet une impulsion ultra-sonore à travers la surface 18a de l'échantillon 18 qui est réfléchie en avant et en arrière à   travers l'échan-    tillon 18 entre les surfaces 18a et 18b. Chaque fois qu'une impulsion ultra-sonore   réSecbie    atteint la surface   18a,    une partie de cette impulsion traverse cette surface et excite le transducteur 16 qui transmet une série d'impulsions espacées dans le temps au récepteur 20.

   Les   impulsions électriques représentant les impulsions ultr. a-    sonores réfléchies sont espacées dans le temps d'un in  tervalle égal à deux    fois le temps de propagation d'une onde ultra-sonore à travers l'échantillon 18 entre les surfaces 18a et 18b.



   Le circuit de commande comprenant les circuits basculeurs 22 et 26, les portes 24 et 28 et l'inverseur 30 fonctionne en réponse aux impulsions électriques transmisos à et par le transducteur 16 pour maintenir la porte 36 fermée jusqu'à ce que la première impulsion ultra-sonore soit réfléchie à travers l'échantillon 18 et pour fermer de nouveau la porte à l'apparition de la seconde impulsion ultra-sonore réfléchie. L'ouverture et la fermeture de la porte 36 commande le laps de temps pendant lequel des signaux, du type impulsion sont transmis par le générateur de signaux 34 au compteur 32, en sorte que le compte effectué par le compteur 32 correspond à deux fois le temps de propagation d'une impulsion   ultra-. sonore à travers l'épaisseur    de l'échantillon 18.

   En choisissant convenablement la fréquence de sortie du générateur de signaux 34, le compteur 32 affiche le résultat directement en unités. de longueur. Quand on fait fonctionner le dispositif 10,   le générateur de com-   
 mande 12 fournit une série de mesures successives de
   l'épaisseur de F échantillon 18    en succession rapide, telle
 que pour l'opérateur du dispositif il apparaît une mesure
 continue et que cependant des mesures successives sont
 effectuées pour assurer une détermination précise de    répaisseur de l'échantillon.   



   Mode de réalisation de la fig. 3
 Dans beaucoup de cas, te1 que le contrôle de   condui-   
 tes chaudes, il n'est pas recommandé ou il est   inoppor-   
 tun de mettre le   transducteur. directement    en contact
 avec l'échantillon à mesurer. Dans ces cas, la pratique
 courante consiste à coupler le   transducteur à l'échantil-   
 lon à   traversurnecolonnedeliquidecommeillustré    sur la fig. 3. Comme représenté, on met en contact avec la
 surface à découvert 44a de l'échantillon 44 à mesurer un
 tronçon relativement court de tube ou tuy, au 42 de
 dimension permettant de recevoir à frottement doux le
 transducteur 16.

   On constitue la colonne de liquide 46
 en remplissant le tuyau 42 avec de   l'eau    ou avec de
 l'huile par une canalisation de remplissage convenable
 48. En pratique, on verse de   l'eau    ou de l'huile de façon
 sensiblement continue dans la canalisation de remplis
 sage 48 pour maintenir la colonne 46 entre le transduc
 teur 16 et   l'échantillon 44. du    fait qu'une partie du
 liquide tend à fuir entre   l'extrémité'du.    tube 42 et la sur
 face   44a    de l'échantillon pendant une opération de con
 trôle.

   Avec cet agencement, il est clair que quand le
 transducteur 16 engendre une impulsion ultra-sonore,
 une partie de cette impulsion est d'abord réfléchie vers
 le haut à travers la colonne 46 à partir de la surface 44a
 pour fournir une réponse impulsion du transducteur 16
 avant l'apparition des réponses désirées par les   réfle-   
 xions des impulsions ultrasonores sur la surface 44b de
 l'échantillon.



   Le dispositif 50 représenté sur la fig. 3 convient par
   ticulièrement    bien aux opérations d'inspection quand il
 est nécessaire ou, avantageux de coupler le transducteur
 16 à   FéchantiNon    44 à travers la colonne de liquide 46.



   Ce dispositif   utilisle un générateur d'impulsions    14 de la
 même manière que le, dispositif 10 décrit précédemment
 pour exciter le transducteur 16 et engendrer l'impulsion
 ultra-sonore qui se propage vers le bas à travers la co
   lonne de liquide    46 vers et à travers l'échantillon 44. Le
 générateur d'impulsions 14 et le transducteur 16 sont
 tous deux connectés à un récepteur 52 fonctionnant en
 amplificateur des impulsions électriques engendrées par
 le transducteur 16 en réponse aux impulsions   ultra-so-   
 nores réfléchies. La forme d'onde produite par le   récep-   
 teur 52 est indiquée par la lettre K et est représentée en
 haut de la fig. 4.

   On observera que la première impul
 sion X de la forme d'onde K correspond à l'impulsion
 électrique transmise par le générateur d'impulsions 14
 au   translduoteur    16 pour qu'il engendre l'impulsion
 ultra-sonore. Quelque temps plus tard, apparaît une
 impulsion Y dans la forme d'onde K qui représente la
   reflexion d'une    impulsion ultra-sonore par la surface à
 découvert 44a de l'échantillon 44 comme indiqué ci-des
 sus. L'impulsion Y est espacée de l'impulsion X d'un
 certain intervalle de temps égal. au temps de propagation
 d'une impulsion ultra-sonore à partir du transducteur 16
 vers le bas à travers la colonnade liquide 46 jusqu'à la
 surface 44a et ensuite vers le haut à travers la colonne
 de liquide jusqu'au transducteur.

   Il est clair que cet in
 tervalle de temps dépendra de la longueur de la colonne
 de liquide 46 et peut être, par exemple, de cent micro
 secondes. 



   Une partie de   l'impulsion ultravsonore engendrée    par le transducteur 16 pénètre la surface 44a de l'échantillon 44 et est réfléchie ensuite par la surface opposée   44b    de l'échantillon. Il est clair qu'une partie de cette impulsion réfléchie pénétrera la surface   44a set    se propagera vers le haut à travers la colonne 46 jusqu'au transducteur 16 ; tandis qu'une autre partie de l'impulsion sera réfléchie vers le bas   àtraversl'échantillon44.    Par suite, il appa  raîtra    une série   d'impulsion V, Va    et Vg dans la forme d'onde K à la suite de l'impulsion Y représentant les instants d'apparition des impulsions ultra-sonores   réflé-    chies.

   On peut noter aussi que comme chacune des impulsions ultra-sonores réfléchies se propage à travers la colonne de liquide 46, l'intervalle de temps entre   l'im-    pulsion Y et la première impulsion réfléchie   Vt,    et   l'in-    tervalle de temps entre chaque paire d'impulsions   réflé-    chies successives sont égaux au temps de propagation d'une impulsion ultra-sonore deux fois à travers   l'épais-    seur de l'échantillon 44. On notera de plus que la forme d'onde K représente la sortie du récepteur 52, puisque les impulsions fournies au récepteur ont une configuration irrégulière et n'ont pas les formes rectangulaires illustrées dans la forme d'onde K.

   Toutefois, le récepteur 52 conforme ces impulsions en impulsions sensiblement rectangulaires comme représenté par la forme d'onde K.



  De plus, ce sont les temps d'apparition des impulsions qui sont importants pour le fonctionnement du dispositif 50 et non la forme précise, des impulsions.



   La sortie du récepteur 52 est transmise à travers une porte ET 54 et un inverseur 56 à un circuit basculeur 58 quand la porte 54 est ouverte, comme il sera décrit ciaprès. Le circuit basculeur 58 est de   mêmne    construction que les circuits basculeurs 22 et 26 utilisés dans le dispositif 10 précédemment décrit. On notera aussi que deux circuits basculeurs supplémentaires 60 et 62 sont prévus dans le dispositif 50. Les circuits basculeurs 58, 60 et 62 sont interconnectés, la sortie     1   du    circuit basculeur 58 étant connectée à l'entrée de déclenchement du circuit basculeur 60 et la sortie     1aa du    circuit basculeur 60 étant connectée à l'entrée de déclenchement du circuit basculeur 62.



   En supposant que la porte ET 54 soit ouverte pendant la partie initiale de la forme d'onde K, la sortie de la porte aura la forme de la forme d'onde M représentée sur la fig. 4. On observera que la forme d'onde M correspond à la forme d'onde K par les impulsions X, Y, Vi et   V2.    L'inverseur 56 fonctionne de manière à inverser la forme d'onde M en la forme d'onde N comme illustré aussi sur la fig. 4. La forme d'onde N est transmise à l'entrée de déclenchement du circuit basculeur 58, en sorte que la sortie     1   dle    ce circuit est rendue positive à l'apparition de l'impulsion transmise X et reste positive jusqu'à 1'apparition de l'impulsion ultra-sonore Y initialement réfléchie et représentée par la forme d'onde P sur la fig. 4.

   On observera que la forme d'onde P reste à zéro volt jusqu'à l'apparition de la réflexion ou impulsion Vi et est ensuite de sens positif jusqu'à l'apparition de   l'im-    pulsion réfléchie   suivante V2.   



   Comme indiqué ci-dessus, la forme d'onde P commande le circuit   bas, culeur 60 en étant    transmise à   l'en-    trée de déclenchement du circuit. Par suite, la sortie          10    du circuit basculeur 60 correspond à la forme d'onde Q représentée sur la fig. 4. On notera ici que la forme d'onde Q reste à zéro volt   jusqu'à l'apparation    de   l'impul-    sion Y et est ensuite de sens positif et le reste jusqu'à 1'apparition de l'impulsion   V2    puisque la forme d'onde P ne   devient    pas de sens négatif jusqu'à ce moment.



  Ainsi, la forme d'onde Q est positive pendant un intervalle de temps égal au temps entre l'impulsion Y et   l'im-    pulsion réfléchie Va ; tandis que l'impulsion P (pendant cette même période) n'est positive qu'entre les temps d'apparition des   impulsionsV    et V2.



   La sortie     0   du circuit bascuSeur 62 est transmise à    la. borne de commande de la porte ET 54 et est illustrée par la forme d'onde L sur la fig. 4. On observera que    e    comme le signal d'entrée appliqué au basculeur 62 ne   devient pas de    sens négatif jusqu'au temps d'apparition de l'impulsions   V2,    la sortie     0      du circuit 62 restera positive jusqu'à ce moment pour maintenir la porte 54 ouverte. La porte 54, toutefois, se ferme à   l'instant d'ap-    parition de l'impulsion Va pour bloquer tout autre sortie du récepteur 52 à partir des circuits basculeurs.



   Un générateur de signaux 34, correspondant au   gé-      nérateur de signaux 34 tdécrit à    propos du dispositif 10, est utilisé pour transmettre un train d'impulsions successives à un compteur du type numérique 64 à travers une porte ET 66 quand la porte est ouverte. La porte 66 est connectée à et est commandée par les sorties    <     des deux circuits basculeurs 58 et 60. Ainsi, la porte 66 est commandés par la combinaison des formes, d'onde P et
Q illustrées sur la fig. 4, et, comme ces deux signaux ou formes d'onde de   commande doivent être positifs afiï)    d'ouvrir la porte 66, un examen de la fig. 4 montre que la porte ne sera ouverte qu'entre les temps d'apparition des impulsions réfléchies   Vt    et V2.

   Par suite, le train d'impulsions R produit par le générateur de signaux 34 ne traverse la porte 66 qu'entre les temps d'apparition des impulsions   Vt    et V2, comme représenté par la forme d'onde S sur la fig. 4. On peut noter aussi que cet intervalle de temps correspond à deux fois le temps de    e    propagation   d'uneimpulsionultra-sonoreà    travers l'épaisseur de l'échantillon 44.



   Le compteur 64 se compose de préférence de trois compteurs décade 68, 70 et 72 interconnectés de façon habituelle. Quand l'échantillon 44 mesuré à une épaisseur inférieure à   10    unités de longueur (par exemple inférieure à 25 cm), on règle la fréquence du générateur de signaux 34 de façon que le compteur décade 72 indique les dizaines ; le compteur décade 70 indique les dixièmes et le compteur décade 68 indique les centièmes pour afficher directement les mesures d'épaisseur en cent  ièmes    de l'unité de longueur (par exemple en 0, 25 cm).



  Les compteurs décade 68, 70 et 72 sont de préférence du même type que les compteurs décade 38 et 40 décrits précédemment au sujet du dispositif 10.



   Un générateur de commande ou oscillateur 12, correspondant au générateur de commande 12 décrit   précé-    demment au sujet du dispositif 10, est connecté au géné  rateu,    d'impulsions 14 et aux bornes de remise à zéro de tous les circuits   basculeurs    et des compteurs décade pour les remettre à zéro chaque fois que le générateur   d'im-    pulsions   14    est excité   d'une    manière similaire au   fonc-    tionnement du dispositif 10.

   Dans ce mode de réalisation de l'invention, le générateur de commande 12 transmet une série d'impulsions à chaque mise en service du dispositif 50, l'intervalle de temps entre les impulsions successives étant au moins aussi grand que quatre fois le temps de propagation d'une impulsion ultra-sonore à travers l'épaisseur de l'échantillon 44, plus deux fois le temps de propagation   d'une impulsion ultra-sonore à    travers la colonne 46, afin que les compteurs décade 68, 70 et 72 aient un temps. suffisant pour effectuer un compte complet pendant l'intervalle de temps entre   l'ap-    parition   des impulsions Vi et V2 illustrées    sur la fig. 4. 



  Dans une version   industrielle, le générateur. dle    commande 12 peut émettre ou produire une impulsion toutes les quinze millisecondes, ce qui est plus que suffisant pour effectuer une mesure de l'échantillon 44 et est encore suffisamment rapide pour qu'un observateur ne puisse pas voir une variation des indications du compteur décade 68, 70 et 72 à moins que le dispositif ne donne une indication erronée pendant une ou plusieurs des mesures. Si le dispositif fonctionne convenablement, l'observateur ne verra qu'une indication continue sur les compteurs décade pendant une opération de mesure même si une série, de mesures individuelles et de comptes individuels sont effectués.



   En résumé du fonctionnement, du dispositif 50, on observera que le circuit de commande (comprenant les circuits basculeurs   58,    60 et 62, la porte 54 et l'inverseur 56) recevront une série d'impulsions correspondant dans le temps à la transmission d'une impulsion ultrasonore par le transducteur 16, à la réception par le transducteur de la partie de l'impulsion ultra-sonore qui est réfléchie par la surface 44a de l'échantillon, et ensuite une série d'impulsions correspondant aux temps d'apparition des impulsions ultra-sonores réfléchies par la face inférieure ou surface   44b    de l'échantillon.

   Ce circuit de commande n'est sensible qu'aux impulsions qui parviennent dans le temps avant la seconde impulsion réfléchie par la surface 44b de l'échantillon et ouvre la porte 66 seulement pendant l'intervalle de temps entre la première et la seconde impulsions réfléchies par la surface 44b de l'échantillon. La porte 66   n'est    ainsi ouverte entièrement que pendant un intervalle de temps correspondant à deux fois le temps de propagation d'une impulsion ultra-sonore à travers 1'épaisseur, de   l'échan-      tillon    et le compteur 64   ne fonctioJme    que pendant cet intervalle de temps lors de chaque opération de mesure.



  Avec un choix approprié de la fréquence de sortie du générateur de signaux 34, le compteur 64 fournira une indication directement en centièmes de   l'unité de    lon  gueur (par exemple 2,    5 cm) de l'épaisseur de l'échantillon mesuré. Comme indiqué ci-dessus, le dispositif 50 convient particulièrement au contrôle d'échantillons aux hautes températures ou dans des conditions analogues requérant l'emploi de la colonne de liquide 46 pour coupler le transducteur 16 à l'échantillon, bien que cette forme de l'invention   puisse être u. tilisée quand le trans-    ducteur 16 peut être placé en contact direct avec l'échantillon inspecté.



   Mode de réalisation de la fig.   S   
 Une variante de l'invention est représentée sur la fig. 5.   Ce.dispositif,désignéd'unemanièregénérale    par la référence 110, utilise un générateur d'impulsions 14 qui est déclenché ou excité par une impulsion, ayant une forme d'onde Ai comme représenté sur la fig. 6, qui est reçue à travers un conducteur 113 d'un oscillateur de commande 12. Quand il est déclenché, le générateur d'impulsions émet une impulsion électrique, ayant une forme   d'onde Bi    comme représenté sur la fig. 6.



     L'Åampulsion électrique Bl    est transmise à travers un conducteur 116, à un transducteur 16 qui convertit une impulsion   électrique    en une impulsion ultra-sonore ou qui   convertit une impulsion-ultra sonore    en une impulsion électrique ou   signal. de tension.    Le transducteur 16 est couplé à un échantillon 120 à essayer, soit directement, comme représenté, soit à travers une colonne de liquide, de la manière décrite ci-dessus.



     L'impulsion électrique Bi    est convertie ou traduite par   le trauslducteiur 16 en    une impulsion ultra-sonore qui est transmise dans l'échantillon 120 à travers une surface   d'entrée 120a. Cette impulsion ultra-sonore se pro-    page à travers l'échantillon 120 jusqu'à ce qu'elle atteigne une surface en regard de la surface d'entrée   120a    qui peut être l'autre côté 120b de l'échantillon. Il est évident qu'une fêlure horizontale ou une autre discontinuité dans l'échantillon 120 qui formerait un plan réfléchissant de l'énergie ultra-sonore réfléchira les impulsions ultra-sonores. Les échos de l'impulsion ultra-sonore sont réfléchis ensuite vers la surface d'entrée 120a.

   Ces échos ou réflexions sont espacés et varient en amplitude avec une intensité diminuant progressivement. Les échos ou réflexions principalement intéressants sont les première et seconde réflexions sur le côté opposé   120b    de l'échantillon 120. Ces réflexions servent à déterminer l'épaisseur de   l'échaintilSon    120.



  Pour les objets métalliques qui ont une épaisseur   s'éle-    vant jusqu'à 1, 5 unité de longueur, on a découvert que l'on peut se fier à la première au moins   de deux réfle-    xions internes pour déterminer l'épaisseur de   l'échantil-   
Ion 120 et, dans la plupart des cas on peut utiliser une paire quelconque   de oes réflexions    pour déterminer cette dimension.

   Bien que dans la forme d'onde Cl deux réflexions seulement C'et   C"soient    représentées, on comprendra que l'impulsion transmise dans l'échantillon 120 provoquera un train de réflexions diminuant pro  gressivement.    Ces échos ou impulsions ultra-sonores sont réduits en énergie électrique par le transducteur 16 qui engendre des signaux électriques ayant une amplitude proportionnelle à l'intensité des impulsions ultrasonores. Ces signaux de tension, représentés sur la fig. 6 comme ayant la   forme d'onde Ci, sont empêchés    de pénétrer dans le générateur d'impulsions 14 par un redresseur de blocage convenable 122. Les signaux de tension Ci s'écoulent à travers un conducteur 124 vers une porte ET 125.



   La porte 125 est prévue pour empêcher les signaux de tension provenant du transducteur 16 de passer dans la partie suivante du circuit   pendant un temps prédéter-    miné après la   production-de    l'impulsion électrique   Bt    par le générateur d'impulsions 14. On peut voir sur la   forme d'onde C1, de    la fig. 2 que le transducteur 16 engendre un signal de tension oscillant pendant une courte période de temps après avoir été excité par   l'im-      pulsion électrique Bi. Ces oscillations,    si elles ne sont pas empêchées de pénétrer dans la partie suivante du circuit, obligeront le dispositif d'essai 110 à donner des réponses parasites et lui feront indiquer une mesure d'épaisseur inexacte.

   Dans le mode de réalisation particulier de l'invention représenté, le moyen de blocage comprend un multivibrateur un-coup 126 qui est con  necté    au générateur d'impulsions 14 par un conducteur convenable 128. La sortie du   multivibrateur    126 est un signal électrique, représenté par la forme d'onde D, sur la fig. 6, qui est fourni à un circuit additionneur 130 par l'intermédiaire   d'un    conducteur convenable 132. L'impulsion électrique   Bl    est appliquée aussi à travers le conducteur 128 à un amplificateur convenable 134 qui inverse   l'impulsion Bi    pour produire un. signal   électri-    que, représenté par la   tonne      d ? onde E,    sur la fig. 6.

   Le signal électrique Ei de l'amplificateur 134 est transmis à travers un conducteur convenable 136 au circuit   addi-      tionneur    130 qui additionne les   si, gnaux électrique D,    et
Et pour produire un signal électrique ayant une forme d'onde Fi, comme représenté sur la fig. 6. Le signal électrique Fi est transmis ensuite à travers un   conduc-    teur convenable 138 à la porte 125.



   La porte 125   requiert qu'un signal de tension    positif soit reçu par l'intermédiaire des deux conducteurs 124 et 138 pour pouvoir transmettre un signal. En se référant à la fig. 6, on voit que le signal électrique Fi, qui est le signal résultant des signaux   Dt    et   t Et,    va d'une valeur positive à zéro et reste pendant un laps de temps prédéterminé avant de revenir à la valeur positive.

   Il est   évi-    dent que comme aucun signal électrique n'est reçu par la porte 125 à travers le conducteur 138 ; le signal de   ten-    sion oscillant Ci engendré par le transducteur 16   immé-      diatement    après avoir été excité par l'impulsion électrique   Bt    est empêché, de la traverser, ce qui interdit au dispositif d'essai 110 de fournir une réponse erronée.



   Après que la porte 125 a empêché les signaux de tension de la traverser pendant un temps prédéterminé, elle laisse passer ensuite les signaux de tension C'et C" représentant le premier et le second échos ou réflexions.



  Un récepteur convenable ou amplificateur 142 est con  necté    à la porte 125 à travers un conducteur 144 pour être excité par les signaux électriques reçus. Les signaux de tension Ci reçus par le récepteur 142 sont amplifiés et mis en forme d'impulsions à pointes G'et G", comme représenté par la forme d'onde   Gt    sur la fig. 6. La sortie de l'amplificateur 142, qui est constituée par les impulsions électriques G'et G", est transmise à travers un conducteur convenable 146 à une porte 148. Il est fourni un moyen pour traduire la différence de temps entre les impulsions G'et G"en un nombre indiquant l'épaisseur de l'échantillon 120 et ce moyen est désigné d'une manière générale sur la fig. 5 par la référence 149.



  Ce moyen indicateur 149 comprend la porte 148 qui reçoit aussi un signal électrique, représenté par la forme d'onde Hi sur la fig. 6, de l'oscillateur de commande 12 à travers le conducteur 150.



   Le signal électrique Ai transmis par l'oscillateur 12 à travers le conducteur 113 est reçu aussi par un premier circuit basculeur 152. Le signal de sortie     0   du    circuit basculeur 152, quand il est déclenché par le signal   Ai,    est transmis à travers un conducteur convenable 154 à la porte 148. Le signal de sortie     0   du    basculeur 152 est   représenté par la forme d'onde Ii de    la fig. 6.



  Comme, des signaux électriques doivent être reçus à travers les conducteurs 146, 150 et 154 pour que la porte 148 transmette un signal, on voit que les signaux   électri-    que,   Ht    et li doivent être reçus par la porte 148 pour que le signal de tension   G'provenant    du récepteur 142 puisse passer. Quand il en est ainsi le signal de tension
G'est transmis par la porte 148.



   Un inverseur 156, qui peut être un amplificateur convenable, inverse le signal G'et transmet un signal électrique, représenté par la forme d'onde   J'sur    la fig. 6, à travers un conducteur convenable 158 pour déclencher un deuxième circuit basculaur 160 : la sortie     1   du    circuit basculeur 160 est un signal, représenté par la forme d'onde   Kt    sur la fig. 6, qui est transmis à travers un conducteur 162 à un circuit de déclenchement convenable 164. La porte 164 doit recevoir un signal positif du conducteur 162 et, du conducteur 166 avant de transmettre un signal.



   Un oscillateur ou générateur de signaux 168 convenable engendre un train d'impulsions d'amplitude constante, représenté par la forme d'onde Li sur la fig. 6, qui est appliqué à la porte 164 à travers le conducteur 166 de sorte que quand un signal est reçu à travers le conducteur 162 un train, d'impulsions électriques, représente par la forme d'onde Mi sur la fig. 6, peut la traverser. Les impulsions électriques Li sont représentées à titre d'illustration sous la forme   d'impulsions rectangu-    laires exagérées mais il est clair que l'on peut faire appel à des impulsions ayant des fréquences désirées et à d'autres formes d'onde.

   On peux varier la fréquence du signal engendré par le générateur de signaux 168 :
 Le signal   électrique Mt transmis par    la porte 164 est transmis à travers un conducteur convenable 170 à un compteur 172 pour compter le   sign, al pulsé Mt pendant    une période de temps. A la réception du signal   Mt    le compteur   172    commence à compter. L'amorçage du comptage par le compteur 172   correspond ainsi à l'exci-    tation du récepteur 142 par la première réflexion interne reçue de l'échantillon 120. La sortie compteur 172 est affichée visuellement sous la forme d'un nombre qui indiquera l'épaisseur, de. l'échantillon 120.

   Dans une réalisation réussie Ide la   présente invention, un signal M    ayant une fréquence, de 11, 6 MHz fait afficher au compteur 172 une indication en centièmes de l'unité de longueur. En conséquence, si on désire que les indications soient affichées en millièmes de cette unité de longueur (qui est par exemple 2, 5 cm comme précédemment), on doit régler la fréquence du signal Mi produit par le   gé-    nérateur de signaux 168 à 116 MHz.

   Quand une pre  mière    partie 172a, qui peut être un compteur décade, du compteur 172 a atteint la limite de son comptage, un signal électrique est dirigé par l'intermédiaire d'un conducteur convenable 174 vers une, seconde partie 172b, qui   psut    être aussi un compteur décade, du compteur    r    172 qui reprend ensuite le comptage.



   Quand une réflexion suivante ou second écho de l'impulsion ultra-sonore est reçue par le transducteur 16 et amplifiée en une impulsion à pointes G"par l'amplificateur 142, le basculeur 160 est déclenché de sorte que le   signal électrique Kl transmis    par le conducteur 162 passe à zéro. Cela oblige le signal électrique M1 à passer aussi à zéro et provcque l'arrêt du comptage par le compteur 172. Ainsi, le compteur 172 est désexcité par la seconde excitation du récepteur 142 par la seconde réflexion interne résultant de l'impulsion initiale transmise dans l'échantillon 120.

   Il est clair que les erreurs commises dans la détermination de l'épaisseur de l'échantillon 120 qui résultent des variations du cou  plag    du transducteur 16 à l'échantillon sont éliminées du fait que l'épaisseur est déterminée par la différence de temps entre la première et la seconde réflexions internes. Ces réflexions internes parcourent la même distance dans l'échantillon 120. La sortie visuelle du compteur 172 indique ensuite directement l'épaisseur de l'échantillon essayé sous la forme d'un nombre.



   Quand le second basculeur 160 est déclenché par le second signal de tension pulsé G"provenant de l'amplificateur 142, il transmet un signal électrique par sa   borne de sortie  < s0  , représenté    par la forme d'onde   Nl    sur la fig. 6, à travers un conducteur convenable 176 à un circuit additionneur 178. En examinant la forme d'onde   Nt    on voit que quand un premier signal de tension G'a été reçu de l'amplificateur 142, le circuit basculeur 160 a été déclenché de sorte que le signal de sortie à travers le conducteur 176 est passé d'une valeur positive à zéro et y est jusqu'à ce que le circuit basculeur 160 ait été déclenché de nouveau par un signal de ten sion suivant G".

   A ce moment, le signal de tension Nu est retourné de nouveau à une valeur positive et un signal de tension, représenté par la forme d'onde   Ol,    est transmis par le circuit   additionneuir    178. Le signal qui 
 est transmis par le circuit 178, dans la présente illustra
 tion, a une forme d'onde   Ot    qui est la même que la
 forme d'onde   Nl.    Comme il sera exposé ci-après toutefois ceci ne peut pas être toujours vrai du fait que le signal électrique    l    peut avoir d'autres formes d'onde suivant le signal transmis par le circuit additionneur   178.   



   Un inverseur convenable 180 est intercalé sur le
 conducteur 182 qui relie le circuit additionneur 178 au basculeur 152 pour inverser le signal électrique 0,
 transmis par le circuit additionneur 178. Le signal élec
 trique transmis par l'inverseur 180, représenté sur la fig. 6 comme ayant une forme d'onde   Pi,    déclenche le
 premier circuit basculeur 152 en sorte que sa sortie passe à zéro. Le circuit ou dispositif 110 reste ensuite au repos jusqu'à ce que 1'oscillateur de commande 12 remette de nouveau à zéro les circuits basculeurs 152 et
 160 et le compteur 172   au moyen Sd'un sigual Al transP    mis par le conducteur 113.



   Il est fourni un moyen pour arrêter le fonctionnement du dispositif d'essai 110 si l'épaisseur mesurée est au-delà de la gamme du   ! dispositif    110. Ce moyen peut comprendre un conducteur 184 connecté à la deuxième partie 172b du compteur 172 et au circuit additionneur
 178. Ainsi, quand on rencontre un intervalle de temps entre les réflexions ou échos successifs qui indique une épaisseur dépassant la sensibilité du dispositif 110, un signal émis par le compteur 172 sera transmis à travers le conducteur 184 au circuit additionneur 178 pour empêcher le déclenchement du basculeur 152. Comme le signal   L'est passé à zéro la    porte 148 est de ce fait empêchée de transmettre un signal dans l'éventualité de la réception   d'un    autre signal G"de l'amplificateur 142.



  Ainsi, le dispositif 110 reste à une position   de repos   en attendant d'être remis à zéro par l'oscillateur de commande 12.



   D'après ce qui précède, on voit que la présente in  vention fournit    un nouveau dispositif de mesure non destructive servant à déterminer l'épaisseur d'un article.



  Ce dispositif nouveau utilise la première réflexion interne   d'une    impulsion transmise dans l'article pour exciter un   compteur qui    commence à compter. La seconde réflexion interne ou réflexion suivante est utilisée par le dispositif pour désexciter le compteur et arrêter son comptage à un nombre décimal qui indique l'épaisseur de 1'article en unités convenables et qui peuvent être par exemple des centimètres ou des unités de 2, 5 cm. Il est clair que l'invention élimine sensiblement les erreurs introduites par le couplage du transducteur à l'article essayé puisque la mesure de l'épaisseur de l'article ne dépend que de la différence de temps entre la première et la seconde réflexions internes qui traversent le même trajet dans l'article.

   Ce dispositif indique clairement et rapidement l'épaisseur d'un article au moyen d'un affichage numérique. Il est clair aussi que le nouveau   dispo-    sitif de mesure non destructive peut être monté facilement à partir de composants et d'éléments facilement disponibles en un ensemble portatif qui se transporte facilement pour les essais dans des endroits divers.



  Enfin, il est clair que la présente invention fournit un dispositif de mesure non destructive nouveau qui est de construction simple, qui peut être fabriqué économiquement et qui a une longue durée de service.


Claims (1)

  1. REVENDICATION Dispositif de mes'ure de l'épaisseur d'un échantillon ayant au moins une surface à découvert, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen (14, 16) pour transmettre un signal d'impulsion ultra-sonore dans l'échantillon à travers la surface à découvert (18la), de l'échantillon et pour recevoir les impulsions ultra-, sonores (16, 20) réflé- chies Ó travers 1'Úchantillon jusqu'Ó ladite surface Ó dÚcouvert; un gÚnÚrateur de signaux (34) pour produire un train d'impulsions successives; un compteur numÚrique (32, 38, 40) sensible auxdites impulsions successives pour compter le nombre de ces impulsions ;
    une porte (36) connectant le générateur de signaux au compteur pour régler le temps pendant lequel des impulsions sue- cessives sont transmises par ledit moyen générateur de signaux au compteur ; et un circuit de commande (22, 26, 30, 24, 28) connecté à la porte et au moyen pour recevoir les impulsions réfléchies pour ouvrir la porte seulement pendant l'intervalle de temps entre deux impulsions ultra-sonores réfléchies successives sélectionnées, en sorte que ce compteur, en totalisant les impulsions émises par ledit générateur de signaux pen- dant ledit intervalle, mesure deux fois le temps de pro pagation d'une impulsion ultra-sonore à travers 1'échan- tillon, et indique ainsi l'épaisseur de l'échantillon.
    SOUS-REVENDICATIONS 1. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que le moyen pour transmettre un signal d'impulsion ultra-sonore dans l'échantillon et pour recevoir les impulsions réfléchies à travers l'échantillon comprend un transducteur (16) pour convertir les impulsions électriques en impulsions ultra-sonores et les impulsions ultra-sonores réfléchies en impulsion électriques, ce transducteur ayant une dimension lui permettant d'être placé en contact direct avec la surface à découvert de l'échantillon ; et le circuit de commande comprend deux basculeurs (22, 26) pour ouvrir la porte en réponse à la seconde impulsion électrique transmise au circuit de commande et pour fermer cette porte en réponse à la troisième impulsion électrique transmise au circuit de commande.
    2. Dispositif selon la sous-revendication 1, caracté- risé en ce que le circuit de commande comprend de plus un récepteur (20) connecté au transducteur (16) et à l'un des circuits basculeurs (22) ayant une sortie qui est une différentielle de son entrée pour actionner le basculeur respectif.
    3. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que ledit moyen de transmission d'un signal d'impulsion ultra-sonore dans l'échantillon et pour recevoir les impulsions réfléchies à travers l'échantillon comprend un transducteur pour convertir les impulsions électri- ques en impulsions ultra-sonores et vice-versa, et un moyen pour établir une colonne de liquide (46, fig. 3) couplant le transducteur à la surface à découvert de l'échantillon ;
    et le circuit de commande comprend trois basculeur, s (38, 60, 62) pour ouvrir la porte (66) en réponse à la troisième impulsion électrique transmise au circuit de commande et pour fermer cette porte (66) en réponse à la quatrième impulsion électrique transmise au circuit de commande, en sorte que l'impulsion élec- trique transmise par le transducteur (16) en réponse à l'impulsion réfléchie par la surface (44a) à découvert de l'échantillonàtraverslacolonnedeliquide (42) est blo- quée par le circuit de commande.
    4. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que ledit moyen de transmission d'un signal d'impulsion ultra-sonore comprend un transducteur (16) pour convertir les impulsions électriques en impulsions ultra-so- nores et vice-versa. et un moyen pour établir une co lonne de liquide (42) couplant le transducteur à l'échan- tillon, et en ce que ledit circuit de commande comprend un récepteur (142) une porte ET (125) reliant le transducteur au récepteur et un moyen connecté au générateur d'impulsions et à la porte ET pour fermer la porte ET jusqu'à l'arrivée de l'impulsion électrique produite par le transducteur en réponse à 1'impulsion ultra-sonore réfléchie par la surface à découvert de l'échantillon à travers ladite colonne de liquide.
    5. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que ledit compteur comprend une série de compteurs décade (152, 160), chaque compteur décade ayant un affichage visuel pour fournir une indication décimale de l'épaisseur de l'échantillon.
    6. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que le générateur de signaux (34) comprend un généra teur à fréquence variable, flde sorte que la fréquence des impulsions successives commandant le compteur numé- rique peut être mis, en corrélation avec la vitesse des impulsions ultra-. sonores à travers le matériau de l'échantillon contrôlé pour produire une indication directe en unités de longueur sélectionnées.
    7. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que le circuit de commande comprend une série de basculeurs (22, 26), les basculeurs et ledit compteur ayant t chachun une borne d'entrée de remise à zéro ; ledit moyen (16) pour transmettre un signal d'impulsion ultrasonore dans l'échantillon comprend un générateur d'impulsion (14) et un générateur de commande (12) connecté aux bornes de remise à zéro des basculeurs (22, 26) et du compteur (32) et au générateur d'impul sions (14) pour remettre à zéro automatiquement les basculeurs et le compteur et actionner le générateur d'impulsions un certain nombre de fois pendant chaque contrôle à intervalles espacés dans le temps plus grands que le temps estimé,
    mis par une impulsion ultra-sonore pour aller du transducteur à travers s une épaisseur égale à quatre fois l'épaisseur attendue de l'échantillon et pour retourner au transducteur, afin d'obtenir une série de mesures successives de l'épaisseur à chaque contrôle.
    8. Dispositif selon la sous-revendication 7, caracté- risé en ce que lesdits circuits basculeur. s (22, 26) ont chacun une borne de sortie 0) > et 1 , la borne de sortie ls premier premier basculeur étant connectée à la borne d'entrée de déclenchement du second circuit basculeur ; une première porte ET (28) est connectée à la sortie 1 de chacun dles cd, rcuits basculeurs ; et il est prévu un inverseur (30) connecté à la sortie de la pre mière porte ET ;
    une seconde porte ET (24) relie la sortie du récepteur (20) et la sortie de l'inverseur (30) à la borne de déclenchement du premier circuit basculeur (22) pour déclencher ledit circuit basculeur (22) à l'ap- parition de chaque impulsion électrique reçue par le récepteur (20) quand la sortie de l'inverseur est positive ; une troisième porte ET (36) connectée au générateur de signaux et à la sortie 0 de premier circuit basculeur (22) et à la sortie second circuit basculeur (26) en vue de la transmission des impulsions par le générateur de signaux (34) entre les seconde et troisième impulsions électriques reçues par le récepteur (20) ;
    et ledit compteur numérique (32) est connecté à la sortie de la troisième porte ET (28) pour compter les impulsions produites par le générateur de signaux entre les temps d'ar- rivée des secondes et troisième impulsions électriques reçues par le récepteur, ledit compteur ayant une borne de remise à zéro.
    9. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que le dispositif comprend un générateur d'impulsion (14) pour engendrer une impulsion électrique ; un trans ducteur (16) connecté au générateur et couplé à une surface externe (18a) de l'échantillon (18), ledit transducteur traduisant ladite impulsion électrique en une impulsion ultra-sonore qui est transmise dans l'échantillon et recevant au moins deux impulsions d'écho ultra sonores d'une surface en regard de ladite surface externe et les convertissant en signaux de tension ; un moyen récepteur (142) amplifiant lesdits signaux de tension ;
    un moyen de déclenchement (125) connecté au générateur d'impulsion (14) et au transducteur (16), le moyen de déclenchement (125) étant sensible à ladite impulsion électrique pour empêcher les signaux de tension provenant du transducteur d'être reçus par ledit moyen récepteur (142) ; un moyen variable (168) pour engendrer un train d'impul- sions électriques ayant une fréquence prédéterminée ; un moyen indicateur comprenant un compteur (172a), 172b) qui, lorsqu'il est actionné, compte le nombre d'im- pulsions reçues par la moyen nommé en dernier ;
    et un moyen d'excitation (164) connecté au moyen récepteur et au moyen indicateur et étant sensible à un premier signal de tension amplifié pour exciter ledit compteur de façon qu'il commence le comptage des impulsions, ledit moyen étant sensible à un second signal de tension amplifié pour désexciter le compteur et arrêter son comptage en sorte que le compteur affiche une valeur numérique qui indique la distance entre ladite surface externe et ladite surface en regard.
CH1076364A 1963-09-03 1964-08-17 Dispositif de mesure de l'épaisseur d'un échantillon CH433781A (fr)

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