EP4639121A1 - Procede de mesure de l'historique thermique d'une piece - Google Patents

Procede de mesure de l'historique thermique d'une piece

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EP4639121A1
EP4639121A1 EP23841293.6A EP23841293A EP4639121A1 EP 4639121 A1 EP4639121 A1 EP 4639121A1 EP 23841293 A EP23841293 A EP 23841293A EP 4639121 A1 EP4639121 A1 EP 4639121A1
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EP
European Patent Office
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standard
optical
image
marker
images
Prior art date
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Pending
Application number
EP23841293.6A
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German (de)
English (en)
Inventor
Philippe Jean Christian BREVET
Anais ROBLET
Christine Lempereur
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Safran Helicopter Engines SAS
Original Assignee
Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Safran Helicopter Engines SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA, Safran Helicopter Engines SAS filed Critical Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
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Pending legal-status Critical Current

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    • G06V2201/06—Recognition of objects for industrial automation

Definitions

  • This presentation concerns a method for measuring the thermal history of a part.
  • Such a method can be used for the analysis of parts of turbomachines or turbojets, to cite only these examples.
  • Temperature can be measured using a thermocouple probe, using thermosensitive crystals or using thermochromic paints.
  • thermocouple probe and the thermosensitive crystals, it is only possible to carry out spatially discrete measurements, at the location where these measuring means are arranged.
  • the measuring means is applied locally to a location deemed critical by the operator.
  • the measuring means it is necessary to multiply the measurements, and the measuring means accordingly.
  • the surface resolution is therefore limited by the number of measuring means that can be placed on the part to be studied.
  • thermosensitive crystals require drilling to extract and analyze said thermosensitive crystals. The method is therefore intrusive.
  • thermochromic paints offer discrete information with regard to temperature information. Indeed, thermochromic paints have the property of changing color when sufficiently exposed to a temperature above a threshold temperature. In these circumstances, it is only possible to know whether said temperature has been reached or not.
  • thermochromic paint When a measurement is carried out using a thermochromic paint, the measurement is based on a colorimetric analysis with the naked eye. This type of measurement requires high contrast and saturation for the thermochromic paint colors to achieve satisfactory results.
  • thermochromic paints are based on methods of visual interpretation by the operator, and tracing isothermal lines by hand on the object or on a model of the object. Such methods are relatively imprecise and not very reproducible.
  • Thermochromic paints also contain substances which may be toxic and/or dangerous for the environment. They must therefore be compatible with current environmental standards. In addition, there is a risk that future standards will be more restrictive regarding the use of such substances.
  • the present presentation concerns a method for analyzing the thermal history of a part by an optical device, the part having a coating including a first optical marker, the optical device comprising a camera configured to acquire images of the part, a light source configured to illuminate the part, optionally a first filtering device configured to adjust the wavelength emitted by the light source, and a processing unit, the method comprising: a testing step in which the part undergoes a thermal cycle, a calibration step in which a standard having the same coating as the part undergoes a predetermined thermal cycle, and in which a thermal image of the standard is acquired by the camera, and saved by the processing unit, a part image acquisition step and a standard image acquisition step in which optical information of the part and the standard are respectively measured by the optical device, then recorded by the processing unit, a part image analysis step and a standard image analysis step in which the optical information of the part and of the standard are respectively processed by the processing unit to obtain processed optical information of the part and of the standard, a transfer function determination step in which a
  • the thermal history of a point of the part or of the standard includes information relating to a temperature reached at this point during the past existence of the part or of the standard .
  • the thermal history may include the maximum temperature reached by the part or the standard at this point, during the thermal cycle that they undergo respectively, and/or the fact that a threshold temperature has been reached or not by the part or standard at this point.
  • optical marker designates a photoluminescent and/or thermochromic and/or thermochromoluminescent marker. More generally, an optical marker is a marker capable of providing optical information. The optical information may or may not depend on the parameter to be observed, in this case the temperature.
  • the first marker can be selected so that the optical information it returns depends on the temperature it has experienced.
  • first element such as a first optical marker
  • second element does not necessarily imply the existence of a “second” element nor, in the case appropriate, order relationship between the first and the second element.
  • Ordinal qualifiers are, in this context, used for clarity and identification purposes only, without prejudging any particular characteristics.
  • the part and the standard have the same coating means that they both have a coating having the same density of the same markers, or even the same chemical composition.
  • the part and the standard may have been coated from a common source of coating material.
  • the coatings may vary between the part and the standard, notably in their thickness, their geometry, etc.
  • optical information designates any information on luminescence or on color obtained by the study of the luminescence or the color of one or more optical markers (photoluminescent and/or thermochromes and/or thermochromoluminescent) contained in the coating.
  • the intensity, wavelength and lifetime of luminescence are optical information.
  • Ratios between several luminescences or any other calculated and/or measured optical quantity can also be optical information.
  • thermal image designates an image associating a temperature with each of its pixels.
  • the thermal image of the standard represents the thermal history of the standard.
  • the thermal image can be obtained by any means allowing a temperature to be measured with a view to associating it with a pixel, for example a thermal camera (for example an infrared camera).
  • This measurement method makes it possible to measure the thermal history on an entire surface, in a single measurement.
  • the coating of the present invention makes it possible to carry out spatially continuous measurements, unlike known spatially point measurements (such as thermocouple probes and thermosensitive crystals).
  • the information recovered by the method is therefore more important and more complete than that which could be recovered by known methods.
  • the spatial resolution of the measurement is fixed by the resolution of the camera.
  • the spatial resolution of the present method is much better.
  • the spatial resolution of the thermal history measurement can be one thousandth of the camera field, in each direction of the plane acquired by the camera.
  • the spatial resolution is of the order of a hundred micrometers.
  • the camera can provide a continuous thermal image of a continuous field, an image whose discretization in pixels is due solely to the resolution of the camera.
  • the use of an optical device simplifies and accelerates the measurement process, and therefore accelerates the implementation of the method.
  • the measurement procedures using an optical device are less restrictive than the procedures of known measurement methods and adapt to all the geometries that the part to be analyzed could present. They also have the advantage of being non-intrusive. This therefore represents a double economic and temporal advantage.
  • the calibration of the process is facilitated because the analysis of the standard during the calibration, image acquisition and image analysis steps is sufficient to fully calibrate the process.
  • the analysis of the standard alone makes it possible to determine the transfer function between optical information and thermal history, for a wide temperature range.
  • this calibration and measurement of the history of the part are carried out by the same optical device and do not require an external element, which saves time and limits measurement uncertainty.
  • the closer the predetermined thermal cycle undergone by the standard is to the thermal cycle supposedly undergone by the part the more precise the calibration of the process, which is materialized by the transfer function, will be.
  • the step of acquiring part images comprises the use of three-dimensional reconstruction means
  • the method further comprises a reconstruction step in which a mapping of the history thermal history of the part is deduced from the image of the thermal history of the part and the three-dimensional reconstruction means, and the mapping of the thermal history of the part connects the thermal history of the part with the three dimensions from space.
  • the reconstruction means are used to determine the mapping of the thermal history from the thermal image.
  • a representation here called thermal history mapping
  • Such a representation allows for a more detailed analysis of the thermal history by directly linking the geometry of the part and the thermal history. For example, areas with particular thermal behavior can be identified.
  • the optical device comprises a target or a scanner.
  • the standard has a conical shape.
  • the standard is provided in an electrically conductive material.
  • the conical shape also makes it possible to calibrate a significant temperature gradient in a single calibration. In these circumstances, calibration makes it possible to obtain a continuous temperature gradient. In other words, by imposing a temperature gradient on the standard, each temperature included in this gradient is reached at a point on the standard, thus ensuring continuity of the temperature calibration, which makes the analysis more precise thermal history.
  • the processing unit saves at least one average image, the at least one average image being an average of at least ten images acquired by the camera.
  • the coating comprises a second optical marker
  • the optical information measured by the optical device for the first optical marker comprises the intensity of the luminescence of the first optical marker at a first given wavelength
  • the optical information measured by the optical device for the second optical marker comprises the intensity of the luminescence of the second optical marker at a second given wavelength
  • the processing unit calculates a ratio of the luminescence intensity of the first optical marker relative to the luminescence intensity of the second optical marker, the processed optical information comprising said ratio of the intensity of the luminescence of the first optical marker relative to the luminescence intensity of the second optical marker.
  • This configuration is a first alternative for the analysis of the thermal history according to the present method.
  • This first alternative benefits from the advantages mentioned above. It is understood that the first optical marker and the second optical marker are here photoluminescent markers.
  • a photoluminescent marker contained in the coating is likely to undergo permanent physicochemical and/or microstructural modifications when exposed to certain temperatures. These modifications can be phase changes, volatilizations of residual groups, diffusion of doping ions, etc.
  • the optical information that can be deduced from the marker is strongly modified by exposure to a temperature, for example included between 500°C and 1500°C.
  • the method therefore makes it possible to deduce information on the thermal history with greater precision than known methods.
  • the maximum temperatures experienced by the coating can be measured to the nearest degree.
  • the temperature range accessible to the marker is wider than the ranges covered by known techniques, in particular methods using thermochromic paints whose changes are measured by eye.
  • the analysis of the thermal history is therefore finer and more precise.
  • the optical information obtained for the second marker is independent of the temperature.
  • the second marker forms a control against which it is possible to compare the optical information obtained for the first marker. Comparison with this indicator avoids taking into account parameters other than temperature.
  • the first optical marker is unique, and during the part and standard image acquisition steps, the optical information measured by the optical device for the first optical marker comprises a plurality of 'intensities reflected by the optical marker at a given plurality of wavelengths, and the processed optical information includes a spectral signature calculated by the processing unit for the plurality of wavelengths during the part and standard image analysis steps.
  • the markers can be photoluminescent and/or thermochromic and/or thermochromoluminescent.
  • the spectral signature includes information at several wavelengths, it makes it possible to overcome the independent effects of wavelength and temperature.
  • the first optical marker is unique means that the coating may be devoid of an optical marker different from the first optical marker.
  • the first optical marker is unique, and during the steps of acquiring part and standard images, the optical device performs, following pulsed excitation of the luminescence of the first optical marker provided by the light source, a sequence of measurements of the luminescence intensity of the first marker at a given wavelength, and the processed optical information includes the value of an integral of the luminescence intensity of the first optical marker as a function of time calculated by the processing unit during the part and standard image analysis steps.
  • photoluminescent markers continue to be luminescent for a certain time after being exposed to an excitation wavelength.
  • the intensity of the luminescence emitted by these markers is then expressed according to a sum of decreasing exponentials, typically according to the following formula.
  • l n represents the light intensity emitted and t n the lifespan associated with this light intensity, for a given nth wavelength.
  • the longest time t n is called the “lifetime” of the photoluminescent marker.
  • This configuration is a third alternative for the analysis of the thermal history according to the present method.
  • This third alternative benefits from the advantages mentioned above.
  • the markers can be photoluminescent and/or thermochromoluminescent.
  • this configuration has the advantage of being able to be applied to any luminescence signal. Indeed, calculating the integral of the intensity of luminescence as a function of time makes it possible to treat any luminescence without presupposing its form. It is therefore not necessary to know precisely the nature of the measured luminescence, nor to model it. This method also makes it possible to achieve the result without calculating the lifetime t n for each intensity l n , which is simpler.
  • the sequence of measurements comprises more than ten measurements.
  • Figure 1 represents an optical device configured to implement a thermal analysis method.
  • Figure 2 schematically represents a method for analyzing the thermal history of a part according to a first embodiment.
  • Figure 3A represents images of a standard obtained during an acquisition step according to the first embodiment in gray level.
  • Figure 3B represents thermal history images calculated during an analysis step from the images of Figure 3A, in gray level.
  • Figure 4 schematically represents a method for analyzing the thermal history of a part according to a second embodiment.
  • Figure 5 schematically represents a method for analyzing the thermal history of a part according to a third embodiment.
  • the present invention proposes to analyze the thermal history of a part 100 by detecting the photoluminescence of one or more photoluminescent markers contained in a coating with which the part 100 is coated.
  • the part 100 can be an aircraft part or more generally a part 100 which has undergone annealing.
  • the coating provided on the part 100 may include the following markers as dopants of an inorganic matrix: europium III, samarium III, dysprosium III, erbium III, thulium III or chromium III ions.
  • Any matrix capable of containing one or more of these markers may be suitable for the present process, for example metal oxides such as zirconia partially stabilized with yttrin (YSZ), alumina, yttrium oxide (or yttrin ) or yttrium aluminum garnet (YAG).
  • alumina marker doped with chromium for example alumina doped with chromium marketed under the reference CAS 99328-47- 9, as suitable for use in a coating capable of being analyzed by the present thermal history measurement method.
  • the markers AI2O3:Cr 3+ , Y2O3:Eu 3+ , YAG:Eu 3+ , and YSZ doped with at least one of the ions europium III, samarium III, dysprosium III, erbium III, thulium III are particularly adapted for an intensity analysis, which will be described below.
  • the markers MC350-8 and MC520-7 marketed by TMCHalIcrest ⁇ are particularly suitable for thermochromic analysis, which will be described below.
  • the markers AI2O3:Cr3+ and YSZ doped with at least one of the ions europium III, samarium III, dysprosium III, erbium III, thulium III are particularly suitable for a lifetime analysis, which will be described below .
  • the coating can be obtained by depositing on the part and the standard a paint comprising a mixture of markers, a solvent, binder and possible additives.
  • paints comprising photoluminescent markers
  • the latter are prepared from powders containing an inorganic matrix, which is functionalized or doped with ions having photoluminescent properties.
  • these ions may be lanthanides or transition metals.
  • the inorganic matrix comprises a metal oxide.
  • the inorganic matrix may comprise zirconia partially stabilized with yttrin (YSZ), alumina, yttrium oxide or yttrium aluminum garnet (YAG).
  • the dopant concentration that is to say ions in the inorganic matrix, is between 0.1 at% and 10 at%.
  • the dopant concentration is between 0.5 at% and 5 at%.
  • the photoluminescent marker(s) to be introduced into the paint can thus be heat-treated beforehand.
  • the photoluminescent marker corresponding to the second photoluminescent marker is treated at 1500° C. then crushed. In this way, the luminescence of such a marker will not vary depending on the temperature to which it is exposed, provided that this temperature remains below 1500°C.
  • the paint is obtained, it is deposited on an object, for example part 100 or the standard.
  • the deposition can for example be carried out manually (typically using a brush or roller) or by spraying, dipping-removal, electrophoresis or even spin-coating.
  • Figure 1 represents an optical device configured to implement a thermal history analysis method.
  • the optical device is configured to analyze the part 100.
  • the optical device comprises a light source 10, optionally a first filtering device 12 placed following the light source 10, a light guide 14 and a collimator 16.
  • the device optics further comprises a camera 20 and a second filter element 22 disposed in front of the camera 20.
  • the light source 10 is configured to illuminate the room 100 while the light guide 14 and the collimator 16 are configured to adjust the lighting provided by the light source 10 to the room 100. Furthermore, the first filter device 12 is configured to adjust the wavelength emitted by the light source 10, if necessary.
  • the light source 10 is configured to illuminate the part 100 so that the light rays arriving on the part 100 are substantially perpendicular to its surface. We therefore understand that the angle between the incident light rays and the surface of the part are between 70° and 110°.
  • the camera 20 is configured to obtain images of the part 100 and the second filtering device 22 is configured to adjust the wavelength which is emitted by the coating provided on the part 100 and which is acquired by camera 20.
  • the optical device further comprises a processing unit 30 configured to save and analyze the images acquired by the camera 20, and to calculate a mapping image of the thermal history.
  • the processing unit 30 is also configured to control the camera 20 as well as the first and second filtering devices 12, 22.
  • the light source 10 can be a source having a broad spectrum, capable of emitting radiation from 250 nm to 700 nm.
  • the light source 10, accompanied by the light guide 14 and the collimator 16, is configured to emit a homogeneous light field over a surface of at least 200x200 mm 2 , for example.
  • the light source 10 is an extended source that is configured to illuminate a surface.
  • Figure 2 schematically represents the succession of steps of the process according to a first embodiment.
  • the method comprises a test step M1 and a calibration step M2, a part image acquisition step A1 and a standard image acquisition step A2, an image analysis step part E1 and a standard image analysis step E2, a transfer function determination step I, an interpretation step C and a reconstruction step S.
  • the coating provided on the part 100 is prepared according to Example 1 described previously. Subsequently, the photoluminescent marker AI 2 O 3 :0.6% Cr 3+ is called the first photoluminescent marker and the photoluminescent marker Y 2 O 3 :5% Eu 3+ is called second photoluminescent marker.
  • This example of a pair of photoluminescent markers is not limiting, and other pairs such as AI 2 O 3 : Cr 3+ /YAG:Eu 3+ or YSZ:Er 3+ / Y 2 0 3 :Eu 3+ or still YSZ:Er3+/ YAG:Eu3+ can be used.
  • the photoluminescence of the first photoluminescent marker provides information on the thermal history of the coating.
  • the photoluminescence of the second photoluminescent marker is acquired as a control to neutralize the influence of other physical quantities, such as the thickness of the coating. More generally, the photoluminescence of the first photoluminescent marker depends on the thermal history, while the photoluminescence of the second photoluminescent marker does not depend on its thermal history.
  • the light source 10 is configured to provide continuous broad-spectrum light in the visible and/or UV.
  • the light source 10 is a Xenon source which emits between 250 nm and 700 nm. Other light sources can be considered, such as laser diodes centered on the excitation wavelength of the photoluminescent markers.
  • the part 100 undergoes a thermal cycle.
  • this thermal cycle can be experienced during a flight in an aircraft, or a simulation in the laboratory or on a test bench.
  • the thermal cycle presents a certain number of parameters such as the maximum temperature experienced by the part, the heating rate experienced, the cooling duration, etc. These parameters can be known or estimated.
  • the standard undergoes a predetermined thermal cycle.
  • the predetermined thermal cycle is parameterized consistently with the thermal cycle of the part, that is to say for example at least the temperatures and the heating rates undergone by the part 100 during the step of M1 test.
  • temperatures can be of the same order of magnitude, temperature variations can occur in the same direction (increase or decrease), times of temperature change can be similar, etc.
  • This cycle is obtained using a hot source and a cold source.
  • the hot source can for example be a laser, an infrared lamp, the use of the Joule effect or induction or a thermal torch.
  • the cold source can for example be the exploitation of natural convection, a flow of cold air, a cold mass such as water or metal in contact with the standard or a flow of liquid.
  • the shape of the standard can be a parameter impacting the thermal cycle.
  • the hot source exploits the Joule effect
  • the cold source exploits natural convection
  • the standard is provided in a conical-shaped conductive material.
  • the calibration step makes it possible to create a difference of between 100°C and 800°C between the temperature of the top of the standard and the temperature of the base of the standard. Furthermore, the maximum acceptable temperature for the standard is between 1200 °C and 1400 °C, in this example. We then understand that it is possible to impose more or less fine temperature gradients on the standard over a chosen temperature range, in an interval going from ambient temperature to 1400 ° C.
  • the heating speed is between 0°C and 700 per second.
  • a thermal image of the standard is acquired using an infrared camera. This image may be an average of a plurality of thermal images. This thermal image of the standard is saved by the processing unit 30.
  • a size scale is acquired by the infrared camera or by another device so that the thermal image of the standard can be related to spatial dimensions.
  • the image dimension in pixels is associated with an effective dimension in millimeters.
  • the steps of acquiring images of part A1 and acquiring images of standard A2 are carried out.
  • the A2 standard image acquisition step It is understood that the step of acquiring images of part A1 is identical to the step of acquiring images of standard A2 but concerns part 100.
  • the first filtering device 12 is placed in front of the light source 10 and is adjusted to filter the light. This filtering is of the band-pass type, centered on the excitation wavelength of the first photoluminescent marker.
  • the second filter device 22 is placed in front of the camera 20 and is configured in a manner similar to the first filter device 12, centered on the relaxation wavelength of the first photoluminescent marker.
  • the first and second filtering devices 12 and 22 are sets of filters configured to filter the light with band-pass type filtering over a width of around ten nanometers, typically 50 nm, in an interval ranging from 400 nm to 700 nm.
  • the first filtering device is centered on 545 nm and the second filtering device 22 is centered on 695 nm.
  • the standard is illuminated by the light source 10 at a wavelength allowing the excitation of the first photoluminescent marker provided in the coating, and the camera 20 perceives a light representative of the luminescence of the first photoluminescent marker.
  • the camera 20 acquires a plurality of images of the standard at a wavelength corresponding to the relaxation of the first photoluminescent marker.
  • the acquisition time for each image and the number of images to acquire are predetermined.
  • camera 20 is configured to capture 10 images.
  • the number of images to capture can be adjusted depending on the precision sought for the average image which will be obtained from this plurality of acquired images.
  • the processing unit 30 calculates a first average image of the luminescence of the first photoluminescent marker for the standard, from the plurality of images. This first average image is then saved by the processing unit 30.
  • the first filter device 12 is centered on the excitation wavelength of the second photoluminescent marker and the second filter device 22 is centered on the photoluminescence wavelength of the second photoluminescent marker. This change can be carried out by an operator or automatically.
  • the first filtering device is centered on 562 nm and the second filtering device 22 is centered on 610 nm.
  • the standard is illuminated by the light source 10 at a wavelength allowing the excitation of the second photoluminescent marker provided in the coating, and the camera 20 perceives a light representative of the luminescence of the second photoluminescent marker.
  • a new image acquisition takes place.
  • the camera 20 acquires a plurality of images of the standard at a wavelength corresponding to the relaxation of the second photoluminescent marker.
  • the acquisition time and the number of images acquired are the same as for the image acquisition for the first photoluminescent marker.
  • the processing unit 30 calculates a second average image of the luminescence of the second photoluminescent marker for the standard, from the plurality of images. This second average image is then saved by the processing unit 30.
  • the first and second average images of the standard are acquired from the same angle, with identical geometric camera parameters 20.
  • the first average image can therefore be compared pixel by pixel to the second average image.
  • each pixel of each of the average images corresponds to a defined area of the standard, identical from image to image.
  • Figure 3A represents the first and second average images of the analyzed standard obtained during the step of acquiring images of standard A2 according to the first embodiment. Images are presented in grayscale.
  • FIG. 3A The top illustration of Figure 3A represents the first average image while the image below represents the second average image.
  • the illustration above represents the photoluminescence of the first photoluminescent marker
  • the image below represents the photoluminescence of the second photoluminescent marker.
  • a black image can be recorded during the A2 standard image acquisition step.
  • the lens of the camera 20 is shuttered and a plurality of black images is acquired according to the same parameters as the acquisition of the photoluminescence of the photoluminescent markers.
  • This plurality of black images is then transferred to the processing unit 30 which calculates an average black image.
  • this average black image is subtracted from the first average image and the second average image.
  • These new processed average images are saved by the processing unit 30 and replace the previous average images.
  • the acquisition of the average black image can be carried out before or after the acquisition of the first and second average images.
  • the processing unit 30 calculates the processed image of the standard. We describe here the obtaining of the processed image of the standard, it being understood that the processed image of the part 100 is obtained in the same way.
  • the processing unit 30 calculates a conversion from the scale in pixels to the scale in millimeters for one of the first or the second average image of the part 100.
  • the scale is then transposed to the other image.
  • the processing unit 30 constructs the processed image of the part 100 by calculating for each pixel a ratio of the photoluminescence intensity of the first photoluminescent marker relative to the photoluminescence intensity of the second photoluminescent marker.
  • the processing unit calculates l(first photoluminescent marker)/l(second photoluminescent marker) at any point of the processed image of the standard. This calculation also makes it possible to correct any variation in the photoluminescence of the first and second marker which is not due to the temperature. Indeed, as these two markers are influenced in the same way by these external parameters, the calculation of the intensity ratio makes it possible to overcome said external parameters.
  • a parameter exterior may be non-homogeneous illumination of the light source or even non-homogeneous thickness of the coating.
  • the ratio of photoluminescence intensities is the optical information of interest which makes it possible to deduce the thermal history of the part 100.
  • Figure 3B represents the processed image of the standard of Figure 3A, according to two different gray level scales. This image is calculated by interpreting the two images in Figure 3A.
  • FIG. 3B shows a scale in which two close intensity ratios are associated with close gray levels. This accounts for the difference in intensity ratio between the left part of the standard and its right part.
  • the bottom illustration of Figure 3B presents a scale in which close intensity ratios are associated with contrasting gray levels, which makes it possible to highlight iso-intensity lines of the standard, corresponding to thermal iso-history lines, having therefore undergone the same temperature during the calibration step M2.
  • a transfer function between the temperature and the ratio of the intensity of the photoluminescences of the pair of photoluminescent markers is determined using the thermal image of the standard obtained in the calibration step M2 and the processed image of the standard obtained during the standard image analysis step E2.
  • a transfer function linking the processed optical information (here the intensity ratio), the temperature and the spatial dimensions is determined.
  • the transfer function determined during the transfer function determination step I is used to transform the processed image of the part 100 obtained during the step of E2 analysis in thermal history image of part 100.
  • the image of the thermal history of the part 100 is brought into consistency with the geometry of the part 100 to obtain a map of the thermal history of the part 100.
  • L The reconstruction step S is able to map the thermal history of parts mainly in two dimensions and/or parts in three dimensions.
  • the alignment corresponds to a registration of the image of the thermal history on a reference linked to the part 100.
  • the three-dimensional geometry is reconstructed using three-dimensional reconstruction means, which may for example be a target, a grid or a scanner.
  • the geometry when the geometry is slightly curved, as for a turbine blade, it can be obtained by a reciprocal function of a projection on two dimensions.
  • images of the part 100 are acquired and the part 100 comprises a grid configured to be in the field of each of the acquired images.
  • the grid can be directly glued to part 100, or simply placed or drawn on it.
  • the processing unit 30 calculates, from the image parts representing the grid on the plurality of acquired images, a geometric transformation relationship (curvilinear abscissa) linking the pixels of the image to a reconstruction of the piece 100 in three dimensions.
  • the optical device comprises a scanner used to obtain a surface mesh of the part 100.
  • the scanner cooperates with the camera 20 to calculate a relationship geometric transformation linking the coordinates in pixels of the temperature image of the room with the 3D coordinates of the surface mesh of the room expressed in unit of length.
  • the method comprises a first variant of the steps of acquiring images of part A1 'and d 'standard A2' and steps for analyzing images of part E1 'and standard E2'.
  • the other steps are identical to the corresponding steps of the first embodiment.
  • the coating covering the part 100 and the standard comprises a single thermochrome marker.
  • This marker is for example one of the MC350-8 and MC520-7 markers sold by TMCHalIcrest ⁇ .
  • the image acquisition parameters of the image acquisition steps A1 'and A2' of the second embodiment are identical to the parameters of the acquisition steps A1 and A2 of the first embodiment with regard to the general parameters of the camera (number of images acquired, acquisition time, black image, etc.). This results in particular in the fact that the acquisition steps A1' and A2' according to the second embodiment can be operated by an optical device comparable to the optical device of the first embodiment.
  • a white light source 10 is used and only the second filtering device 22 is used.
  • THE filtering device 22 is previously placed in front of the camera 20 and is adjusted to filter the light. This filtering is of the band pass type, centered on a first arbitrary wavelength (visible or not) corresponding to an emission wavelength of the thermochrome marker whose intensity varies as a function of the thermal history.
  • a first image acquisition takes place.
  • the camera 20 acquires a plurality of images of the part 100 for the first wavelength.
  • the light intensity reflected by the thermochrome marker is therefore recorded for this wavelength, using a first average image obtained for the first wavelength (or a first color).
  • This first average image is then saved by the processing unit 30.
  • the second filtering device 22 After recording this first average image, the second filtering device 22 is centered on a second wavelength different from the first wavelength. A second average image is then acquired and recorded in the same way as for the first average image. This process is iterated as many times as desired, for wavelengths that are all different from each other.
  • each average image acquires the part 100 at the same angle, with identical camera parameters 20, with the exception of the wavelength received by the camera 20, which was filtered by the second device filter 22.
  • Each average image can therefore be compared pixel by pixel to another average image.
  • each pixel of each of the average images corresponds to a defined area of the part 100, identical from image to image.
  • the processing unit 30 calculates respectively a processed spectral signature matrix of the part 100 and a processed matrix of spectral signature of the standard.
  • a processed spectral signature matrix of the part 100 we describe here the obtaining of the treated matrix of the part 100, it being understood that the treated matrix of the standard is obtained in the same way.
  • the processing unit 30 calculates a conversion from the scale in pixels to a scale in millimeters (or other unit of length) for one of the average images of the part 100. This scale can then be transposed to all other average images.
  • the processing unit 30 first lists, for each pixel of the average images, the reflected intensities recorded on each of the average images during the acquisition step A1 '. In other words, the processing unit 30 creates a matrix of the size of the average images composed of reflected intensity vectors, each vector corresponding to a pixel, the vector being composed of each reflected intensity noted for each length of measured wave, linked to each average image calculated for this wavelength.
  • the processing unit 30 calculates a spectral signature for each element of the matrix using an algorithm. A processed matrix is then deduced, associating each of its elements with the corresponding spectral signature.
  • the spectral signature may include information on spectral moments, means and/or variances of reflection intensity.
  • the spectral signature is the optical information of interest which makes it possible to deduce the thermal history of the part 100.
  • the method can then continue according to the steps of determining transfer function I, interpretation C and reconstruction S.
  • a transfer function linking the spectral signature, the temperature and the spatial dimensions is determined during the step of determining the transfer function I using the processed matrix of the standard obtained during the analysis step E2' and the thermal image obtained during the calibration step M2.
  • the interpretation step C and reconstruction step S then take place as previously described.
  • the method comprises a second variant of the image acquisition steps A1” and A2” and image analysis steps E1” and E2”.
  • the other steps are identical to the corresponding steps of the first embodiment.
  • the acquisition steps A1” and A2” according to the third embodiment can be operated by an optical device similar to the device described in the first and second embodiment.
  • the camera used in the third embodiment is preferably an intensified camera. Indeed, given the durations involved in this process, it is desirable for the camera to have an intensifier to amplify a signal acquired over a duration which may be of the order of several nanoseconds, and therefore not very intense.
  • the coating covering the part 100 and the standard comprises a single photoluminescent marker.
  • This photoluminescent marker is YSZ:Er3+.
  • This example of a photoluminescent marker is not limiting, and other photoluminescent markers can be used.
  • the lifespan of a photoluminescent marker may depend on the thermal history of the photoluminescent marker. On the other hand, this lifespan is independent of the thickness of the coating layer in which the photoluminescent marker is placed, the intensity of the lighting and pollution, among others.
  • the light source 10 used for this embodiment is a monochromatic source configured to provide pulsed light.
  • the wavelength of the light source 10 is chosen to correspond to the excitation wavelength of the photoluminescent marker.
  • the monochromatic character can be obtained by the action of the filtering device 12 or by the nature of the light source 10.
  • the light source 10 can be a laser.
  • the pulse of the light source 10 is controlled by the processing unit 30.
  • the camera 20 is configured to take a sequence of images following a command from the processing unit 30.
  • the camera 20 is configured to acquire a sequence of images, at the same time. following the control of the processing unit 30 for an acquisition duration well beyond the lifespan of the photoluminescence of the photoluminescent marker. This acquisition time is at least three times greater than the longest lifespan of the marker.
  • the second filtering device 22 is centered on the relaxation wavelength of the photoluminescent marker.
  • the optical device is configured to provide illumination at 514 nm. Furthermore, the second filter device 22 is centered on 545 nm. Thus, the part 100 is illuminated at a wavelength allowing the excitation of the photoluminescent marker provided in the coating, and the camera 20 perceives a light representative of the luminescence of the first photoluminescent marker.
  • the processing unit 30 jointly controls the light source 10 and the camera 20 to respectively perform a pulse and acquire a sequence of images.
  • the sequence of images includes a sufficient number of images to be able to integrate the intensity of the photoluminescence as a function of time.
  • the sequence of images comprises several dozen images, typically 30 images.
  • the sequence of images is then recorded by the processing unit 30. [0160] It can be seen in the sequence of images that the luminescence of the photoluminescent marker decreases as the images scroll.
  • this acquisition is repeated at least ten times, according to the same parameters.
  • the processing unit 30 then calculates an average image sequence where each image of the average image sequence is an average image of the corresponding images of each of the image sequences previously acquired and recorded. This average image sequence is recorded by the processing unit 30.
  • the processing unit 30 calculates two matrices processed for the part 100 and for the standard, associating the integral of the intensity with each of their terms. photoluminescence as a function of time for a given pixel of the sequence of images of the part 100, respectively of the sequence of images of the standard.
  • photoluminescence as a function of time for a given pixel of the sequence of images of the part 100, respectively of the sequence of images of the standard.
  • the processing unit 30 calculates a conversion from the scale in pixels to the scale in millimeters for one of the average images of the average image sequence. This scale can then be transposed to all other average images in the average image sequence.
  • the processing unit 30 integrates, for each pixel, the intensity of the luminescence at said pixel, as a function of time. This value is noted in a matrix of size equal to the size in pixels of an image of the average image sequence, in the place corresponding to the processed pixel. So when all the pixels are processed, the processed matrix is formed.
  • the integral of the photoluminescence intensity as a function of time is the optical information of interest which makes it possible to deduce the thermal history of the part 100.
  • the method can then continue according to the steps of determining transfer function I, interpretation C and reconstruction S.
  • a transfer function linking the integrated intensity, the temperature and the spatial dimensions is determined during the step of determining the transfer function I using the processed matrix of the standard obtained during of the analysis step E2” and of the thermal image obtained during the calibration step M2.
  • a variant of this third embodiment consists, during the acquisition steps A1” and A2”, of providing a light source 10 configured to provide continuous light with amplitude modulation.
  • the processing unit 30 calculates the phase shift and/or the amplitude variation between the light source and the light intensity acquired by the camera 20.
  • thermochromoluminescent marker such as for example Zn 3 (PO 4 ) 2 : 2%Mn 2+ .
  • Zn 3 (PO 4 ) 2 2%Mn 2+
  • These markers have the particularity of emitting a spectrum presenting peaks at several defined wavelengths when they receive excitation at a defined excitation wavelength. The intensity of the emitted spectrum peaks depends on the thermal history.
  • the thermal history analysis method is identical to the analysis method of the second embodiment, with the exception of the configuration of the light source 10 and the first filtering device 12.
  • the optical device comprises a filtering device 12 and the part is illuminated by light centered on an excitation wavelength of the thermochromoluminescent marker, as for the first embodiment .
  • the second filtering device 22 is then centered on each of the emission wavelengths of the thermochromoluminescent marker, and the spectral signature is measured, as for the second embodiment.
  • thermomechanical quantity stress, deformation , pressure, temperature, etc.

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Abstract

Procédé d'analyse de l'historique thermique d'une pièce (100) par un dispositif optique, la pièce présentant un revêtement incluant un premier marqueur, le dispositif optique comprenant une caméra (20) et une source de lumière (10), le procédé comprenant : une étape d'étalonnage dans laquelle un étalon présentant le même revêtement que la pièce subit un cycle thermique prédéterminé, une étape d'acquisition d'images de pièce et une étape d'acquisition d'images d'étalon, une étape d'analyse d'images de pièce et une étape d'analyse d'images d'étalon, une étape de détermination de fonction de transfert dans laquelle une fonction de transfert reliant la température, les informations optiques traitée et les dimensions spatiales est déterminée, une étape d'interprétation dans laquelle une image de l'historique thermique est calculée et l'image de l'historique thermique représente l'historique thermique de la pièce selon l'angle prédéterminé.

Description

Description
Titre de l'invention : Procédé de mesure de l'historique thermique d'une pièce
Domaine Technique
[0001] Le présent exposé concerne un procédé de mesure de l’historique thermique d’une pièce.
[0002] Un tel procédé peut être utilisé pour l’analyse de pièces de turbomachines ou de turboréacteurs, pour ne citer que ces exemples.
Technique antérieure
[0003] La connaissance de la température de surface des composants et/ou pièces de turbomachine est une information d’intérêt pour la conception, l’entretien et l’amélioration des turbomachines.
[0004] Pour obtenir des informations sur la température de surface de telles pièces, plusieurs solutions existent. La température peut être mesurée à l’aide d’une sonde thermocouple, à l’aide de cristaux thermosensibles ou à l’aide de peintures thermochromes.
[0005] Dans le cas de la sonde thermocouple et des cristaux thermosensibles, il est uniquement possible d’effectuer des mesures spatialement discrètes, à l’endroit où ces moyens de mesure sont disposés.
[0006] Dans ces cas, le moyen de mesure est appliqué localement à un endroit jugé critique par l’opérateur. Ainsi, afin d’obtenir une mesure surfacique de la température, il est nécessaire de multiplier les mesures, et les moyens de mesure en conséquence. La résolution en surface est donc limitée par le nombre de moyens de mesure qui peuvent être disposés sur la pièce à étudier.
[0007] Cette limitation peut s’avérer contraignante pour des pièces avec une faible surface ou pour des pièces avec une géométrie complexe. Par ailleurs, dans une turbomachine, certaines pièces sont amenées à tourner autour d’un axe. De ce fait, ces pièces rotatives sont peu - voire pas - compatibles avec des dispositifs filaires, comme cela peut être le cas pour les sondes thermocouples. [0008] D’autre part, l’utilisation de cristaux thermosensibles nécessite des perçages pour extraire et analyser lesdits cristaux thermosensibles. La méthode est donc intrusive.
[0009] Par ailleurs, les peintures thermochromes offrent des informations discrètes en ce qui concerne l’information en température. En effet, les peintures thermochromes ont pour propriété de changer de couleur lorsqu’elles sont suffisamment exposées à une température supérieure à une température seuil. Dans ces circonstances, il est seulement possible de savoir si ladite température a été atteinte ou non.
[0010] Lorsqu’une mesure est effectuée à l’aide d’une peinture thermochrome, la mesure est basée sur une analyse colorimétrique à l’œil nu. Ce type de mesure nécessite un contraste et une saturation élevés pour les couleurs de la peinture thermochrome afin d’obtenir des résultats satisfaisants.
[0011 ] Effectuer des mesures à l’aide de peintures thermochromes est donc complexe.
[0012] De plus, l’exploitation des mesures effectuées à l’aide de peintures thermochromes se base sur des méthodes d’interprétation visuelle de l’opérateur, et de traçage de lignes isothermes à la main sur l’objet ou sur un modèle de l’objet. De telles méthodes sont relativement imprécises et peu reproductibles.
[0013] Les peintures thermochromes contiennent également des substances qui peuvent être toxiques et/ou dangereuses pour l’environnement. Elles doivent donc être compatibles avec les normes environnementales actuelles. De plus, il y a un risque que les normes futures soient plus contraignantes vis-à-vis de l’utilisation de telles substances.
[0014] Il existe donc un réel besoin de moyens de mesure et de procédés d’analyses qui soient dépourvus, au moins en partie, des inconvénients inhérents précités.
Exposé de l’invention
[0015] Le présent exposé concerne un procédé d’analyse de l’historique thermique d’une pièce par un dispositif optique, la pièce présentant un revêtement incluant un premier marqueur optique, le dispositif optique comprenant une caméra configurée pour acquérir des images de la pièce, une source de lumière configurée pour éclairer la pièce, optionnellement un premier dispositif filtrant configuré pour régler la longueur d’onde émise par la source de lumière, et une unité de traitement, le procédé comprenant : une étape d’essai dans laquelle la pièce subit un cycle thermique, une étape d’étalonnage dans laquelle un étalon présentant le même revêtement que la pièce subit un cycle thermique prédéterminé, et dans laquelle une image thermique de l’étalon est acquise par la caméra, et sauvegardée par l’unité de traitement, une étape d’acquisition d’images de pièce et une étape d’acquisition d’images d’étalon dans lesquelles des informations optiques de la pièce et de l’étalon sont respectivement mesurées par le dispositif optique, puis enregistrées par l’unité de traitement, une étape d’analyse d’images de pièce et une étape d’analyse d’images d’étalon dans lesquelles les informations optiques de la pièce et de l’étalon sont respectivement traitées par l’unité de traitement pour obtenir des informations optiques traitées de la pièce et de l’étalon, une étape de détermination de fonction de transfert dans laquelle une fonction de transfert reliant la température, les informations optiques traitée et des dimensions spatiales est déterminée par l’unité de traitement sur la base de l’image thermique de l’étalon et des informations optiques traitées de l’étalon, une étape d’interprétation dans laquelle une image de l’historique thermique est calculée par l’unité de traitement en utilisant la fonction de transfert et les informations optiques traitées de la pièce et l’image de l’historique thermique représente l’historique thermique de la pièce.
[0016] Dans le présent exposé, l’historique thermique d’un point de la pièce ou de l’étalon comprend une information relative à une température atteinte en ce point au cours de l’existence passée de la pièce ou de l’étalon. Par exemple, l’historique thermique peut comprendre la température maximale atteinte par la pièce ou l’étalon en ce point, lors du cycle thermique qu’ils subissent respectivement, et/ou le fait qu’une température seuil ait été atteinte ou non par la pièce ou l’étalon en ce point.
[0017] Dans le présent exposé, le terme « marqueur optique » ou « marqueur » désigne un marqueur photoluminescent et/ou thermochrome et/ou thermochromoluminescent. Plus généralement, un marqueur optique est un marqueur capable de fournir une information optique. L’information optique peut ou non dépendre du paramètre à observer, en l’occurrence la température.
Typiquement, le premier marqueur peut être sélectionné de sorte que l’information optique qu’il renvoie dépend de la température qu’il a subie.
[0018] Au sens du présent exposé et sauf indication contraire, la mention d’un « premier » élément, tel qu’un premier marqueur optique, n’implique pas nécessairement l’existence d’un « deuxième » élément ni, le cas échéant, de relation d’ordre entre le premier et le deuxième élément. Les qualificatifs ordinaux sont, dans ce contexte, employés à des seules fins de clarté et d’identification, sans préjuger de caractéristiques particulières.
[0019] Dire que la pièce et l’étalon présentent un même revêtement signifie qu’ils présentent tous deux un revêtement ayant une même densité des mêmes marqueurs, voire une même composition chimique. Par exemple, la pièce et l’étalon peuvent avoir été revêtus à partir d’une source commune de produit de revêtement. Du reste, les revêtements peuvent varier entre la pièce et l’étalon, notamment par leur épaisseur, leur géométrie, etc.
[0020] Dans le présent exposé, le terme « information optique » désigne toute information sur la luminescence ou sur la couleur obtenue par l’étude de la luminescence ou de la couleur d’un ou de plusieurs marqueurs optiques (photoluminescents et/ou thermochromes et/ou thermochromoluminescent) contenus dans le revêtement. Par exemple, l’intensité, la longueur d’onde et la durée de vie de la luminescence sont des informations optiques. Des ratios entre plusieurs luminescences ou toute autre grandeur optique calculée et/ou mesurée peuvent également être des informations optiques.
[0021] Dans le présent exposé, le terme « image thermique » désigne une image associant une température à chacun de ses pixels. Dans le cas du présent exposé, on comprend que l’image thermique de l’étalon représente l’historique thermique de l’étalon. L’image thermique peut être obtenue par tout moyen permettant de mesurer une température en vue de l’associer à un pixel, par exemple une caméra thermique (par exemple une caméra à infrarouges).
[0022] Ce procédé de mesure permet d’effectuer une mesure de l’historique thermique sur une surface entière, en une seule mesure. En d’autres termes, le revêtement de la présente invention permet d’effectuer des mesures spatialement continues, par différence avec les mesures connues spatialement ponctuelles (comme les sondes thermocouples et les cristaux thermosensibles). L’information récupérée par le procédé est donc plus importante et plus complète que celle qui pourrait être récupérée par les procédés connus.
[0023] En particulier, la résolution spatiale de la mesure est fixée par la résolution de la caméra. Par rapport à la limitation de résolution spatiale pour les dispositifs connus, qui dépend du nombre de capteurs pouvant être disposés sur la pièce, la résolution spatiale du présent procédé est bien meilleure. A titre d’exemple non limitatif, la résolution spatiale de la mesure de l’historique thermique peut être d’un millième du champ de la caméra, dans chaque direction du plan acquis par la caméra. Par exemple, pour un champ de caméra de dix centimètre par dix centimètre, la résolution spatiale est de l’ordre de la centaine de micromètres. En d’autres termes, la caméra peut fournir une image thermique continue d’un champ continu, image dont la discrétisation en pixels est due uniquement à la résolution de la caméra.
[0024] Par ailleurs, l’utilisation d’un dispositif optique simplifie et accélère le processus de mesure, et donc accélère la réalisation du procédé. En particulier, les procédures de mesure par un dispositif optique sont moins contraignantes que les procédures des méthodes de mesure connues et s’adaptent à toutes les géométries que pourraient présenter la pièce à analyser. Elles ont aussi l’avantage d’être non intrusives. Cela représente donc un double avantage économique et temporel.
[0025] Aussi, puisque le procédé se base sur l’acquisition d’images et sur une interprétation à l’aide d’une unité de traitement, l’intégralité des mesures peuvent être traitées de façon numérique. La mesure est donc plus précise, plus facile et plus reproductible.
[0026] La calibration du procédé est facilitée car l’analyse de l’étalon lors des étapes d’étalonnage, d’acquisition d’images et d’analyse d’images suffit à intégralement calibrer le procédé. En d’autres termes, l’analyse de l’étalon permet à elle seule de déterminer la fonction de transfert entre information optique et historique thermique, pour une large gamme de température. De plus, cette calibration et la mesure de l’historique de la pièce sont effectuées par le même dispositif optique et ne nécessitent pas d’élément extérieur, ce qui représente un gain de temps et limite l’incertitude de mesure. En particulier, plus le cycle thermique prédéterminé subi par l’étalon est proche du cycle thermique supposément subi par la pièce, plus la calibration du procédé, qui se matérialise par la fonction de transfert, sera précise.
[0027] Dans certains modes de réalisation, l’étape d’acquisition d’images de pièce comprend l’utilisation de moyens de reconstruction en trois dimensions, et le procédé comprend en outre une étape de reconstruction dans laquelle une cartographie de l’historique thermique de la pièce est déduite de l’image de l’historique thermique de la pièce et des moyens de reconstruction en trois dimensions, et la cartographie de l’historique thermique de la pièce relie l’historique thermique de la pièce avec les trois dimensions de l’espace.
[0028] En d’autres termes, les moyens de reconstruction sont utilisés pour déterminer la cartographie de l’historique thermique à partir de l’image thermique. Ainsi, il est possible de construire une représentation (ici appelée cartographie de l’historique thermique) de la pièce en trois dimensions représentant l’historique thermique. Une telle représentation permet de faire une analyse plus fine de l’historique thermique en mettant directement en lien la géométrie de la pièce et l’historique thermique. Par exemple, des zones ayant un comportement thermique particulier peuvent être identifiées.
[0029] Dans certains modes de réalisation, le dispositif optique comprend une mire ou un scanner.
[0030] Ces deux exemples sont deux exemples alternatifs pour obtenir une cartographie de l’historique thermique. L’utilisation d’une mire est particulièrement adaptée à une pièce présentant une géométrie 3D simple tandis que le scanner est plus adapté pour les pièces présentant des géométries 3D complexes. La mire ou le scanner peuvent, de manière connue en soi, permettre d’acquérir la géométrie tridimensionnelle de la pièce, cette géométrie étant ensuite donné en entrée aux moyens de reconstruction. [0031] Dans certains modes de réalisation, l’étalon présente une forme conique. Alternativement ou en complément, dans certains modes de réalisation, l’étalon est prévu dans un matériau électriquement conducteur.
[0032] Dans cette configuration, lors de l’étape d’étalonnage, il est possible de prédéterminer un cycle thermique de façon contrôlée. En particulier, il est possible d’imposer un cycle thermique à l’étalon en faisant passer un courant électrique en son sein. Ainsi, il est possible de prédéterminer un cycle thermique pour l’étalon qui est comparable - voire analogue - au cycle thermique subi par la pièce lors de l’étape d’essai. La pertinence de l’étalonnage est donc améliorée, ce qui améliore la précision des mesures d’historique thermique.
[0033] La forme conique permet également d’étalonner en un seul étalonnage un gradient important de température. Dans ces circonstances, l’étalonnage permet d’obtenir un gradient continu de températures. En d’autres termes, en imposant un gradient de température sur l’étalon, chaque température comprise dans ce gradient est atteinte en un point de l’étalon, assurant ainsi une continuité de l’étalonnage en température, ce qui rend l’analyse de l’historique thermique plus précise.
[0034] Dans certains modes de réalisation, lors des étapes d’acquisition d’images de pièce et d’étalon, l’unité de traitement sauvegarde au moins une image moyenne, la au moins une image moyenne étant une moyenne d’au moins dix images acquises par la caméra.
[0035] Dans cette configuration, le bruit apparaissant sur les images acquises par la caméra est compensé par le calcul de l’image moyenne. Ainsi, la précision de la mesure est augmentée.
[0036] Dans certains modes de réalisation, le revêtement comprend un deuxième marqueur optique, et lors des étapes d’acquisition d’images de pièce et d’étalon, les informations optiques mesurées par le dispositif optique pour le premier marqueur optique comprennent l’intensité de la luminescence du premier marqueur optique à une première longueur d’onde donnée, les informations optiques mesurées par le dispositif optique pour le deuxième marqueur optique comprennent l’intensité de la luminescence du deuxième marqueur optique à une deuxième longueur d’onde donnée, et lors des étapes d’analyse d’images de pièce et d’étalon, l’unité de traitement calcule un ratio de l’intensité de la luminescence du premier marqueur optique par rapport à l’intensité de luminescence du deuxième marqueur optique, les informations optiques traitées comprenant ledit ratio de l’intensité de la luminescence du premier marqueur optique par rapport à l’intensité de luminescence du deuxième marqueur optique.
[0037] Cette configuration est une première alternative pour l’analyse de l’historique thermique selon le présent procédé. Cette première alternative bénéficie des avantages précédemment cités. On comprend que le premier marqueur optique et le deuxième marqueur optique sont ici des marqueurs photoluminescents.
[0038] Un marqueur photoluminescent contenu dans le revêtement est susceptible de subir des modifications physico-chimiques et/ou microstructurales permanentes lorsqu’il est exposé à certaines températures. Ces modifications peuvent être des changements de phases, des volatilisations de groupes résiduels, de la diffusion d’ions dopants, etc... Ainsi, les informations optiques pouvant être déduites du marqueur sont fortement modifiées par une exposition à une température, par exemple comprise entre 500 °C et 1500 °C. Le procédé permet donc de déduire des informations sur l’historique thermique avec une précision supérieure aux méthodes connues. En particulier, les températures maximales subies par le revêtement peuvent être mesurées au degré près.
[0039] De plus, la gamme de température accessible au marqueur est plus large que les plages couvertes par les techniques connues, en particulier des méthodes utilisant des peintures thermochromes dont les virages sont mesurés à l’œil nu. L’analyse de l’historique thermique en est donc plus fine et plus précise.
[0040] Dans certains modes de réalisation, les informations optiques obtenues pour le deuxième marqueur sont indépendantes de la température. Ainsi, le deuxième marqueur forme un témoin par rapport auquel il est possible de comparer les informations optiques obtenues pour le premier marqueur. La comparaison avec ce témoin évite la prise en compte de paramètres autres que la température.
[0041] Dans certains modes de réalisation, le premier marqueur optique est unique, et lors des étapes d’acquisition d’images de pièce et d’étalon, les informations optiques mesurées par le dispositif optique pour le premier marqueur optique comprennent une pluralité d’intensités réfléchies par le marqueur optique à une pluralité de longueurs d’onde donnée, et les informations optiques traitées comprennent une signature spectrale calculée par l’unité de traitement pour la pluralité de longueurs d’onde lors des étapes d’analyse d’images de pièce et d’étalon.
[0042] Cette configuration est une deuxième alternative pour l’analyse de l’historique thermique selon le présent procédé. Cette deuxième alternative bénéficie des avantages précédemment cités. Selon cette alternative, les marqueurs peuvent être photoluminescents et/ou thermochromes et/ou thermochromoluminescents. Dans la mesure où la signature spectrale comprend des informations à plusieurs longueurs d’onde, elle permet de s’affranchir des effets indépendants de la longueur d’onde et de la température. Dire que le premier marqueur optique est unique signifie que le revêtement peut être dépourvu de marqueur optique différent du premier marqueur optique.
[0043] Dans certains modes de réalisation, le premier marqueur optique est unique, et lors étapes d’acquisition d’images de pièce et d’étalon, le dispositif optique effectue, à la suite d’une excitation pulsée de la luminescence du premier marqueur optique fournie par la source de lumière, une séquence de mesures de l’intensité de la luminescence du premier marqueur à une longueur d’onde donnée, et les informations optiques traitées comprennent la valeur d’une intégrale de l’intensité de la luminescence du premier marqueur optique en fonction du temps calculée par l’unité de traitement lors des étapes d’analyse d’images de pièce et d’étalon.
[0044] De manière générale, les marqueurs photoluminescents continuent à être luminescents pendant un certain temps après avoir été exposés à une longueur d’onde d’excitation. L’intensité de la luminescence émise par ces marqueurs s’exprime alors selon une somme d’exponentielles décroissantes, typiquement selon la formule suivante.
[0045] [Math 1] [0046] ln représente l’intensité lumineuse émise et tn la durée de vie associée à cette intensité lumineuse, pour une nieme longueur d’onde donnée. Le temps tn le plus long est appelé « durée de vie » du marqueur photoluminescent.
[0047] Cette configuration est une troisième alternative pour l’analyse de l’historique thermique selon le présent procédé. Cette troisième alternative bénéficie des avantages précédemment cités. Selon cette alternative, les marqueurs peuvent être photoluminescents et/ou thermochromoluminescents.
[0048] Par ailleurs, cette configuration présente l’avantage de pouvoir s’appliquer à n’importe quel signal de luminescence. En effet, le calcul de l’intégrale de l’intensité de la luminescence en fonction du temps permet de traiter n’importe quelle luminescence sans présupposer de sa forme. Il n’est donc pas nécessaire de connaître précisément la nature de la luminescence mesurée, ni de la modéliser. Cette méthode permet également de parvenir au résultat sans calculer la durée de vie tn pour chaque intensité ln, ce qui est plus simple.
[0049] Dans certains modes de réalisation, la séquence de mesures comprend plus de dix mesures.
[0050] L’utilisation de tels paramètres permet une plus grande précision sur la mesure de la durée de vie de la photoluminescence du premier marqueur photoluminescent, ce qui augmente la précision de la mesure d’historique thermique.
[0051 ] Les caractéristiques et avantages précités, ainsi que d'autres, apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, d'exemples de réalisation du dispositif et du procédé proposés. Cette description détaillée fait référence aux dessins annexés.
Brève description des dessins
[0052] Les dessins annexés sont schématiques et visent avant tout à illustrer les principes de l’exposé.
[0053] [Fig. 1 ] La figure 1 représente un dispositif optique configuré pour mettre en oeuvre un procédé d’analyse thermique. [0054] [Fig. 2] La figure 2 représente schématiquement un procédé d’analyse de l’historique thermique d’une pièce selon un premier mode de réalisation.
[0055] [Fig. 3A] La figure 3A représente des images d’un étalon obtenues lors d’une étape d’acquisition selon le premier mode de réalisation en niveau de gris.
[0056] [Fig. 3B] La figure 3B représente des images d’historique thermique calculées lors d’une étape d’analyse à partir des images de la figure 3A, en niveau de gris.
[0057] [Fig. 4] La figure 4 représente schématiquement un procédé d’analyse de l’historique thermique d’une pièce selon un deuxième mode de réalisation.
[0058] [Fig. 5] La figure 5 représente schématiquement un procédé d’analyse de l’historique thermique d’une pièce selon un troisième mode de réalisation.
Description des modes de réalisation
[0059] Afin de rendre plus concret l’exposé, des exemples sont décrits en détail ci- après, en référence aux dessins annexés. Il est rappelé que l'invention ne se limite pas à ces exemples.
[0060] La présente invention propose d’analyser l’historique thermique d’une pièce 100 en relevant la photoluminescence d’un ou plusieurs marqueurs photoluminescents contenus dans un revêtement dont la pièce 100 est enduite. Dans le présent exemple, la pièce 100 peut être une pièce d’aéronef ou plus généralement une pièce 100 qui a subi un recuit.
[0061 ] Préparation du revêtement
[0062] Le revêtement prévu sur la pièce 100 peut comprendre les marqueurs suivants comme dopants d’une matrice inorganique : les ions europium III, samarium III, dysprosium III, erbium III, thulium III ou chrome III . Toute matrice apte à contenir un ou plusieurs de ces marqueurs peut convenir pour le présent procédé, par exemple des oxydes métalliques tels que la zircone partiellement stabilisée à l’yttrine (YSZ), l’alumine, l’oxyde d’yttrium (ou yttrine) ou du grenat d’yttrium et d’aluminium (YAG).
[0063] Nous pouvons citer le marqueur alumine dopée au chrome, par exemple l’alumine dopée au chrome commercialisée sous la référence CAS 99328-47- 9, comme convenant pour être utilisé dans un revêtement apte à être analysé par le présent procédé de mesure de l’historique thermique.
[0064] Les marqueurs AI2O3:Cr3+, Y2O3:Eu3+, YAG:Eu3+, et YSZ dopée avec au moins l’un des ions europium III, samarium III, dysprosium III, erbium III, thulium III sont particulièrement adaptés pour une analyse en intensité, qui sera décrite ci-après.
[0065] Les marqueurs MC350-8 et MC520-7 commercialisés par TMCHalIcrest ©sont particulièrement adaptés pour une analyse thermochrome, qui sera décrite ci-après.
[0066] Les marqueurs AI2O3:Cr3+ et YSZ dopée avec au moins l’un des ions europium III, samarium III, dysprosium III, erbium III, thulium III sont particulièrement adaptés pour une analyse en durée de vie, qui sera décrite ci- après.
[0067] Plus généralement, le revêtement peut être obtenu par dépôt sur la pièce et l’étalon d’une peinture comprenant un mélange des marqueurs, d’un solvant, de liant et d’additifs éventuels.
[0068] Nous pouvons citer les liants commerciaux LK (ZYP COATINGS), HPC (ZYP COATINGS), ZAP (ZYP COATINGS), 644-S (AREMCO), Ceramabind 643-2 (AREMCO), Respond 791 , 792, 793 & 795 (COTRONICS) convenant pour la formation d’un revêtement photoluminescent apte à être analysé par le présent procédé de mesure de l’historique thermique.
[0069] Comme solvant, nous pouvons citer le 1 -propanol ou tout autre alcool commercial.
[0070] Dans l’exemple des peintures comprenant des marqueurs photoluminescents, ces derniers sont préparés à partir de poudres contenant une matrice inorganique, qui est fonctionnalisée ou dopée avec de ions présentant des propriétés photoluminescentes. Comme cela est mentionné ci-dessus, ces ions peuvent être des lanthanides ou métaux de transition.
[0071 ] La matrice inorganique comprend un oxyde métallique. Dans le présent exemple, la matrice inorganique peut comprendre de la zircone partiellement stabilisée à l’yttrine (YSZ), de l’alumine, de l’oxyde d’yttrium ou du grenat d’yttrium et d’aluminium (YAG).
[0072] Dans le présent exemple, la concentration en dopant, c’est-à-dire en ions dans la matrice inorganique, est comprise entre 0,1 at% et 10 at%. Préférentiellement, la concentration en dopant est comprise entre 0,5 at% et 5 at%.
[0073] Le ou les marqueurs photoluminescents à introduire dans la peinture peuvent ainsi être préalablement traités thermiquement. Par exemple, pour un revêtement du premier mode de réalisation, le marqueur photoluminescent correspondant au deuxième marqueur photoluminescent est traité à 1500°C puis broyé. De cette façon, la luminescence d’un tel marqueur ne variera pas en fonction de la température à laquelle il sera exposé, pourvu que cette température reste inférieure à 1500 °C.
[0074] Une fois la peinture obtenue, elle est déposée sur un objet, par exemple la pièce 100 ou l’étalon. Le dépôt peut par exemple être opéré de manière manuelle (typiquement à l’aide d’un pinceau ou rouleau) ou bien par pulvérisation, trempage-retrait, électrophorèse ou encore spin-coating.
[0075] Procédé et dispositif pour mettre en oeuyre le procédé
[0076] La figure 1 représente un dispositif optique configuré pour mettre en oeuvre un procédé d’analyse d’historique thermique. Le dispositif optique est configuré pour analyser la pièce 100. Le dispositif optique comprend une source de lumière 10, optionnellement un premier dispositif filtrant 12 placé à la suite de la source de lumière 10, un guide de lumière 14 et un collimateur 16. Le dispositif optique comprend en outre une caméra 20 et un deuxième élément filtrant 22 disposé devant la caméra 20.
[0077] La source de lumière 10 est configurée pour éclairer la pièce 100 tandis que le guide de lumière 14 et le collimateur 16 sont configurés pour ajuster l’éclairage fourni par la source de lumière 10 à la pièce 100. Par ailleurs, le premier dispositif filtrant 12 est configuré pour ajuster la longueur d’onde émise par la source de lumière 10, le cas échéant.
[0078] Afin d’améliorer la précision du procédé, la source de lumière 10 est configurée pour éclairer la pièce 100 de sorte que les rayons lumineux arrivant sur la pièce 100 soient sensiblement perpendiculaires à sa surface. On comprend donc que l’angle entre les rayons lumineux incidents et la surface de la pièce sont compris entre 70 ° et 110 ° .
[0079] D’autre part, la caméra 20 est configurée pour obtenir des images de la pièce 100 et le deuxième dispositif filtrant 22 est configuré pour ajuster la longueur d’onde qui est émise par le revêtement prévu sur la pièce 100 et qui est acquise par la caméra 20.
[0080] Le dispositif optique comprend par ailleurs une unité de traitement 30 configurée pour sauvegarder et analyser les images acquises par la caméra 20, et pour calculer une image de cartographie de l’historique thermique. L’unité de traitement 30 est également configurée pour contrôler la caméra 20 ainsi que le premier et le deuxième dispositif filtrant 12, 22.
[0081 ] Dans le présent exemple, la source de lumière 10 peut être une source présentant un large spectre, pouvant émettre des rayonnements de 250 nm à 700 nm. La source de lumière 10, accompagnée du guide de lumière 14 et du collimateur 16 est configurée pour émettre un champ lumineux homogène sur une surface d’au moins de 200x200 mm2, par exemple. En d’autres termes, la source de lumière 10 est une source étendue qui est configurée pour éclairer une surface.
[0082] Premier mode de réalisation, analyse en intensité de marqueurs photoluminescents
[0083] La figure 2 représente schématiquement la succession des étapes du procédé selon un premier mode de réalisation. Le procédé comprend une étape d’essai M1 et une étape d’étalonnage M2, une étape d’acquisition d’images de pièce A1 et une étape d’acquisition d’images d’étalon A2, une étape d’analyse d’images de pièce E1 et une étape d’analyse d’images d’étalon E2, une étape de détermination de fonction de transfert I, une étape d’interprétation C et une étape de reconstruction S.
[0084] Dans l’exemple pris pour ce premier mode de réalisation, le revêtement prévu sur la pièce 100 est préparé selon l’exemple 1 décrit précédemment. Par la suite, le marqueur photoluminescent AI2O3:0,6% Cr3+ est appelé premier marqueur photoluminescent et le marqueur photoluminescent Y2O3 :5% Eu3+ est appelé deuxième marqueur photoluminescent. Cet exemple de couple de marqueurs photoluminescents n’est pas limitatif, et d’autres couples tels que AI2O3:Cr3+/YAG:Eu3+ ou YSZ:Er3+/ Y203:Eu3+ ou encore YSZ:Er3+/ YAG:Eu3+ peuvent être utilisés.
[0085] Dans ce mode de réalisation, la photoluminescence du premier marqueur photoluminescent procure des informations sur l’historique thermique du revêtement. D’autre part, la photoluminescence du deuxième marqueur photoluminescent est acquise comme témoin pour neutraliser l’influence d’autres grandeurs physiques, telles que l’épaisseur du revêtement. Plus généralement, la photoluminescence du premier marqueur photoluminescent dépend de l’historique thermique, tandis que la photoluminescence du deuxième marqueur photoluminescent ne dépend pas de son historique thermique. Dans ce premier mode de réalisation, la source de lumière 10 est configurée pour fournir une lumière continue à large spectre dans le visible et/ou l’UV. Dans le présent exemple, la source de lumière 10 est une source Xénon qui émet entre 250 nm et 700 nm. D’autres sources de lumière peuvent être envisagées, comme des diodes laser centrées sur la longueur d’onde d’excitation des marqueurs photoluminescents.
[0086] Lors de l’étape d’essai M1 , la pièce 100 subit un cycle thermique. Par exemple, ce cycle thermique peut être subi lors d’un vol dans un aéronef, ou une simulation en laboratoire ou sur banc d’essais. Le cycle thermique présente un certain nombre de paramètres comme la température maximale subie par la pièce, la vitesse de chauffe subie, la durée du refroidissement, etc... Ces paramètres peuvent être connus ou estimés.
[0087] Lors de l’étape d’étalonnage M2, l’étalon subit un cycle thermique prédéterminé. De préférence, le cycle thermique prédéterminé est paramétré de façon cohérente avec le cycle thermique de la pièce, c’est-à-dire par exemple au moins les températures et les vitesses de chauffes subies par la pièce 100 lors de l’étape d’essai M1 . Par exemple, les températures peuvent être du même ordre de grandeur, les variations de température peuvent se produire dans le même sens (augmentation ou diminution), les instants de changement de température peuvent être similaires, etc. [0088] Ce cycle est obtenu à l’aide d’une source chaude et d’une source froide. La source chaude peut par exemple être un laser, une lampe infrarouge, l’exploitation de l’effet Joule ou de l’induction ou une torche thermique. La source froide peut par exemple être l’exploitation de la convection naturelle, un écoulement d’air froid, une masse froide telle que de l’eau ou du métal en contact avec l’étalon ou un écoulement de liquide. La forme de l’étalon peut être un paramètre impactant le cycle thermique.
[0089] Dans le présent exemple, la source chaude exploite l’effet Joule, la source froide exploite la convection naturelle et l’étalon est prévu dans un matériau conducteur de forme conique.
[0090] Un courant électrique est imposé dans l’étalon, ce qui génère un gradient de température à sa surface. Du fait de la forme conique, la température est plus importante au sommet de l’étalon qu’à sa base.
[0091 ] Dans le présent exemple, l’étape d’étalonnage permet de créer une différence comprise entre 100 °C et 800 °C entre la températuredu sommet de l’étalon et la température de la base de l’étalon. Par ailleurs, la température maximale acceptable pour l’étalon est comprise entre 1200 ° Cet 1400 °C, dans cet exemple. On comprend alors qu’il est possible d’imposer des gradients de température plus ou moins fins à l’étalon sur une plage de température choisie, dans un intervalle allant de la température ambiante à 1400 ° C.
[0092] Lors de cette étape d’étalonnage M2 et de l’établissement du cycle thermique M1 , il est possible d’atteindre les gradients de température choisis dans un temps compris entre quelques minutes et quelques heures, en fonction du gradient à explorer et de la vitesse de chauffe que l’on souhaite imposer. Selon cet aspect, la vitesse de chauffe est comprise entre 0°C et 700 par seconde.
[0093] A la fin du cycle thermique, une image thermique de l’étalon est acquise à l’aide d’une caméra infrarouge. Cette image peut être une moyenne d’une pluralité d’images thermiques. Cette image thermique de l’étalon est sauvegardée par l’unité de traitement 30.
[0094] Dans le présent exemple, une échelle de taille est acquise par la caméra infrarouge ou par un autre dispositif de sorte que l’image thermique de l’étalon peut être rapportée à des dimensions spatiales. En d’autres termes, la dimension de l’image en pixels est associée à une dimension effective en millimètres.
[0095] Lorsque la pièce 100 et l’étalon ont refroidi à une température voisine de la température ambiante, les étapes d’acquisition d’images de pièce A1 et d’acquisition d’images d’étalon A2 sont effectuées. Nous décrivons ici l’étape d’acquisition d’images d’étalon A2. Il est entendu que l’étape d’acquisition d’images de pièce A1 est identique à l’étape d’acquisition d’images d’étalon A2 mais concerne la pièce 100.
[0096] Lors de l’étape d’acquisition d’images d’étalon A2, préalablement à l’acquisition d’image, le premier dispositif filtrant 12 est placé devant la source de lumière 10 et est réglé pour filtrer la lumière. Ce filtrage est de type passe bande, centré sur la longueur d’onde d’excitation du premier marqueur photoluminescent. Le deuxième dispositif filtrant 22 est placé devant la caméra 20 et est configuré de façon analogue au premier dispositif filtrant 12, centré sur longueur d’onde de relaxation du premier marqueur photoluminescent.
[0097] Dans le présent exemple, le premier et le deuxième dispositif filtrant 12 et 22 sont des jeux de filtres configurés pour filtrer la lumière avec un filtrage de type passe bande sur largeur d’une dizaine de nanomètres, typiquement de 50 nm, dans un intervalle allant de 400 nm à 700 nm.
[0098] Dans le présent exemple, pour le premier marqueur photoluminescent, le premier dispositif filtrant est centré sur 545 nm et le deuxième dispositif filtrant 22 est centré sur 695 nm. Ainsi, l’étalon est éclairé par la source de lumière 10 à une longueur d’onde permettant l’excitation du premier marqueur photoluminescent prévu dans le revêtement, et la caméra 20 perçoit une lumière représentative de la luminescence du premier marqueur photoluminescent.
[0099] Ensuite, l’acquisition d’images a lieu. Ainsi, la caméra 20 acquiert une pluralité d’images de l’étalon à une longueur d’onde correspondant à la relaxation du premier marqueur photoluminescent.
[0100] Le temps d’acquisition pour chaque image et le nombre d’images à acquérir sont prédéterminés. Dans le présent exemple, la caméra 20 est configurée pour capturer 10 images. Cependant le nombre d’images à capturer peut être ajusté en fonction de la précision recherchée pour l’image moyenne qui sera obtenue à partir de cette pluralité d’images acquises.
[0101 ] Après cette acquisition, l’unité de traitement 30 calcule une première image moyenne de la luminescence du premier marqueur photoluminescent pour l’étalon, à partir de la pluralité d’images. Cette première image moyenne est ensuite sauvegardée par l’unité de traitement 30.
[0102] Après l’enregistrement de cette première image moyenne, le premier dispositif filtrant 12 est centré sur la longueur d’onde d’excitation du deuxième marqueur photoluminescent et le deuxième dispositif filtrant 22 est centré sur la longueur d’onde de photoluminescence du deuxième marqueur photoluminescent. Ce changement peut être effectué par un opérateur ou de façon automatisée.
[0103] Dans le présent exemple, pour le deuxième marqueur photoluminescent, le premier dispositif filtrant est centré sur 562 nm et le deuxième dispositif filtrant 22 est centré sur 610 nm. Ainsi, l’étalon est éclairé par la source de lumière 10 à une longueur d’onde permettant l’excitation du deuxième marqueur photoluminescent prévu dans le revêtement, et la caméra 20 perçoit une lumière représentative de la luminescence du deuxième marqueur photoluminescent.
[0104] Une nouvelle acquisition d’images a lieu. Ainsi, la caméra 20 acquiert une pluralité d’images de l’étalon à une longueur d’onde correspondant à la relaxation du deuxième marqueur photoluminescent. Le temps d’acquisition et le nombre d’images acquises sont les mêmes que pour l’acquisition d’images pour le premier marqueur photoluminescent.
[0105] Après cette acquisition, l’unité de traitement 30 calcule une deuxième image moyenne de la luminescence du deuxième marqueur photoluminescent pour l’étalon, à partir de la pluralité d’images. Cette deuxième image moyenne est ensuite sauvegardée par l’unité de traitement 30.
[0106] La première et la deuxième image moyenne de l’étalon sont acquises sous le même angle, avec des paramètres géométriques de caméra 20 identiques. La première image moyenne peut donc être comparée pixels à pixels à la deuxième image moyenne. En d’autres termes, chaque pixel de chacune des images moyennes correspond à une zone définie de l’étalon, identique d’image à image. [0107] La figure 3A représente la première et la deuxième image moyennes de l’étalon analysé obtenues lors de l’étape d’acquisition d’images d’étalon A2 selon le premier mode de réalisation. Les images sont présentées en niveaux de gris.
[0108] L’illustration du dessus de la figure 3A représente la première image moyenne tandis que l’image du dessous représente la deuxième image moyenne. En d’autres termes, l’illustration du dessus représente la photoluminescence du premier marqueur photoluminescent, tandis que l’image du dessous représente la photoluminescence du deuxième marqueur photoluminescent. Ces images sont illustrées en niveau de gris. Selon l’échelle choisie, le blanc correspond à une luminescence intense tandis que le noir correspond à une absence de luminescence.
[0109] Sur l’illustration du dessus de la figure 3A, on observe une image présentant une tache claire sur la partie gauche de l’illustration. Par ailleurs, lorsqu’on se déplace vers la partie droite de l’illustration, la tache s’assombrit progressivement, ce qui traduit une luminescence plus faible sur la partie droite.
[0110] Sachant que le premier marqueur optique utilisé est thermosensible, on comprend que la partie gauche qui montre une forte luminescence a subi des températures plus importantes que la partie droite.
[0111] On constate également que cette tache de forte intensité est légèrement au- dessus de l’axe médian de l’illustration. On en déduit donc que la luminescence n’est pas symétrique par rapport à l’axe médian. Pourtant, l’essai réalisé a imposé un champ de température symétrique par rapport à l’axe médian. Ce constat montre que la luminescence mesurée peut dépendre d’autres paramètres que l’historique thermique, mais l’influence de ces autres paramètres peut être masquée grâce à la prise en compte de la deuxième image thermique, comme décrit à présent.
[0112] Sur l’illustration du dessous de la figure 3A, on observe que le niveau de gris est plus homogène que celui de l’image du dessus. On note cependant une plage légèrement plus claire vers le centre haut de l’illustration.
[0113] Sachant que le deuxième marqueur optique utilisé n’est pas thermosensible, on s’attend à ce que l’image du dessous de la figure 3A soit uniforme. Cependant, la tache plus claire indique une luminescence plus forte au centre haut. On en déduit que le revêtement présente une légère surépaisseur à cet endroit.
[01 14] Par ailleurs, dans le présent exemple, une image de noir peut être enregistrée lors de l’étape d’acquisition d’images d’étalon A2. Dans ces circonstances, l’objectif de la caméra 20 est obturé et une pluralité d’images de noir est acquise selon les mêmes paramètres que l’acquisition de la photoluminescence des marqueurs photoluminescents. Cette pluralité d’images de noir est ensuite transférée à l’unité de traitement 30 qui calcule une image de noir moyenne. Ensuite, cette image de noir moyenne est soustraite à la première image moyenne et à la deuxième image moyenne. Ces nouvelles images moyennes traitées sont sauvegardées par l’unité de traitement 30 et remplacent les images moyennes précédentes. L’acquisition de l’image de noir moyenne peut être effectuée avant ou après l’acquisition de la première et de la deuxième image moyenne.
[01 15] Ensuite, lors de l’étape d’analyse E2, l’unité de traitement 30 calcule image traitée de l’étalon. Nous décrivons ici l’obtention de l’image traitée de l’étalon, étant entendu que l’image traitée de la pièce 100 est obtenue de la même façon.
[01 16] Dans un premier temps, l’unité de traitement 30 calcule une conversion de l’échelle en pixels en échelle en millimètres pour l’une de la première ou de la deuxième image moyenne de la pièce 100. L’échelle est ensuite transposée à l’autre image.
[01 17] Ensuite, l’unité de traitement 30 construit l’image traitée de la pièce 100 en calculant pour chaque pixel un ratio de l’intensité de photoluminescence du premier marqueur photoluminescent rapportée à l’intensité de photoluminescence du deuxième marqueur photoluminescent. En d’autres termes, l’unité de traitement calcule l(premier marqueur photoluminescent)/l(deuxième marqueur photoluminescent) en tout point de l’image traitée de l’étalon. Ce calcul permet par ailleurs de corriger toute variation de la photoluminescence du premier et deuxième marqueur qui ne serait pas due à la température. En effet, comme ces deux marqueurs sont influencés de la même façon par ces paramètres extérieurs, le calcul du ratio de l’intensité permet de s’affranchir desdits paramètres extérieurs. Par exemple, un paramètre extérieur peut être un éclairement de la source lumineuse non homogène ou encore une épaisseur non homogène du revêtement.
[0118] On obtient alors une image traitée de l’étalon représentant l’intensité relative de la photoluminescence du premier marqueur photoluminescent par rapport à la photoluminescence du deuxième marqueur photoluminescent, l’image étant rapportée à une échelle spatiale. Dans ce premier mode de réalisation, le rapport des intensités de photoluminescence est l’information optique d’intérêt qui permet de déduire l’historique thermique de la pièce 100.
[0119] La figure 3B représente l’image traitée de l’étalon de la figure 3A, selon deux échelles de niveaux de gris différentes. Cette image est calculée par l’interprétation des deux images de la figure 3A.
[0120] L’illustration du haut de la figure 3B présente une échelle dans laquelle deux ratios d’intensités proches sont associés à des niveaux de gris proches. Cela rend compte de la différence de ratio d’intensité entre la partie gauche de l’étalon et sa partie droite. D’autre part, l’illustration du bas de la figure 3B présente une échelle dans laquelle ratios d’intensités proches sont associés à des niveaux de gris contrastés, ce qui permet de mettre en valeur des lignes iso-intensité de l’étalon, correspondant à des lignes iso-historique thermique, ayant donc subi la même température lors de l’étape d’étalonnage M2.
[0121] Le calcul du ratio d’intensité permet donc d’améliorer la précision de la mesure en compensant les influences extérieures qui pourraient perturber la mesure, comme par exemple des surépaisseurs du revêtement.
[0122] De la même façon, une image traitée de la pièce 100 est calculée lors de l’étape d’analyse E1 .
[0123] Lors de l’étape de détermination de fonction de transfert I, une fonction de transfert entre la température et le rapport de l’intensité des photoluminescences du couple de marqueurs photoluminescents est déterminée à l’aide de l’image thermique de l’étalon obtenue à l’étape d’étalonnage M2 et de l’image traitée de l’étalon obtenue lors de l’étape d’analyse d’images d’étalon E2. En d’autres termes, une fonction de transfert reliant les informations optiques traitées (ici le rapport d’intensités), la température et les dimensions spatiales est déterminée. On comprend que, pour le cas de la pièce 100 et de l’étalon, la température reflète plus concrètement l’historique thermique de la pièce 100 ou de l’étalon. En effet, cette « température » indique la température maximale subie lors des étapes d’essai M1 et d’étalonnage M2.
[0124] Cette relation permet alors de convertir une image représentant le rapport d’intensité de photoluminescence du couple de marqueurs photoluminescents en image d’historique thermique. Il est à noter qu’une telle conversion est possible seulement pour des images de pièces enduites du même revêtement que le revêtement enduisant l’étalon.
[0125] Lors de l’étape d’interprétation C, la fonction de transfert déterminée lors de l’étape de détermination de fonction de transfert I est utilisée pour transformer l’image traitée de la pièce 100 obtenue lors de l’étape d’analyse E2 en image d’historique thermique de la pièce 100.
[0126] Lors de l’étape de reconstruction S, l’image de l’historique thermique de la pièce 100 est mise en cohérence avec la géométrie de la pièce 100 pour obtenir une cartographie de l’historique thermique de la pièce 100. L’étape de reconstruction S est à même d’établir la cartographie de l’historique thermique de pièces principalement en deux dimensions et/ou de pièces en trois dimensions.
[0127] Dans le cas de pièces à géométrie à deux dimensions, la mise en cohérence correspond à un recalage de l’image de l’historique thermique sur un repère lié à la pièce 100.
[0128] Dans le cas de pièces à géométrie à trois dimensions, deux cas peuvent être distingués. De manière générale, la géométrie en trois dimensions est reconstruite à l’aide de moyens de reconstruction en trois dimensions, pouvant être par exemple une mire, un quadrillage ou un scanner.
[0129] Dans un premier cas, lorsque la géométrie est faiblement courbée, comme pour une pale de turbine, elle peut être obtenue par une fonction réciproque d’une projection sur deux dimensions. Dans ces circonstances, lors de l’étape d’acquisition d’images de pièce A1 , des images de la pièce 100 sont acquises et la pièce 100 comprend un quadrillage configuré pour être dans le champ de chacune des images acquises. Le quadrillage peut être directement collé sur la pièce 100, ou simplement posé ou dessiné dessus. [0130] L’unité de traitement 30 calcule, à partir des parties d’images représentant le quadrillage sur la pluralité d’images acquises, une relation de transformation géométrique (abscisse curviligne) liant les pixels de l’image à une reconstruction de la pièce 100 en trois dimensions.
[0131 ] Dans un deuxième cas, lorsque la géométrie de la pièce 100 est complexe, le dispositif optique comprend un scanner utilisé pour obtenir un maillage surfacique de la pièce 100. Dans ces circonstances, le scanner coopère avec la caméra 20 pour calculer une relation de transformation géométrique liant les coordonnées en pixels de l’image de température de la pièce avec les coordonnées 3D du maillage surfacique de la pièce exprimées en unité de longueur.
[0132] Deuxième mode de réalisation, analyse en thermochromie
[0133] Nous nous intéressons dans les paragraphes suivants à un deuxième mode de réalisation schématiquement représenté sur la figure 4. Dans le deuxième mode de réalisation, le procédé comprend une première variante des étapes d’acquisition d’images de pièce A1 ’ et d’étalon A2’ et des étapes d’analyse d’images de pièce E1 ’ et d’étalon E2’. Les autres étapes sont identiques aux étapes correspondantes du premier mode de réalisation.
[0134] Dans l’exemple pris pour ce deuxième mode de réalisation, le revêtement couvrant la pièce 100 et l’étalon comprend un unique marqueur thermochrome. Ce marqueur est par exemple l’un des marqueurs MC350-8 et MC520-7 commercialisés par TMCHalIcrest ©.
[0135] Les paramètres de l’acquisition des images des étapes d’acquisition d’images A1 ’ et A2’ du deuxième mode de réalisation sont identiques aux paramètres des étapes d’acquisition A1 et A2 du premier mode de réalisation en ce qui concerne les paramètres généraux de la caméra (nombre d’images acquises, temps d’acquisition, image de noir, etc...). Il en résulte notamment que les étapes d’acquisition A1 ’ et A2’ selon le deuxième mode de réalisation peuvent être opérées par un dispositif optique comparable au dispositif optique du premier mode de réalisation.
[0136] Par ailleurs, dans le deuxième mode de réalisation, une source de lumière 10 blanche est utilisée et seul le deuxième dispositif filtrant 22 est utilisé. Le dispositif filtrant 22 est préalablement placé devant la caméra 20 et est réglé pour filtrer la lumière. Ce filtrage est de type passe bande, centré sur une première longueur d’onde (visible ou non) arbitraire correspondant à une longueur d’onde d’émission du marqueur thermochrome dont l’intensité varie en fonction de l’historique thermique.
[0137] Nous décrivons ici l’étape d’acquisition d’images de pièce A1 ’ et l’étape d’analyse d’images de pièce E1 ’. Il est entendu que les étapes d’acquisition d’images d’étalon A2’ et d’analyse d’images d’étalon E2’ sont respectivement identiques aux étapes d’acquisition d’images de pièce A1 ’ et d’analyse d’images de pièce E1 ’, mais concernent l’étalon.
[0138] Lors de l’étape d’acquisition d’images de pièce A1 ’, une première acquisition d’images a lieu. Ainsi, la caméra 20 acquiert une pluralité d’images de la pièce 100 pour la première longueur d’onde. L’intensité lumineuse réfléchie par le marqueur thermochrome est donc enregistrée pour cette longueur d’onde, à l’aide d’une première image moyenne obtenue pour la première longueur d’onde (ou à une première couleur). Cette première image moyenne est ensuite sauvegardée par l’unité de traitement 30.
[0139] Après l’enregistrement de cette première image moyenne, le deuxième dispositif filtrant 22 est centré sur une deuxième longueur d’onde différente de la première longueur d’onde. Une deuxième image moyenne est ensuite acquise et enregistrée de la même façon que pour la première image moyenne. Ce procédé est itéré autant de fois que souhaité, pour des longueurs d’ondes toutes différentes les unes des autres.
[0140] On comprend que chaque image moyenne acquiert la pièce 100 sous le même angle, avec des paramètres de caméra 20 identiques, à l’exception de la longueur d’onde reçue par la caméra 20, qui a été filtrée par le deuxième dispositif filtrant 22. Chaque image moyenne peut donc être comparée pixels à pixels à une autre image moyenne. En d’autres termes, chaque pixel de chacune des images moyennes correspond à une zone définie de la pièce 100, identique d’image à image.
[0141 ] Ensuite, lors de l’étape d’analyse de pièce E1 ’, l’unité de traitement 30 calcule respectivement une matrice traitée de signature spectrale de la pièce 100 et une matrice traitée de signature spectrale de l’étalon. Nous décrivons ici l’obtention de la matrice traitée de la pièce 100, étant entendu que la matrice traitée de l’étalon est obtenue de la même façon.
[0142] Dans un premier temps, l’unité de traitement 30 calcule une conversion de l’échelle en pixels en échelle en millimètres (ou autre unité de longueur) pour l’une des images moyennes de la pièce 100. Cette échelle peut ensuite être transposée à toutes les autres images moyennes.
[0143] L’unité de traitement 30 recense tout d’abord, pour chaque pixel des images moyennes, les intensités réfléchies relevées sur chacune des images moyennes lors de l’étape d’acquisition A1 ’. En d’autres termes, l’unité de traitement 30 crée une matrice de la taille des images moyennes composée de vecteurs d’intensité réfléchie, chaque vecteur correspondant à un pixel, le vecteur étant composé de chaque intensité réfléchie relevée pour chaque longueur d’onde mesurée, en lien à chaque image moyenne calculée pour cette longueur d’onde.
[0144] A partir de la matrice de vecteurs d’intensité, l’unité de traitement 30 calcule une signature spectrale pour chaque élément de la matrice à l’aide d’un algorithme. Une matrice traitée est alors déduite, associant chacun de ses éléments à la signature spectrale correspondante. Dans le présent exemple, la signature spectrale peut comprendre des informations sur les moments spectraux, des moyennes et/ou des variances d’intensité de réflexion. Dans ce deuxième mode de réalisation, la signature spectrale est l’information optique d’intérêt qui permet de déduire l’historique thermique de la pièce 100.
[0145] De la même façon, une matrice traitée est obtenue pour l’étalon lors de l’étape d’analyse E2’.
[0146] Le procédé peut alors se poursuivre selon les étapes de détermination de fonction de transfert I, d’interprétation C et de reconstruction S.
[0147] En particulier, une fonction de transfert reliant la signature spectrale, la température et les dimensions spatiales est déterminée lors de l’étape de détermination de fonction de transfert I à l’aide de la matrice traitée de l’étalon obtenue lors de l’étape d’analyse E2’ et de l’image thermique obtenue lors de l’étape d’étalonnage M2. [0148] L’étape d’interprétation C et de reconstruction S se déroulent ensuite comme précédemment décrit.
[0149] Troisième mode de réalisation, analyse en durée de vie
[0150] Nous nous intéressons dans les paragraphes suivants à un troisième mode de réalisation schématiquement représenté sur la figure 5. Dans le troisième mode de réalisation, le procédé comprend une deuxième variante des étapes d’acquisition d’images A1 ” et A2” et des étapes d’analyse d’images E1 ” et E2”. Les autres étapes sont identiques aux étapes correspondantes du premier mode de réalisation.
[0151 ] Les étapes d’acquisition A1 ” et A2” selon le troisième mode de réalisation peuvent être opérées par un dispositif optique similaire au dispositif décrit dans le premier et le deuxième mode de réalisation. Cependant, la caméra utilisée dans le troisième mode de réalisation est de préférence une caméra intensifiée. En effet, compte tenu des durées impliquées dans ce procédé, il est souhaitable que la caméra possède un intensificateur pour amplifier un signal acquis sur une durée pouvant être de l’ordre de plusieurs nanosecondes, et donc peu intense.
[0152] Dans l’exemple pris pour ce troisième mode de réalisation, le revêtement couvrant la pièce 100 et l’étalon comprend un unique marqueur photoluminescent. Ce marqueur photoluminescent est YSZ :Er3+. Cet exemple de marqueur photoluminescent n’est pas limitatif, et d’autres marqueurs photoluminescents peuvent être utilisés.
[0153] La durée de vie d’un marqueur photoluminescent peut dépendre de l’historique thermique du marqueur photoluminescent. D’autre part, cette durée de vie est indépendante de l’épaisseur de la couche de revêtement dans lequel le marqueur photoluminescent est disposé, de l’intensité de l’éclairage et de la pollution, entre autres.
[0154] La source de lumière 10 utilisée pour ce mode de réalisation est une source monochromatique configurée pour fournir une lumière pulsée. La longueur d’onde de la source de lumière 10 est choisie pour correspondre à la longueur d’onde d’excitation du marqueur photoluminescent. Le caractère monochromatique peut être obtenu par l’action du dispositif filtrant 12 ou par la nature de la source de lumière 10. Par exemple, la source de lumière 10 peut être un laser. Dans le présent exemple, l’impulsion de la source de lumière 10 est contrôlée par l’unité de traitement 30.
[0155] La caméra 20 est configurée pour prendre une séquence d’images à la suite d’une commande de l’unité de traitement 30. Dans le présent exemple, la caméra 20 est configurée pour acquérir une séquence d’images, à la suite de la commande de l’unité de traitement 30 pendant une durée d’acquisition largement supérieure à la durée de vie de la photoluminescence du marqueur photoluminescent. Cette durée d’acquisition est au moins trois fois supérieure à la plus longue durée de vie du marqueur.
[0156] Nous décrivons ici l’étape d’acquisition d’image de pièce A1 ” et l’étape d’analyse d’images de pièce E1 ”. Il est entendu que les étapes d’acquisition d’images d’étalon A2” et d’analyse d’images d’étalon E2” sont respectivement identiques aux étapes d’acquisition d’images de pièce A1 ” et d’analyse d’images de pièce E1 ”, mais concernent l’étalon.
[0157] Lors de l’étape d’acquisition A1 ”, et préalablement à l’acquisition d’images, le deuxième dispositif filtrant 22 est centré sur la longueur d’onde de relaxation du marqueur photoluminescent.
[0158] Dans le présent exemple, le dispositif optique est configuré pour fournir un éclairage à 514 nm. Par ailleurs, le deuxième dispositif filtrant 22 est centré sur 545 nm. Ainsi, la pièce 100 est éclairée à une longueur d’onde permettant l’excitation du marqueur photoluminescent prévu dans le revêtement, et la caméra 20 perçoit une lumière représentative de la luminescence du premier marqueur photoluminescent.
[0159] Ensuite, l’acquisition a lieu. L’unité de traitement 30 commande conjointement la source de lumière 10 et la caméra 20 pour effectuer respectivement une impulsion et acquiert d’une séquence d’images. Dans le présent exemple, la séquence d’images comprend un nombre d’images suffisant pour pouvoir intégrer l’intensité de la photoluminescence en fonction du temps. Dans le présent exemple, la séquence d’images comprend plusieurs dizaines d’images, typiquement 30 images. La séquence d’images est ensuite enregistrée par l’unité de traitement 30. [0160] On constate sur la séquence d’images que la luminescence du marqueur photoluminescent décroit au fur et à mesure que les images défilent.
[0161] Optionnellement, cette acquisition est réitérée au moins dix fois, selon les mêmes paramètres. L’unité de traitement 30 calcule ensuite une séquence d’images moyenne où chaque image de la séquence d’images moyenne est une image moyenne des images correspondantes de chacune des séquences d’images précédemment acquises et enregistrées. Cette séquence d’images moyenne est enregistrée par l’unité de traitement 30.
[0162] Ensuite, lors des étapes d’analyses E1 ” et E2”, l’unité de traitement 30 calcule deux matrices traitées pour la pièce 100 et pour l’étalon, associant à chacun de leurs termes l’intégrale de l’intensité de photoluminescence en fonction du temps pour un pixel donné de la séquence d’images de la pièce 100, respectivement de la séquence d’images de l’étalon. Nous décrivons ici l’obtention de la matrice traitée de la pièce 100, étant entendu que la matrice traitée de l’étalon est obtenue de la même façon.
[0163] Dans un premier temps, l’unité de traitement 30 calcule une conversion de l’échelle en pixels en échelle en millimètres pour l’une des images moyennes de la séquence d’images moyenne. Cette échelle peut ensuite être transposée à toutes les autres images moyennes de la séquence d’images moyenne.
[0164] A partir de la séquence d’images moyenne, l’unité de traitement 30 intègre, pour chaque pixel, l’intensité de la luminescence au niveau dudit pixel, en fonction du temps. Cette valeur est notée dans une matrice de taille égale à la taille en pixels d’une image de la séquence d’images moyenne, à la place correspondant au pixel traité. Ainsi, lorsque tous les pixels sont traités, la matrice traitée est formée. Dans ce troisième mode de réalisation, l’intégrale de l’intensité de photoluminescence en fonction du temps est l’information optique d’intérêt qui permet de déduire l’historique thermique de la pièce 100.
[0165] De la même façon, une matrice traitée est obtenue pour l’étalon lors de l’étape d’analyse E2”.
[0166] Le procédé peut alors se poursuivre selon les étapes de détermination de fonction de transfert I, d’interprétation C et de reconstruction S. [0167] En particulier, une fonction de transfert reliant l’intensité intégrée, la température et les dimensions spatiales est déterminée lors de l’étape de détermination de fonction de transfert I à l’aide de la matrice traitée de l’étalon obtenue lors de l’étape d’analyse E2”et de l’image thermique obtenue lors de l’étape d’étalonnage M2.
[0168] Une variante de ce troisième mode de réalisation consiste, lors des étapes d’acquisition A1 ” et A2”, à prévoir une source de lumière 10 configurée pour fournir une lumière continue à modulation d’amplitude. Dans de telles circonstances, Lors des étapes d’analyses A1 ” et A2”, l’unité de traitement 30 calcule le déphasage et/ou la variation d’amplitude entre la source de lumière et l’intensité lumineuse acquise par la caméra 20. Ce paramètre peut être relié à la durée de vie par exemple par la relation tan <p = 2TT T avec <p le déphasage, f la fréquence de modulation de la lumière incidente et T le temps de vie à déterminer. Ce temps de vie correspond au maximum des durées de vie tn.
[0169] Quatrième mode de réalisation, analyse de marqueur thermochromoluminescent
[0170] Nous nous intéressons dans les paragraphes suivants à un quatrième mode de réalisation. Dans le quatrième mode de réalisation, un marqueur thermochromoluminescent, comme par exemple Zn3(PO4)2: 2%Mn2+, est utilisé. Ces marqueurs ont la particularité d’émettre un spectre présentant des pics à plusieurs longueurs d’ondes définies lorsqu’ils reçoivent une excitation à une longueur d’onde d’excitation définie. L’intensité des pics du spectre émis dépend de l’historique thermique.
[0171 ] Le procédé d’analyse de l’historique thermique est identique au procédé d’analyse du deuxième mode de réalisation, à l’exception de la configuration de la source de lumière 10 et du premier dispositif filtrant 12.
[0172] En effet, dans le quatrième mode de réalisation, le dispositif optique comprend un dispositif filtrant 12 et la pièce est éclairée par une lumière centrée sur une longueur d’onde d’excitation du marqueur thermochromoluminescent, comme pour le premier mode de réalisation. [0173] Le deuxième dispositif filtrant 22 est ensuite centré sur chacune des longueurs d’ondes d’émission du marqueur thermochromoluminescent, et la signature spectrale est mesurée, comme pour le deuxième mode de réalisation.
[0174] La présente description s’est appuyée sur l’exemple de l’analyse de l’historique thermique, mais ce procédé pourrait s’appliquer mutatis mutandis à des analyses d’historique de n’importe quelle grandeur thermomécanique (contrainte, déformation, pression, température, etc...) en utilisant des marqueurs dont les informations optiques varient en fonction de ladite grandeur thermomécanique.
[0175] Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à des exemples de réalisation spécifiques, il est évident que des modifications et des changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation illustrés/mentionnés peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.
[0176] Il est également évident que toutes les caractéristiques décrites en référence à un procédé sont transposables, seules ou en combinaison, à un dispositif, et inversement, toutes les caractéristiques décrites en référence à un dispositif sont transposables, seules ou en combinaison, à un procédé.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Procédé d'analyse de l'historique thermique d'une pièce (100) par un dispositif optique, la pièce (100) présentant un revêtement incluant un premier marqueur optique, le dispositif optique comprenant une caméra (20) configurée pour acquérir des images de la pièce (100), une source de lumière (10) configurée pour éclairer la pièce (100) et pour éclairer un étalon présentant le même revêtement que la pièce (100), et une unité de traitement (30), le procédé comprenant : une étape d'essai (Ml) dans laquelle la pièce subit un cycle thermique, une étape d'étalonnage (M2) dans laquelle l'étalon subit un cycle thermique prédéterminé, et dans laquelle une image thermique de l'étalon est acquise par une caméra thermique, et sauvegardée par l'unité de traitement (30), une étape d'acquisition d'images de pièce (Al ; Al' ; Al") et une étape d'acquisition d'images d'étalon (A2 ; A2' ; A2") dans lesquelles des informations optiques de la pièce (100) et de l'étalon sont respectivement mesurées par le dispositif optique, puis enregistrées par l'unité de traitement (30), une étape d'analyse d'images de pièce (El ; El' ; El") et une étape d'analyse d'images d'étalon (E2 ; E2' ; E2") dans lesquelles les informations optiques de la pièce (100) et de l'étalon sont respectivement traitées par l'unité de traitement (30) pour obtenir des informations optiques traitées de la pièce et de l'étalon, une étape de détermination de fonction de transfert (I) dans laquelle une fonction de transfert reliant la température, les informations optiques traitée et des dimensions spatiales est déterminée par l'unité de traitement (30) sur la base de l'image thermique de l'étalon et des informations optiques traitées de l'étalon, une étape d'interprétation (C) dans laquelle une image de l'historique thermique est calculée par l'unité de traitement (30) en utilisant la fonction de transfert et les informations optiques traitées de la pièce (100) et l'image de l'historique thermique représente l'historique thermique de la pièce (100).
[Revendication 2] Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape d'acquisition d'images de pièce (Al; Al' ; Al") comprend l'utilisation de moyens de reconstruction en trois dimensions, et dans lequel le procédé comprend en outre une étape de reconstruction (S) dans laquelle une cartographie de l'historique thermique de la pièce (100) est déduite de l'image de l'historique thermique de la pièce (100) et des moyens de reconstruction en trois dimensions, et la cartographie de l'historique thermique de la pièce relie l'historique thermique de la pièce avec les trois dimensions de l'espace.
[Revendication 3] Procédé selon la revendication 2, dans lequel le dispositif optique comprend une mire ou un scanner.
[Revendication 4] Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'étalon présente une forme conique et est prévu dans un matériau électriquement conducteur.
[Revendication 5] Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, lors des étapes d'acquisition d'images de pièce (Al ; Al' ; Al") et d'étalon (A2 ; A2' ; A2") l'unité de traitement sauvegarde au moins une image moyenne, la au moins une image moyenne étant une moyenne d'au moins dix images acquises par la caméra (20).
[Revendication 6] Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le revêtement comprend un deuxième marqueur optique, et lors des étapes d'acquisition d'images de pièce et d'étalon (Al, A2), les informations optiques mesurées par le dispositif optique pour le premier marqueur optique comprennent l'intensité de la luminescence du premier marqueur optique à une première longueur d'onde donnée, les informations optiques mesurées par le dispositif optique pour le deuxième marqueur optique comprennent l'intensité de la luminescence du deuxième marqueur optique à une deuxième longueur d'onde donnée, et lors des étapes d'analyse d'images de pièce et d'étalon (El, E2), l'unité de traitement (30) calcule un ratio de l'intensité de la luminescence du premier marqueur optique par rapport à l'intensité de luminescence du deuxième marqueur optique, les informations optiques traitées comprenant ledit ratio de l'intensité de la luminescence du premier marqueur optique par rapport à l'intensité de luminescence du deuxième marqueur optique.
[Revendication 7] Procédé selon la revendication 6, dans lequel les informations optiques obtenues pour le deuxième marqueur sont indépendantes de la température.
[Revendication 8] Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, le premier marqueur optique est unique, et lors des étapes d'acquisition d'images de pièce et d'étalon (Al', A2'), les informations optiques mesurées par le dispositif optique pour le marqueur optique comprennent une pluralité d'intensités réfléchies par le marqueur optique à une pluralité de longueurs d'onde donnée, et les informations optiques traitées comprennent une signature spectrale calculée par l'unité de traitement (30) pour la pluralité de longueurs d'onde lors des étapes d'analyse d'images de pièce et d'étalon (El, E2).
[Revendication 9] Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le premier marqueur optique est unique, et lors étapes d'acquisition d'images de pièce et d'étalon (Al", A2"), le dispositif optique effectue, à la suite d'une excitation pulsée de la luminescence du premier marqueur optique fournie par la source de lumière (10), une séquence de mesures de l'intensité de la luminescence du premier marqueur optique à une longueur d'onde donnée, et les informations optiques traitées comprennent la valeur d'une intégrale de l'intensité de la luminescence du premier marqueur optique en fonction du temps calculée par l'unité de traitement (30) lors des étapes d'analyse d'images de pièce et d'étalon (El", E2").
[Revendication 10] Procédé selon la revendication 9, dans lequel la séquence de mesures comprend plus de lOmesures.
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