FR2527767A1 - Procede electro-acoustique de controle non destructif de la temperature interne d'objets - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE CONTROLE NON DESTRUCTIF DE LA TEMPERATURE INTERNE D'OBJETS AYANT UNE MAUVAISE CONDUCTIBILITE THERMIQUE. ON DETERMINE A CET EFFET LA TEMPERATURE INTERNE D'UN OBJET DE REFERENCE 16, ON MESURE PLUSIEURS TEMPS DE PROPAGATION D'IMPULSIONS MIS PAR UN SIGNAL, CONSTITUE D'IMPULSIONS A FREQUENCE ULTRASONORE PRODUITES PAR UN GENERATEUR 18 ET TRANSMISES PAR UN TRANSDUCTEUR 14, A SE PROPAGER A TRAVERS L'OBJET DE REFERENCE, ET ON ETABLIT UNE RELATION ENTRE LES TEMPERATURES INTERNES DETERMINEES ET LES TEMPS DE PROPAGATION ASSOCIES DES IMPULSIONS. DOMAINE D'APPLICATION: CONTROLE ET MESURE DE LA TEMPERATURE D'OBJETS AYANT UNE MAUVAISE CONDUCTIBILITE THERMIQUE TELS QUE DES BANDAGES PNEUMATIQUES, ETC.

Description

L'invention concerne d'une manière générale un procédé pour déterminer la

température interne d'objets ayant une faible conductibilité thermique L'invention concerne plus particulièrement un procédé de contrôle de la température interne d'objets contenant des matières à base d'élastomère, par exemple des bandages pneumatiques L'invention concerne

plus particulièrement un procédé utilisant l'électro-

acoustique pour contrôler sans destruction la température interne d'un pneumatique Le procédé selon l'invention, qui peut utiliser les ultrasons, peut être mis en oeuvre lorsque l'objet tel qu'un pneumatique est en fonctionnement réel, en cours de vulcanisation à chaud par rayonnement

à hyperfréquence, ou à tout autre moment.

La fabrication et le fonctionnement de nombreux objets dépendent de la température de ces objets Lorsqu'un objet est réalisé en une matière mauvaise conductrice de la chaleur, comme c'est le cas d'un objet contenant un élastomère tel qu'un bandage pneumatique classique, le comportement de l'objet est généralement une fonction de sa température interne Malheureusement, il a été jusqu'à présent souvent impossible de déterminer directement et avec précision la température interne d'un tel objet, en particulier à la fois pendant la fabrication de l'objet et en service réel En conséquence, la commande du processus

de fabrication n'est pas aussi précise et sûre que souhaité.

De plus, il n'a pas été possible de recueillir des données reflétant avec précision le comportement en fonctionnement

et les caractéristiques de l'objet.

En ce qui concerne les bandages pneumatiques clas-

siques, il est bien connu qu'un pneumatique mal vulcanisé peut avoir pour résultat un produit inutilisable Il devient donc impératif de connaître avec précision la température interne instantanée de tels objets à la fois pendant la

fabrication et pendant le fonctionnement.

Toutes les techniques de contrôle de la température d'objets contenant un élastomère, tels que des pneumatiques, peuvent être considérées globalement comme faisant partie de deux catégories, à savoir celle dans laquelle des mesures sont réalisées extérieurement aux pneumatiques et celle dans laquelle des mesures sont réalisées intérieurement aux pneumatiques Etant donné que les matières à base d'élastomère sont mauvaises conductrices de la chaleur, une mesure de la température de la surface externe d'un pneumatique ne donne pas une valeur égale à la température interne du pneumatique et ne la reflète pas nécessairement

avec précision Néanmoins, des techniques de mesure exté-

rieure (telles que l'utilisation de capteurs à infrarouge et de transducteurs à thermocouple reliés à la surface du pneumatique> sont répandues, car elles ne sont pas destructives, laissant le pneumatique dans un état par ailleurs utilisable après l'achèvement du processus de mesure de température, et elles peuvent être utilisées pour contrôler ou surveiller la température du pneumatique lorsque ce dernier est monté et en utilisation réelle De plus, on a développé des modèles permettant de prévoir les températures internes pendant la vulcanisation d'un

pneumatique lorsqu'une vulcanisation par conduction thermi-

que classique est utilisée.

Des techniques actuellement connues de mesure interne consistent à insérer un transducteur (tel qu'un thermocouple ou un pyromètre à aiguille) directement à l'intérieur du pneumatique, dans une ou plusieurs zones intéressantes choisies d'avance Bien que l'on obtienne

des mesures plus précises que celles réalisées extérieure-

ment, l'insertion d'un transducteur dans le pneumatique dégage elle-même de la chaleur sous l'effet du frottement induisant une erreur transitoire dans toute mesure de

température obtenue Il est évident que le processus méca-

nique consistant à insérer un transducteur à l'intérieur d'un pneumatique demande du temps et a souvent, voire toujours pour résultat la destruction du pneumatique Par conséquent, ce type de mesure de température entraîne un gaspillage du point de vue économique, ne peut être réalisé que sur un des échantillons représentatifs des pneumatiques en production et nécessite même, alors, une interruption

du programme de fabrication.

Etant donné l'accroissement des co ts d'énergie et de la main-d'oeuvre, les fabricants de pneumatiques

sont attirés par l'utilisation de rayonnements à hyper-

fréquence pour chauffer par induction les pneumatiques.

Cependant, la nature d'un champ électromagnétique à hyper- fréquence empêche l'utilisation de transducteurs métalliques tels que des thermocouples et des pyromètres à aiguille pour les mesures de température Etant donné que l'on ne connaît pas, d'après les températures de surface extérieure, de modèles précis permettant de prévoir les températures internes des pneumatiques en cours de vulcanisation induite par rayonnement à hyperfréquence, on est actuellement incapable de contrôler ou surveiller avec précision la température d'un pneumatique dont la vulcanisation a été induite par rayonnement à hyperfréquence, ce qui freine

notablement le développement de cette technique de vulcani-

sation Ce manque de connaissance précise de la température interne instantanée des pneumatiques dont la vulcanisation est induite par rayonnement à hyperfréquence a pour effet de limiter les manufacturiers à l'utilisation du rayonnement à hyperfréquence au "préchauffage' des pneumatiquès,amenant leur température interne dans une plage de valeurs o

une vulcanisation peut être réalisée par des moyens classi-

ques. L'utilisation de l'électro-acoustique pour la détermination de distances est bien connue dans de nombreux

domaine En utilisant le principe selon lequel, à tempéra-

ture et pression constantes, le son se déplace à travers une matière à une vitesse-sensiblement constante (bien que cette vitesse diffère selon les matières), on produit des impulsions à une fréquence électro- acoustique (par exemple des ultrasons) que l'on fait propager à travers la matière concernée, à la suite de quoi la distance

parcourue par une impulsion peut être calculée par multi-

plication de la vitesse de cette impulsion par son -temps de propagation Pour la, mise en oeuvre de cette technique, de nombreux dispositifs sont disponibles dans le commerce pour déterminer la profondeur de masses d'eau et de tous bancs de poissons qu'elles contiennent, pour déterminer le profil d'objets tridimensionnels dissimulés à l'intérieur d'autres objets (tels qu'un foetus se développant dans le ventre de sa mère), et pour déterminer l'épaisseur de bandes de matières, pour ne citer que quelques applications. Jusqu'à présent, il ne semble pas que l'on ait prévu d'utiliser une variation de la vitesse du son pour déterminer une température Dans tous les cas connus, il est apparu que, sur une plage typique de températures de vulcanisation de matières ou de composés contenant un élastomère, la vitesse du son à travers ces matières ou composés varie de façon sensiblement linéaire avec la température En mesurant le temps qu'il faut à une impulsion ultrasonore pour se propager à travers un pneumatique

de référence à au moins deux températures internes diffé-

rentes mesurées, le procédé selon l'invention permet de contrôler ou de surveiller en continu et de façon non destructive la température interne de tous les pneumatiques similaires De plus, le procédé selon l'invention élimine les variations des temps de propagation des impulsions

ultrasonores par suite de variations d'épaisseur du pneu-

matique, permettant le contrôle continu et non destructif de la température interne de tout objet constitué de la

même matière que celle du pneumatique de référence.

L'invention a donc pour objet un procédé pour déterminer avec précision la température interne d'objets ayant une mauvaise conductibilité thermique, sans destruction des-objets L'invention a également pour objet un procédé pour contrôler avec précision la température interne d'objets contenant des matières à base d'élastomère, tels que des pneumatiques-, alors que le pneumatique est en fonctionnement réel sur un véhicule L'invention a pour autre objet un procédé pour contrôler avec précision la température interne d'objets contenant des matières à base d'élastomère, telles des pneumatiques, pendant leur vulcanisation, sans destruction des objets L'invention a également pour autre objet un procédé pour contrôler avec précision la température interne d'objets comme indiqué ci-dessus, ce procédé pouvant être appliqué en continu, sans interruption de la vulcanisation ou du processus de production L'invention a pour autre objet un procédé pour contrôler avec précision la température interne d'objets tels qu'indiqués ci-dessus, ce procédé pouvant être utilisé

à la fois au cours d'une vulcanisation induite par rayonne-

ment à hyperfréquence et au cours d'une vulcanisation par conduction thermique L'invention a également pour objet de contrôler avec précision la température interne d'objets, tels qu'indiqués ci-dessus, qui n'induit pas d'erreurs dans la détermination de la température, par suite de la position fonctionnelle de tout transducteur de mesure L'invention a pour autre objet un procédé pour contrôler avec précision la température interne d'objets

tels qu'indiqués ci-dessus, qui utilise l'électro-acoustique.

L'invention a pour autre objet un procédé pour contrôler

avec précision la température interne d'objets, tels qu'in-

diqués ci-dessus, dans lequel le temps pris par une impul-

sion électro-acoustique pour se propager à travers l'objet est mis en corrélation précise avec la température interne de l'objet L'invention a également pour autre objet un procédé pour contrôler avec précision la température interne d'objets, tels qu'indiqués ci-dessus, dans lequel le temps pris par une impulsion électro-acoustique pour se propager à travers l'objet est mis en corrélation précise avec la

température interne de l'objet, indépendamment des dimen-

sions de ce dernier L'invention a également pour autre

objet un procédé pour contrôler avec précision la tempéra-

ture interne d'objets, tels qu'indiqués ci-dessus, dans lequel l'impulsion électro-acoustique est de la fréquence

des ultrasons.

L'invention concerne donc un procédé de contrôle non destructif de la température interne d'objets ayant une mauvaise conductibilité thermique, qui comprend les étapes initiales consistant à déterminer la température

interne d'un objet de référence ou d'une partie représen-

tative de cet objet à plusieurs températures internes (T), à mesurer plusieurs temps (t T) de propagation d'impulsions mis par un signal, constitué d'impulsions de fréquence électro-acoustique, à se propager à travers l'objet de référence ou une partie représentative de celui-ci aux

diverses températures internes (T), et à établir une rela-

tion entre les températures internes déterminées (T) et

les temps associés (t T) de propagation des impulsions.

Ensuite, la température interne inconnue (T u) de l'objet

à contrôler peut être trouvée par mesure du temps de propa-

gation (t TU) d'impulsions, mis par un signal, constitué d'impulsions de fréquence électro-acoustique, à se propager et par détermination de la température interne inconnue (Tu) d'après une corrélation, avec cette relation, du U T

temps mesuré (t TU) de propagation d'impulsions à la tempé-

rature interne inconnue (Tu) Lorsque les trajets de propa-

gation dans l'objet témoin et dans l'objet à contrôler ont des longueurs sensiblement différentes, la relation précitée peut être rendue indépendante des dimensions

des deux objets.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est un schéma simplifié d'un appareil d'essai, ainsi que d'un transducteur et d'un échantillon de référence à couche unique, permettant la mise en oeuvre du procédé de l'invention; la figure 2 est une vue de dessus d'un échantillon de référence à couche unique; la figure 3 est un graphique donnant un exemple

de la température interne en fonction du temps de propaga-

tion d'impulsions pour un échantillon de référence à couche unique tel que représenté sur la figure 2; la figure 4 est un graphique d'un exemple de température interne en fonction du rapport des temps de propagation d'impulsions pour un échantillon de référence à couche unique tel que représenté sur la figure 2, tous les temps passés, mesurés et graphiques sur la figure 3 étant normalisés, sur le graphique de la figure 4, par division par un temps de propagation d'impulsions de référence, choisi arbitrairement de 10 microsecondes (os) qui existent lorsque la température interne est de 240 C la figure 5 est une vue en perspective, avec coupe partielle, d'un échantillon de référence à couches multiples; la figure 6 est un graphique d'un exemple de température interne en fonction du temps de propagation des impulsions pour un échantillon de référence à couches multiples tel que représenté sur la figure 5; la figure 7 est un graphique d'un exemple de température interne en fonction du rapport de temps de propagation d'impulsions pour un échantillon de référence à couches multiples tel que représenté sur la figure 5, tous les temps de propagation d'impulsions, mesurés et

graphiques sur la figure 6, étant normalisés, sur le gra-

phique de la figure 7, par division par un temps de propa-

gation d'impulsions de référence, choisi arbitrairement de 10 microsecondes (ès) qui existent lorsque la température interne est de 24 C; la figure 8 est une représentation quelque peu schématique, telle que donnée par un oscilloscope, du signal d'impulsionsultrasonores de retour tel que détecté par le transducteur lorsqu'il est accouplé à l'échantillon de référence à couches multiples ayant une température interne, dans toutes les couches, de 210 C, le signal de la figure 8 ayant une forme approximative et n'étant pas représenté nécessairement à l'échelle ou en coordonnées dans le temps avec le signal de la figure 9; et la figure 9 est une représentation quelque peu schématique, telle que donnée par un oscilloscope, du signal d'impulsions ultrasonoresde retour tel que détecté par le transducteur lorsqu'il est accouplé à l'échantillon de référence à couches multiples ayant une température interne, dans toutes les couches, de 520 C, le signal de la figure 9 étant de forme approximative et n'étant pas nécessairement à l'échelle ou en coordination dans le temps

avec le signal de la figure 8.

La figure 1 représente schématiquement un appareil indiqué globalement par la référence numérique 12 qui, avec un transducteur 14 ayant une réponse appropriée en fréquence et un échantillon de référence ou objet 16, convient à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention

pour effectuer des analyses thermiques non destructives.

Un tel appareil d'essai 12, utilisé dans l'industrie, est le type "Nova Scope 2000 " disponible auprès de la firme

NDT Instruments, Huntington Beach, Californie, un trans-

ducteur typique 14 pouvant avoir la forme d'un transducteur à ultrasonsde 2,5 M Hz, du type C 6, disponible auprès de

la firme Harisonic Laboratories Inc, Stamford, Connecticut.

En variante, l'appareil d'essai 12 peut également être constitué d'éléments séparés tels qu'un générateur 18 d'impulsions ultrasonores et un récepteur 20 de ces impulsions, par exemple un générateur d'impulsions du type

"Metrotek MP 215 " et un récepteur du type "MR 101 ", disponi-

bles auprès de la firme Metrotek Ultrasonic Instruments, Richland, Washington L'appareil d'essai 12 peut en outre comprendre un oscilloscope 22, par exemple un oscilloscope "Tektronix type 422 ", disponible auprès de la firme Tektronix Inc, Beaverton, Oregon, ainsi qu'une unité centrale de traitement (CPU) ou un calculateur de bureau 24, tel que le calculateur de bureau "Intel Modèle 8010 ", disponible auprès de la firme Intel Corporation, Santa Clara, Californie Un dernier élément de l'appareil d'essai 12 peut également comprendre un dispositif d'affichage 26 tel qu'un ecran numérique à diodes électroluminescentes à sept segments, et une minuterie ou un compteur de temps tel que le compteur du type "Tektronix Modèle DC 505 A" Bien que l'appareil d'essai 12 ou ses éléments, ainsi que le transducteur 14, n'entrent pas dans le cadre de l'invention, ils fournissent les moyens par lesquels le procédé de

l'invention peut être mis en oeuvre.

Un échantillon de référence ou témoin ou objet 16 peut, par exemple, être une pièce de caoutchouc vulcanisé, partiellement vulcanisé ou vert, par exemple un bouton d'essai au duromètre La figure 2 est une vue de dessus d'un exemple d'échantillon 16 de référence à couche unique le cercle 28 en traits mixtes indiquant la position typique

du transducteur 14 sur cet échantillon.

Par contre, la figure 5 est une vue en perspective avec coupe partielle d'un échantillon ou témoin 30 de référence à couches multiples, présentant une coupe typique de la bande de roulement d'un pneumatique radial de camion ayant une couche extérieure 32 en caoutchouc mélangé,

une première ceinture ou couche ( 34) de renfort en une composi-

tion caoutchoutée dans laquelle sont noyés plusieurs câblés

parallèles 36 de renfort, en matière textile, en verre ou en acier.

Une seconde ceinture ou couche 38 de caoutchouc renferme également plusieurs câblés 40 de renfort De façon similaire, une troisième ceinture ou couche 42 de caoutchouc comporte des câblés noyés 44 de renfort, tandis qu'une quatrième ceinture ou couche 46 de caoutchouc comporte des câblés noyés 48 de renfort Une couche d'une matière 52 pour nappes de corps, en composition caoutchoutée, dans laquelle

sont noyés plusieurs câblés 54 de renfort, en matière tex-

tile, en verre ou en acier, est disposée immédiatement au-

dessous de la quatrième ceinture ou couche 46 Enfin,

au-dessous de la nappe 52 se trouve une couche 56 de revête-

ment intérieur en composition de caoutchouc à faible per-

méabilité Les compositions, épaisseurs ou dispositions réelles des diverses ceintures ou couches, ainsi que les tiges de câblés de renfort et leurs divers angles de biais n'ont pas d'importance pour le procédé de contrôle non destructif selon l'invention et ne sont représentés qu'à titre illustratif, la couche 32 de la bande de roulement étant la couche extérieure, c'est-à-dire la couche en

contact réel avec le sol.

En fonctionnement, le procédé selon l'invention est direct Tout ce qui est essentiellement nécessaire consiste d'abord à déterminer la relation entre le temps mis par une impulsion à fréquence ultrasonore pour se propager à travers la matière concernée et la temrpérature interne correspondante de cette matière Il suffit d'effectuer cette opération au moyen d'un temoin ou

échantillon de référence unique (désigné ci-après "échan-

tillon de référence") Ensuite, une mesure, à la même

fréquence, au moyen d'un transducteur ayant des caracté-

ristiques similaires, d'un "temps de propagation d'impulsions" (désigné ci-après "PPT"), sur tout objet similaire (appelé ci-après "objet contrôlé"') peut Etre mise en corrélation directe avec la relation déterminée, et la température interne de cet objet peut être ainsi trouvée sans qu'il soit nécessaire de procéder à une mesure destructive à

l'intérieur de l'objet.

Etant donné que le temps PPT est proportionnnel à la distance que l'impulsion doit parcourir, pour que les mesures PPT reflètent directement uniquement des variations de température, il faut prendre soin de tenir compte des variations de longueur des trajets de propagation des impulsions dans l'échantillon de référence et dans l'objet contrôlé Si l'échantillon de référence et l'objet contrôlé ont sensiblement les mêmes dimensions et si le transducteur est positionné de façon similaire sur l'objet contrôlé

et sur l'échantillon de référence, la distance que l'impul-

sion parcourt est sensiblement la même et aucune variation n'est induite sur cette base Cependant, ces similarités ne sont pas toujours possibles ou souhaitables à obtenir, par exemple lorsque seulement une partie représentative de la matière à contrôler est disponible Dans de telles circonstances, le moyen simple, consistant à normaliser toutes les mesures PPT au moyen d'une mesure PPT étalon, choisie arbitrairement, élimine, de la corrélation, des variations pouvant apparaître par suite de différences de

dimensionsaffectant les trajets de propagation dans l'échan-

tillon de référence et dans l'objet contrôlé.

Un exemple du procédé-selon l'invention sera à présent décrit en regard des figures 1, 2 et 3, en application sur un échantillon 16 de référence à couche unique constitué, par exemple, d'un morceau de pneumatique vulcanisé Un transducteur 14 à ultrasons,interconnecté

fonctionnellement avec l'appareil 12, est accouplé initia-

lement à l'échantillon 16 de référence en étant placé en contact physique avec la surface supérieure 15, de la manière montrée surles figures 1 et 2 Puis, une impulsion à fréquence ultrasonore, d'énergie suffisante pour pénétrer totalement dans l'échantillon 16 de référence, se réfléchir à sa surface intérieure ou inférieure 17 et revenir au transducteur placé à la surface supérieure ou extérieure 15 de l'échantillon, est produite par le générateur 12 En variante, lorsqu'il est souhaitable ou commode d'utiliser deux transducteurs alignés sur des côtés ou des surfaces

opposés de l'échantillon 16 de référence et que des modifica-

tions convenables sont apportées à l'appareil 12, le procédé selon l'invention se comporte de façon satisfaisante avec une propagation de l'impulsion à fréquence ultrasonore

d'un côté ou d'une surface à l'autre Le récepteur 20 trans-

met à l'unité centrale de traitement 24 et à l'oscilloscope

22 un signal à partir duquel la valeur PPT peut être dis-

criminée directement, comme décrit plus en détail ci-après.

Ces opérations sont répétées à au moins deux tem-

pératures internes différentes sur l'échantillon 16 de

référence, pour chaque produit ou composé différent, conte-

nant un élastomère et dont on souhaite contrôler la tempé-

rature interne La température interne réelle doit être

connue ou mesurée avec précision par des procédés classi-

ques, par exemple un pyromètre à aiguille ou un thermo-

couple noyé, pour chacune des températures internes pour lesquelles des valeurs PPT sont mesurées Le tableau ci-dessous donne des données déterminées de façon empirique à partir d'un échantillon 16 de référence à couche unique, constitué d'un morceau de pneumatique vulcanisé, ces données étant retenues à l'aide de l'appareil 12 fonctionnant

à 2,25 M Hz.

TABLEAU

Température Temps de propagation Rapport interne d'impulsions (PPT) PPT 24 C 10,0 is 1 32 C 10,6 gs 0,943 C 10,8 as 0,930 38 C 11,6 is 0,862 42 C 12,2 As 0,820 48 C 12,8 As 0,780 56 C 14,0 As 0,720 66 C 14,6 As 0,690 96 C 19,0 As 0,530 Ainsi, les valeurs PPT (identifiées par le symbole t T) sont obtenues pour plusieurs températures internes souhaitées ou connues (T), avec vérification de ces températures,

lorsque cela est demandé, au moyen de tout équipement classi-

que de contrôle capable de mesurer avec précision la tempé-

rature interne de l'objet de référence.

On peut tracer, à partir des données du tableau précédent, un graphique tel que montré sur la figure 3, indiquant la relation de la valeur PPT avec la température interne de l'échantillon de référence 16 Si, comme expliqué

précédemment, le morceau de pneumatique contrôlé et l'échan-

tillon de référence présente des trajets de propagation

sensiblement de même longueur, la température interne ins-

tantanée du pneumatique contrôlé peut être trouvée par mesure de la valeur PPT instantanée et mise en corrélation de cette valeur, par l'intermédiaire de la relation de la figure 3, pour donner la température interne réelle Par exemple, si à un instant donné, le morceau de pneumatique contrôlé s'avère présenter, par mesure, une valeur PPT

de 13 As, la température interne de ce morceau de pneuma-

tique à cet instant peut être trouvée, d'après le graphique de la figure 3, comme étant de 49 C Lorsque cela est souhaité, le calculateur 24 peut posséder cette relation en mémoire et, à la réception d'une valeur PPT du récepteur 20, il trouve automatiquement la température interne correspondante et la présente à l'écran numérique

26 à diodes électroluminescentes.

Si les longueurs des trajets de propagation de l'échantillon de référence et du morceau de pneumatique contrôlé diffèrent dans des limites extérieures acceptables, les variations résultantes pour les valeurs PPT peuvent être éliminées par un moyen simple Tout d'abord, l'une des valeurs PPT, pour lesquelles la température interne correspondante (T) est connue, est choisie (cette valeur R

étant appelée ci-après "valeur PPT de référence" et iden-

tifiée en t R), et toutes les valeurs PPT sont divisées par la valeur de référence PPT pour donner plusieurs "rapports PPT" t R/t T Ces rapports sont trouvés, dans le cas de l'exemple du tableau, à l'aide de la valeur PPT mesurée de 10 As lorsque la température interne du morceau de pneumatique est de 240 C, choisie comme valeur PPT de référence, et elles sont indiquées dans le tableau A partir de ces données, on peut réaliser un graphique tel que montré sur la figure 4, indiquant la relation des valeurs PPT normalisées en fonction du rapport de la valeur PPT de référence à la température interne de l'échantillon de référence 16 La température interne instantanée du morceau de pneumatique contrôlé peut être trouvée par mesure de la valeur PPT pour le morceau de pneumatique contrôlé, à une certaine température interne inconnue (TU), laquelle valeur PPT peut être identifiée comme t TU' cette valeur étant divisée en la valeur PPT de référence afin de normaliser t TU et cette valeur PPT normalisée étant mise en corrélation au moyen de la relation de la figure 4 pour donner la température interne réelle du morceau de pneumatique Par exemple, si un morceau de pneumatique contrôlé d'un type similaire à celui de l'échantillon 16 de référence, utilisé pour grouper les données pour les figures 3 et 4, est mesuré à l'aide de l'appareil 12 et s'avère avoir une valeur PPT de 12,5 as et que cette valeur

est divisée pour donner la valeur PPT de référence préa-

lablement choisie, de 10 as, le rapport PPT résultant de 0,8 donne une température interne de 490 C, lorsqu'il

est appliqué au graphique de la figure 4.

Le processus de contrôle de la température interne d'objetsayant des couches multiples tels que le morceau de pneumatique radial pour camion montré sur la figure 5, est sensiblement le même que celui utilisé pourdes objets à couche unique tels que l'échantillon 16 de référence. Cependant, dans ce cas, chaque interface de couches provoque un écho de retour indépendant vers le récepteur 20, ce qui établit plusieurs relations entre les valeurs PPT et la température interne (comme montré sur la figure 6) et un groupe analogue de relations entre les valeurs PPT normalisées et la température interne (comme montré sur la figure 7) A partir de ces relations, on peut contrôler la température interne instantanée de chaque couche et on peut établir un profil de variation de températures à

travers le pneumatique.

Les figures 8 et 9 représentent des exemples de signaux d'impulsions ultrasonores de retour tels qu'ils

apparaissent sur l'écran d'un oscilloscope 22, le trans-

ducteur 14 étant accouplé à l'échantillon 30 de référence à couches multiples Sur la figure 8, o toutes les couches internes de l'échantillon 30 de référence font en fait l'objet d'une mesure à 21 'C, les valeurs PPT pour les quatre ceintures (ceintures numéros 1, 2, 3 et 4) peuvent être déterminées à partir de points successifs d'amplitude maximale apparaissant approximativement en 24,5, 26, 27,5 et 30 Es après l'émission de l'impulsion ultrasonore Sur la figure 9, o toutes les couches internes de l'échantillon de référence font en fait l'objet d'une mesure à 520 C, les valeurs PPT pour les quatre ceintures peuvent être déterminées de façon similaire comme apparaissant environ 26,5, 28, 29,5 et 32,5 Es après l'émission de l'impulsion ultrasonore. Il est évident que, étant donné que le procédé selon 1 'invention ne réalise pas une pénétration physique dans l'objet contrôlé, il apparaît comme n'étant pas

destructif et il ne provoque donc qu'une perturbation mini-

male, le cas échéant, dans tout procédé de fabrication.

De plus, étant donné que ce procédé peut être exécuté totalement en une fraction de seconde, il permet de développer un historique continu des variations de la température interne Etant donné que seul un couplage extérieur d'un transducteur sur l'objet contrôlé est nécessaire pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, le spécialiste peut comprendre que ce procédé peut être appliqué à des objets tels que des pneumatiques en cours de service réel,

en plus de toutes applications à la fabrication.

Il va de soi que de nombreuses modifications peu-

vent être apportées au procédé de contrôle non destructif de la température interne d'objets ayant une mauvaise

conductibilité thermique, sans sortir du cadre de l'inven-

tion.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1 Procédé de contrôle non destructif de la tempé-

rature interne d'objets ayant une mauvaise conductibilité thermique, caractérisé en ce qu'il consiste à déterminer la température interne d'un objet ( 16) de référence ou d'une partie représentative de cet objet, à plusieurs températures internes (T), à mesurer plusieurs temps de propagation d'impulsions (t T) pris par un signal, constitué d'impulsions à fréquence électro-acoustique, pour se propager à travers l'objet de référence ou sa partie représentative, auxdites températures internes (T), à établir une relation entre les températures internes déterminées (T) et lesdits temps de propagation d'impulsions (t T), à mesurer le temps (t TU) de propagation d'impulsions mis par un signal, constitué d'impulsions à fréquence électro-acoustique, à se propager à travers l'objet à contrôler, à une température interne inconnue (Tu) et à déterminer ladite température interne inconnue (Tu), cette détermination consistant à mettre en corrélation ledit temps mesuré (t TU) de propagation d'impulsions avec ladite relation entre les températures internes déterminées (T) et les temps (t T) de propagation

d' impulsions.

2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé

en ce que la mesure des temps (t T) de propagation d'impul-

sions et la mesure du temps (t TU) de propagation d'impulsions sont effectuées extérieurement à l'objet, pendant toute

condition de fonctionnement.

3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé

en ce que la mesure des temps (t T) de propagation d'impul-

sions et la mesure du temps (t TU) de propagation d'impul-

sions n'induisent pas d'erreurs dans la détermination de la température interne, à la suite de la position de travail

de tout transducteur ( 14) de mesure.

4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'établissement d'une relation consiste à réaliser

ladite relation indépendamment des dimensions de l'objet.

Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'établissement d'une relation consiste en outre à choisir l'une desdites températures internes déterminées (T) et son temps associé (t T) de propagation d'impulsions,

à titre de référence, ces valeurs étant désignées respecti-

vement (TR) et (t R)* 6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'établissement de la relation indépendante des dimensions de l'objet consiste à normaliser plusieurs temps (t T) de propagation d'impulsions en fonction du temps de

référence choisi (t R) de propagation d'impulsions.

7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la normalisation de plusieurs temps (t T) de propagation d'impulsions consiste à trouver plusieurs rapport de temps de propagation d'impulsions en divisant chacun des temps (t T) de propagation d'impulsions par ledit temps

de référence choisi (t R) de propagation d'impulsions.

8 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'établissement de ladite relation indépendante des dimensions de l'objet consiste en outre à établir une relation entre lesdites températures internes déterminées (T) et lesdits rapports déterminés (t R/t T) de temps de

propagation d' impulsions.

9 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la détermination de ladite température interne inconnue (Tu) consiste en outre à normaliser ledit temps (t TU) de propagation d'impulsions en fonction dudit temps

de référence choisi (t R) de propagation d'impulsions.

Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la normalisation dudit temps (t TU) de propagation d'impulsions consiste à trouver un rapport de propagation d'impulsions en divisant le temps (t TU) de propagation

d'impulsions par le temps de référence choisi (t R) de pro-

pagation d'impulsions.

11 Procédé selon la revendication 10, caractérisé

en ce que la détermination de la température interne in-

connue (Tu) consiste en outre à mettre en corrélation ledit rapport (t R/t TU) de propagation d'impulsions avec ladite relation entre les températures internes déterminées (T) et les rapports déterminés (t R/t T) de temps de

propagation d'impulsions.

12 Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la mesure du temps (t T) de propagation d'impulsions consiste à produire un signal constitué d'impulsions à fréquence ultrasonore, et la mesure du temps (t TU) de propagation d'impulsions consiste à produire un signal

constitué d'impulsions de fréquence ultrasonore.