FR2530804A1

FR2530804A1 - Method and device for measuring a physical quantity of a tube, especially the thickness of its wall.

Info

Publication number: FR2530804A1
Application number: FR8212880A
Authority: FR
Inventors: Jacques Mondot; Phu-An Ngo
Original assignee: Vallourec SA
Current assignee: Vallourec SA
Priority date: 1982-07-23
Filing date: 1982-07-23
Publication date: 1984-01-27
Also published as: FR2530804B1

Abstract

The invention relates to the measurement of dimensions of metal tubes. Successive groups of measurements e1-e4 relating to a physical quantity of the tube are continuously carried out, each group corresponding to one cross-section of the tube. Each group is subdivided into subgroups of at least three measurements. A mean value of the physical quantity and an associated deviation quantity is determined from each subgroup as a function of a model of the cross-section. The mean values and the deviation values obtained from the various subgroups are compared in order to determine their compatibility with their model. Application to thickness measurement.

Description

L'invention concerne la mesure de dimensions, en particulier sur les tubes métalliques. The invention relates to measuring dimensions, in particular to metal tubes.

On sait déjà faire des mesures de dimensions sur des tubes sans soudure sortant de fabrication. Un moyen classique consiste à animer le tube d'un mouvement d'avance hélicoidal par rapport à un capteur, qui est par exemple un détecteur d'épaisseur. Outre le fait qu'il n'est pas très précis, ce procédé offre en outre l'inconvénient de ne pouvoir étre appliqué au vol, à grande vitesse, sur des tubes en simple translation axiale. It is already known to measure dimensions on seamless tubes leaving manufacturing. A conventional means consists in animating the tube with a helicoidal advance movement with respect to a sensor, which is for example a thickness detector. In addition to the fact that it is not very precise, this method also has the disadvantage of not being able to be applied to the flight, at high speed, on tubes in simple axial translation.

D'une manière générale, les moyens connus souffrent d'un ou plusieurs des inconvénients suivants -: - lenteur excessive, empechant un contrôle au vol en
sortie de fabrication - précision et fiabilité insuffisantes des mesures indi viduelles - impossibilité d'accéder à la géométrie du tube, pour
défaut de précision sur des mesures groupées - inaptitude à tenir compte de la réalité géométrique
d'un tube eîî sortie de fabrication.In general, the known means suffer from one or more of the following disadvantages: - excessive slowness, preventing a flight control in
manufacturing output - insufficient accuracy and reliability of individual measurements - inability to access tube geometry, for
lack of precision on grouped measurements - inability to take into account the geometrical reality
of a tube and output of manufacture.

La présente invention, qui concerne un procédé de mesure sur un tube et un capteur permettant de mettre en oeuvre ce procédé en mesure d'épaisseurs, vient
atténuer substantiellement les inconvénients ci-dessus, de façon à rendre possible un controle systématique des tubes en sortie de fabrication, et ce quelle que soit leur taille.The present invention, which concerns a measuring method on a tube and a sensor making it possible to implement this method in measurement of thickness, comes
substantially alleviate the above disadvantages, so as to make possible a systematic control of the output tubes, and whatever their size.

Dans sa définition générale, le procédé de mesure proposé comprend les étapes suivantes a) on effectue en continu des mesures relatives à une
grandeur physique du tube, b) on acquiert des groupes successifs de mesures cor
respondant pratiquement chacun à une section droite
du tube, c) chaque groupe de mesures est subdivisé en sous
groupes d'au moins trois mesures chacun, d) chaque sous groupe de mesures est utilisé pour déter
miner, en fonction d'un modèle morphologique préétabli
de la section droite du tube, une valeur moyenne esti
mée de la grandeur physique et une valeur estimée
d'une grandeur d'écart associée, et e) les valeurs moyennes estimées et les valeurs estimées
de la grandeur d'écart obvenues pour les différents
sous-groupes font l'objet de comparaisons pour déter
miner si les mesures sont compatibles avec le modèle
morphologique préétabli.In its general definition, the proposed measurement process consists of the following steps: a) continuous measurements are performed on a
physical size of the tube, b) successive groups of measurements are acquired
practically each respond to a cross-section
(c) each group of measures is subdivided into
groups of at least three measurements each, d) each subgroup of measurements is used to determine
undermine, based on a pre-established morphological model
of the cross-section of the tube, an average value of
of the physical quantity and an estimated value
of an associated difference quantity, and e) the estimated mean values and the estimated values
of the size of the gap that has been achieved for the different
subgroups are compared to determine
undermine if the measurements are compatible with the model
morphological pre-established.

Selon un aspect préférentiel de l'invention, l'étape d) comprend la détermination de la valeur maximale et de la valeur minimale associée aux mesures, selon le modèle, dans chaque sous-groupe, la valeur moyenne estimée est égale à la demi-somme de cette valeur maximale et de cette valeur minimale, et la valeur estimée de la grandeur d'écart est égale à la demi - différence de cette valeur inaximale et de cette valeur minimale. According to a preferred aspect of the invention, step d) comprises determining the maximum value and the minimum value associated with the measurements, according to the model, in each subgroup, the estimated average value is equal to half the sum of this maximum value and this minimum value, and the estimated value of the difference quantity is equal to the half difference of this inaximum value and of this minimum value.

Très avantageusement, les comparaisons de l'étape e) font intervenir des valeurs de seuil préétablies. Very advantageously, the comparisons of step e) involve pre-established threshold values.

Dans un exemple typique, on fait défiler le tube dans un bâti de mesure comprenant au moins quatre capteurs aptes à effectuer lesdites mesures. In a typical example, the tube is scrolled in a measurement frame comprising at least four sensors capable of performing said measurements.

Dans un mode de mise en oeuvre particulier, les capteurs sont disposés par paires opposées autour du tube, et sont de préférence distribués autour du tube de manière irrégulière. In a particular embodiment, the sensors are arranged in opposite pairs around the tube, and are preferably distributed around the tube in an irregular manner.

De préférence, on effectue les mesures sur des génératrices respectives du tube. Le défilement est purement axial ou il comporte une composante de rotation voulue ou subie du fait des imperfections des tables supportant et convoyant les tubes. A noter qu'une avance helioeidale n'est pas exigée. Preferably, measurements are made on respective generatrices of the tube. The scroll is purely axial or it has a desired rotational component or suffered because of the imperfections of the tables supporting and conveying the tubes. Note that a helioeidale advance is not required.

Selon un autre aspect de l'invention, en cas d'incompatibilité des mesures avec le modèle morphologique préétabli, les opérations d) et e) sont réitérées au moins une fois, avec au moins un autre modèle. According to another aspect of the invention, in case of incompatibility of the measurements with the preset morphological model, the operations d) and e) are repeated at least once, with at least one other model.

morphologique. D'un autre coté, en cas de compatibilité des mesures avec le modèle morphologique préétabii ou l'un de ceux-ci, on détermine à partir des mesures faites dans chaque sous-groupe des valeurs définitives pour le maximum et le minimum de la grandeur physique, et pour la grandeur d'écart.Morphological. On the other hand, in the case of compatibility of the measurements with the pre-fit morphological model or one of these, determined from the measurements made in each subgroup are definitive values for the maximum and the minimum of the magnitude. physical, and for gap size.

Dans un premier type de mesures, la grandeur physique mesurée est l'épaisseur de paroi du tube, et la grandeur d'écart est l'excentration entre la périphérie interne et la périphérie externe du tube, en section droite. In a first type of measurement, the physical quantity measured is the wall thickness of the tube, and the difference quantity is the eccentricity between the inner periphery and the outer periphery of the tube, in cross section.

De preference, le modèle préétabli est un modèle d'excentration pure à base de cercles non concentriques. Preferably, the pre-established model is a pure eccentricity model based on non-concentric circles.

De son côté, ledit autre modèle morphologique peut comporter une ellipse excentrée située à l'intérieur d'un cercle.For its part, said other morphological model may comprise an eccentric ellipse situated inside a circle.

Dans un autre type de mesures, le tube est cylindrique, la grandeur physique mesurée est le diamètre du tube, et la grandeur d'écart est une grandeur liée à l'ovalisation du tube en section droite. De préférence-, le modèle préétabli est un modèle elliptique. De son côté, ledit autre modèle préétabli peut être un modèle ovale. In another type of measurement, the tube is cylindrical, the physical quantity measured is the diameter of the tube, and the difference size is a quantity related to the ovalization of the tube in cross section. Preferably, the pre-established model is an elliptical model. For its part, said other pre-established model may be an oval model.

Au niveau du capteur, (premier type de mesures), l'invention concerne une cellule de contrle par ultrasons, notamment pour un produit en défilement, tel qu'un tube, du type dans lequel un corps de cellule loge un
traducteur et sa monture adaptée.At the level of the sensor, (first type of measurement), the invention relates to an ultrasonic control cell, in particular for a scrolling product, such as a tube, of the type in which a cell body houses a cell.
translator and his adapted mount.

Selon l'invention, le corps de cellule est agencé pour définir une cavité interne communiquant avec une ouverture de travail ; sur cette ouverture de travail est monté un bloc de matière-absorbante aux ultrasons, définissant un cône en creux, qui communique avec l'ouverture de travail, cône dans lequel s'engage le traducteur ultrasonore, tandis qu'une circulation d'eau est prévue dans ladite cavité interne de la cellule. According to the invention, the cell body is arranged to define an internal cavity communicating with a working opening; on this working opening is mounted a block of ultrasonic material-absorbent, defining a hollow cone, which communicates with the working aperture, cone in which engages the ultrasonic transducer, while a water flow is provided in said internal cavity of the cell.

Dans un mode de réalisation particulier, le bloc absorbant fait saillie vers l'extérieur du corps de cellule, à-l'intérieur de moyens formant semelle d'usures adaptés à la forme du produit défilant à con trouer. De préférence, le bloc absorbant occupe la majeure partie de la hauteur de la cavité interne. In a particular embodiment, the absorbent block protrudes outwardly from the cell body, within wear sole means adapted to the shape of the scrolling product to be concave. Preferably, the absorbent block occupies most of the height of the internal cavity.

On prévoit une entrée d'eau dans la cavité, ainsi que deux sorties placées sensiblement à l'opposé de l'entrée dans le corps de cellule, et aux deux extrémités de la cavité interne sur sa hauteur, lesdites sorties permettant l'explusion d'air de l'eau, tandis que de l'eau sort également par l'orifice de travail. There is provided a water inlet in the cavity, as well as two outlets placed substantially opposite the inlet in the cell body, and at both ends of the internal cavity over its height, said outlets allowing the explusion of air, while water is also coming out through the working orifice.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, ainsi que sur les dessins annexés, sur lesquels - la figure l illustre sous forme d'une vue en coupe
schematique un mode de réalisation particulier des
capteurs d'épaisseurs à ultrasons, utilisables avec
avantage pour la mise en oeuvre de la présente
invention ; ; - les figures 2 et 3 illustrent de façon très schématique
le fonctionnement du même capteur en différentes posi
tions par rapport au tube - la figure 4 illustre sous forme d'une vue en bout dans
le sens d'introduction du tube, un dispositif de mesu
res dimensionnelles sur des tubes permettant la mise
en oeuvre du procédé selon l'invention - la figure 5 est une vue détaillée du montage support
d'un capteur dans l-e dispositif de la figure 4 - les figures 6 et 7 sont des vues du même montage,
considérées comme deux vues de gauche par rapport à
la figure 5 - la figure 3 est un organigramme montrant le déroule
ment du procédé selon l'invention, à partir d'un
dispositif de mesures tel que celui des figures 4 à
7 ; et - la figure 9 illustre le cas d'un modèle morphologique
à deux cercles excentrés, en mesure d'épaisseur.Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows, as well as on the appended drawings, in which - FIG. 1 illustrates in the form of a sectional view.
schematically a particular embodiment of
ultrasonic thickness sensors, usable with
advantage for the implementation of this
invention; ; - Figures 2 and 3 illustrate very schematically
the operation of the same sensor in different posi
compared to the tube - Figure 4 illustrates as an end view in
the direction of introduction of the tube, a measuring device
dimensional measurements on tubes allowing the
of the method according to the invention - FIG. 5 is a detailed view of the support assembly
of a sensor in the device of FIG. 4 - FIGS. 6 and 7 are views of the same assembly,
seen as two left-wing views in relation to
FIG. 5 - FIG. 3 is a flowchart showing the unfolding
of the process according to the invention, from a
measuring device such as that of FIGS.
7; and - Figure 9 illustrates the case of a morphological model
with two eccentric circles, in measurement of thickness.

On s'intéressera tout d'abord, en référence aux figures i à 3, au capteur d'épaisseur particulier préconisé selon la présente invention. First of all, with reference to FIGS. 1 to 3, the particular thickness sensor recommended according to the present invention will be of interest.

D'une manière générale, la mesure d'épaisseur par ultra-sons sur des tubes fait appel à une technique d'immersion locale du capteur et de la zone du tube à mesurer, technique dite de "colonne d'eau" , Lorsqu'on souhaite réaliser un contrôle continu et au vol d'un tube, cette technique présente plusieurs inconvénients, en particulier Si la cellule à ultrasons n'est pas placée à la partie inférieure du produit. Dans les réalisations classiques, il est en effet nécessaire d'évacuer l'eau entre deux contrôles successifs.On rencontre alors un problème d'emprisonnement d'air à l'intérieur du corps de capteur au cours du remplissage, ainsi que de bulles d'air introduites en cours de fonctionnement par l'eau dlali- mentation. In general, ultrasonic thickness measurement on tubes uses a technique of local immersion of the sensor and the area of the tube to be measured, a so-called "water column" technique. it is desired to carry out a continuous and on-the-fly control of a tube, this technique has several disadvantages, in particular If the ultrasound cell is not placed at the bottom of the product. In conventional embodiments, it is indeed necessary to evacuate the water between two successive controls.On then meets a problem of air imprisonment inside the sensor body during the filling, as well as bubbles of air introduced during operation by the feed water.

De ces inconvénients, il resulte que lorsqu'on dispose d'une cellule à ultrasons avec une colonne d'eau sur la paroi latérale d'un tube, ou pire encore sur sa partie supérieure, il apparait tout d'abord que certaines zones ne sont pas controlées, en raison du temps nécessaire au remplissage de la cellule ; par la suite, ce remplissage une fois terminé, des perturbations interviennent dans les mesures en raison des bulles d'air. From these disadvantages, it follows that when an ultrasonic cell with a water column is available on the side wall of a tube, or even worse on its upper part, it appears first of all that certain zones are not controlled because of the time required to fill the cell; subsequently, this filling once completed, disturbances occur in the measurements due to air bubbles.

Ces inconvénients viennent s'ajouter à tous ceux qui sont inhérents à une cellule à immersion locale, dont l'entrée d'air qui est due au mouvement relatif entre la cellule et le tube sur lequel on effectue la mesure. These disadvantages are in addition to all those inherent in a local immersion cell, including the air inlet which is due to the relative movement between the cell and the tube on which the measurement is made.

La cellule ou capteur à ultrasons que l'on décrira ci-après répond bien aux besoins, en venant résoudre ces inconvénients. The ultrasonic sensor or cell that will be described below meets the needs, coming to solve these disadvantages.

Sur la figure 1, T désigne un morceau de tube à paroi péripherique circulaire, vu en section droite. In Figure 1, T designates a piece of circular circular wall tube, seen in cross section.

Sur la partie supérieure du tube vient se placer la cellule à ultrasons s-elon l'invention.On the upper part of the tube is placed the ultrasonic cell s-elon invention.

La cellule comporte un corps extérieur 1, de forme générale cylindrique, se terminant en partie basse par un fond 2, percé d'un orifice central dans lequel se trouve loge un bloc de matière amortissante 10. The cell comprises an outer body 1, of generally cylindrical shape, terminating in the lower part by a bottom 2, pierced with a central orifice in which is housed a block of damping material 10.

Le fond 2 est- également muni d'un logement qui lui permet de recevoir une semelle d'usure désignée par la référence générale D, et dont le profil extérieur peut être au moins partiellement conformé pour rëpondre soit à une forme bien déterminée de tube, soit à une gamme de forme de tubes, de diamètres différents.The bottom 2 is also provided with a housing which enables it to receive a outsole designated by the general reference D, and whose external profile may be at least partially shaped to meet either a specific shape of tube, either to a range of tube shapes, of different diameters.

En partie haute, le corps l peut être éventuellement fermé par un capot de protecticn. Dans le schéma de la figure 1, on n'a pas représenté une telle fermeture. In the upper part, the body 1 can be optionally closed by a protection cap. In the diagram of Figure 1, it has not shown such a closure.

Le corps loge simplement intérieurement un bloc 30 qui forme une monture adaptée pour recevoir en partie centrale un corps de traducteur 40, terminé à son extrémité par le traducteur à ultrasons proprement dit 45.The body simply accommodates a block 30 inside which forms a mount adapted to receive in the central part a translator body 40, terminated at its end by the ultrasonic transducer proper 45.

Ce traducteur 45 est par exemple un cristal de quartz convenablement taillé pour émettre des ondes longitudinales, et muni d'électrodes adéquates. De façon connue, le cristal de quartz 45 est monté sur un corps de traducteur 40, qui lui permet, en liaison avec le bloc 30 assurant un maintien souple du traducteur, de réaliser une adaptation acoustique- du traducteur proprement dit 45 compte tenu de l'application visée. This translator 45 is for example a quartz crystal suitably cut to emit longitudinal waves, and provided with suitable electrodes. In known manner, the quartz crystal 45 is mounted on a translator body 40, which allows it, in connection with the block 30 ensuring a flexible holding of the translator, to make an acoustic adaptation of the translator itself 45 in view of the intended application.

D'un côté, la paroi périphérique l est percée pour une entrée d'eau 50, d'assez grand diamètre. Des bulles 51 peuvent être remarquées dans l'eau incidente. On one side, the peripheral wall l is pierced for a water inlet 50, of large diameter. Bubbles 51 can be noticed in the incident water.

De l'autre côté, on prévoit une sortie d'eau 60 en partie haute de l'espace intérieur 55 prévu pour l'eau dans la cellule; et une autre sortie d'eau 65 en partie basse du même espace. Comme on le verra ci-après, l'une ou l'autre des sorties d'eau est utilisée suivant la position de la cellule par rapport au tube.On the other side, there is provided a water outlet 60 at the top of the interior space 55 provided for water in the cell; and another water outlet 65 at the bottom of the same space. As will be seen below, one or the other of the water outlets is used according to the position of the cell relative to the tube.

En partie basse du capteur, la semelle d'usure 20 est normalement prévue pour entourer complètement le corps 10, de façon à définir un espace en contact avec- le tube lui-même, ce qui réalise une certaine étanchéité malgré le mouvement relatif du tube et de la cellule. Le référence 68'vient rappeler qu'il subsistera un certain débit d'eau passant par le bas du capteur entre la semelle d'usure 20 et le tube. In the lower part of the sensor, the outsole 20 is normally provided to completely surround the body 10, so as to define a space in contact with the tube itself, which achieves a certain seal despite the relative movement of the tube and the cell. The reference 68 'reminds that there will remain a certain flow of water passing through the bottom of the sensor between the outsole 20 and the tube.

Le traducteur proprement dit 45 vient s'engager de façon significative à l'intérieur du bloc amortisseur 10, qui présente une surface intérieure conique 11 se terminant par une partie cylindrique 12 dont 1-' orifice 13 est légèrement en retrait par rapport à la surface du tube. La section utile du traducteur 45 est bien entendu adaptée à la section cylindrique 12 du bloc amortisseur 10. La paroi périphérique externe du corps 10 peut etre cylindrique ou de toute autre forme appropriée. Bien entendu, l'ouverture de la semelle 20, qui est sensiblement circulaire elle aussi, présente un diamètre supérieur à celui de la zone 12 du bloc 10. En soi, cela permet déjà de réaliser un prémouillage du tube, avant que celui-ci n'arrive dans la zone située au droit du cylindre 12, qui est la zone active pour les ultra-sons.On verra ci-après que ce prémouillage peut être facilité par d'autres moyens. The actual translator 45 comes to engage significantly inside the damper block 10, which has a conical inner surface 11 terminating in a cylindrical portion 12, of which the orifice 13 is slightly set back from the surface of the tube. The useful section of the translator 45 is of course adapted to the cylindrical section 12 of the damper block 10. The outer peripheral wall of the body 10 may be cylindrical or any other suitable form. Of course, the opening of the sole 20, which is substantially circular too, has a diameter greater than that of the zone 12 of the block 10. In itself, it already allows for a prewetting of the tube, before it arrives in the area located to the right of the cylinder 12, which is the active zone for ultrasound. It will be seen below that this pre-wetting can be facilitated by other means.

En pratique, il s'est avéré nécessaire de choisir convenablement le dimensionnement des orifices de passage de l'eau à l'intérieur de l'appareil. En particulier, la section droite de l'arrivée d'eau 50, du passage 18 ménagé entre le corps de traducteur 40 et le bloc conique 10, ainsi que du passage ménagé dans la partie cylindrique -12 du même bloc 10 doivent être sensiblement équivalentes. Il est même souhaitable que les sections de passage soient décroissantes dans l'ordre indiqué. In practice, it has been necessary to choose the sizing of the water passage holes inside the apparatus. In particular, the cross section of the water inlet 50, the passage 18 formed between the translator body 40 and the conical block 10, as well as the passage formed in the cylindrical portion -12 of the same block 10 must be substantially equivalent. . It is even desirable that the passage sections be decreasing in the order indicated.

On chois-ira par exemple un diamètre d'arrivée d'eau de 8 mm pour un diamètre de sortie de cône de 6 mm, et une évacuation d'air (orifices 60 et 65, en fonctionnement alternatif) de diamètre 3 mm. L'orifice 60 est situé au-dessus du niveau supérieur du cône 11.For example, a water inlet diameter of 8 mm will be chosen for a cone outlet diameter of 6 mm, and an air outlet (orifices 60 and 65, in alternative operation) of diameter 3 mm. The orifice 60 is located above the upper level of the cone 11.

La cellule de la présente invention vise en effet à réaliser un "piège a air" ce qui suppose une vitesse de l'eau dans la cellule qui doit être inférieure à la vitesse ascensionnelle des bulles d'air. Par ailleurs, les pertes de charge pour les deux fluides (air et eau) liées par leurs sections de passage, empêchent que la cellule puisse se vider même en l'absence de contact avec le tube à mesurer. The cell of the present invention aims to achieve an "air trap" which assumes a water velocity in the cell must be lower than the rate of rise of the air bubbles. Furthermore, the pressure drops for the two fluids (air and water) bound by their passage sections, prevent the cell can empty even in the absence of contact with the tube to be measured.

En particulier, la semelle 20 va provoquer une perte de charge pour l'évacuation de l'eau de couplage. In particular, the sole 20 will cause a pressure drop for the removal of the coupling water.

La nécessité d'une telle semelle, et ses caractéristiques, sont d'autant plus importantes que le mouvement relatif entre la cellule et le tube est plus rapide. En effet, lors du mouvement relatif entre la cellule et le tube, ce dernier entraine de l'air par effet de trompe. Pour combattre cette action, il s'est avéré souhaitable qu'à l'interface entre le tube et la cellule, on applique par le fluide présent dans la cellule une pression d'eau qui s'oppose à la pression de l'air entraîné. Cela nécessite de créer loin du faisceau d'ultrasons un interface où ces deux pressions vont s'équilibrer, interface réalisé ici par la semelle d'usure 20.The need for such a sole, and its characteristics, are all the more important as the relative movement between the cell and the tube is faster. Indeed, during the relative movement between the cell and the tube, the latter causes air by trompe trompe effect. To combat this action, it has been found desirable that, at the interface between the tube and the cell, the fluid present in the cell applies a water pressure which is opposed to the pressure of the entrained air. . This requires creating an interface away from the ultrasound beam where these two pressures will be balanced, interface made here by the outsole 20.

En revanche, en mesure statique ou à faible vitesse, il -peut suffirede maintenir la distance entre la cellule et le tube à une valeur sensiblement constante, par exemple par des galets porteurs. Une semelle d'usure telle que 20 n'est alors pas nécessaire. On the other hand, in static measurement or at low speed, it can suffice to maintain the distance between the cell and the tube at a substantially constant value, for example by carrying rollers. An outsole such as 20 is not necessary.

On décrira maintenant la mise en place de la cellule sur le tube, en référence à la figure 1, l'orifice 65 étant supposé obturé. La cellule 1 est donc amenée en contact étroit sur le tube T. La pression d'eau est appliquée par l'orifice 50. L'eau s'écoule alors jusqu'au cône il quelle va remplir intérieurement. Par contre, les bulles d'air véhiculées par l'eau tendent à rester en partie supérieure comme indiqué en 51. Le bouchage de l'orifice 68 va se traduire par le fait que de l'eau finira par s'écouler au niveau de l'orifice 60, qui est plus haut que le niveau supérieur du cône 10. On débouche alors l'orifice 68, en relevant légèrement la semelle d'usure 20. L'eau doit alors s'arrêter de couler par l'orifice 60, mais sans entrée d'air. We will now describe the introduction of the cell on the tube, with reference to Figure 1, the orifice 65 being assumed closed. The cell 1 is brought into close contact on the tube T. The water pressure is applied through the orifice 50. The water then flows to the cone which it will fill internally. On the other hand, the air bubbles conveyed by the water tend to remain in the upper part as indicated at 51. Clogging of the orifice 68 will result in the fact that water will eventually flow to the level of the orifice 60, which is higher than the upper level of the cone 10. The orifice 68 is then opened, by slightly raising the outsole 20. The water must then stop flowing through the orifice 60 but without air intake.

Par la suite, au cours de la mesure, l'eau arrivant par l'orifice 50 continuera à s'écouler, mais les bulles d'air telles que 55 vont donc sortir par l'orifice supérieur 60. On comprend immédiatement que le faisceau d'ultra-sons émanant du transducteur 45 ne sera pas per turb4, puisqu'il est placé à intérieur du cône 10. Subsequently, during the measurement, the water arriving through the orifice 50 will continue to flow, but the air bubbles such as 55 will therefore exit through the upper orifice 60. It is immediately understood that the beam ultrasonic sound emanating from the transducer 45 will not be per turb4, since it is placed inside the cone 10.

Cette disposition est celle qui sera conservee tant que l'axe de la cellule se présente dans une position plus haute que l'horizontale par rapport à l'axe du tube. On voit sur la figure 2 un autre exemple de cette disposition. Là encore, l'eau arrivant par liorifice 50 va
apporter quelques bulles d'air 51. Celles-ci contournent le bloc lO, et vont se trouver évacuées par l'orifice 60.This arrangement is that which will be preserved as long as the axis of the cell is in a position higher than the horizontal relative to the axis of the tube. We see in Figure 2 another example of this provision. Again, the water coming in through hole 50 is
bring some air bubbles 51. These circumvent the block 10, and will be evacuated through the orifice 60.

La figure 2 montre que l'on dispose avantageusement sur cet orifice 60 un tube 63, souple ou rigide, qui peut servir à apporter de l'eau pour réaliser un prémouillage du tube à l'extérieur de la cellule à ultrasons proprement dite. Le prémouillage intervient donc de trois manières : au niveau de la section de passage prévue à l'intérieur de la semelle d'usure, celle-ci étant plus large que la section de passage de l'eau au niveau du cylindre 12 à l'intérieur du bloc 10, au niveau de la semelle d'usure proprement dite sous l'effet de la pression d'eau, cette pression permettant à l'eau de s'infiltrer plus facilement dans les alvéoles de surface demeurant éventuellement sur le tube, et enfin à 1 'exté- rieur du tube par l'intermédiaire d'un apport d'eau évacuée, tel que le réalise le petit tube 63.FIG. 2 shows that a flexible or rigid tube 63 is advantageously provided on this orifice 60, which can be used to supply water for prewetting the tube outside the ultrasonic cell proper. The pre-wetting thus intervenes in three ways: at the level of the passage section provided inside the outsole, the latter being wider than the section of passage of the water at the level of the cylinder 12 at the inside the block 10, at the level of the actual outsole under the effect of the water pressure, this pressure allowing the water to infiltrate more easily into the surface cells possibly remaining on the tube, and finally to the outside of the tube via a supply of discharged water, as realized by the small tube 63.

La figure 3 fait apparaître un autre montage, où cette fois la cellule est en partie inférieure du tube. Dans cette position, de meme que dans toutes les positions où la cellule est en dessous de l'horizontale par rapport à l'axe du tube, l'orifice 60 est fermé et c'est l'orifice 65 qui se trouve ouvert. On voit alors que les bulles d'air 51 amenées par l'eau arrivant en 50 vont toujours contourner le bloc 10 par l'extérieur, mais en sortant cette fois-ci par l'orifice 65 qui peut bien entendu être muni d'un tube 63 comme illustré sur la figure 2. Figure 3 shows another assembly, where this time the cell is in the lower part of the tube. In this position, as well as in all the positions where the cell is below the horizontal relative to the axis of the tube, the orifice 60 is closed and it is the orifice 65 which is open. It is then seen that the air bubbles 51 brought by the water arriving at 50 will always bypass the block 10 from the outside, but this time coming out through the orifice 65 which can of course be provided with a tube 63 as illustrated in FIG.

D'une manière générale, et quel que soit le montage, le réglage du débit d'eau consiste comme pré cédemment indiqué à boucher l'écoulement en 68 jusqu'à ce que l'eau sorte par l'orifice 60 ou 65 suivant le cas. En débouchant l'écoulement en 68, c'est-à-dire en écartant légèrement la semelle du tube,-l'eau doit s'arrêter de couler en-60 ou 65, mais sans qu'il se produise une entrée d'air. Et au cours de la mesure, l'eau s'évacuera par l'un de ces orifices,-pour réaliser éventuellement le prémouillage. In general, and irrespective of the arrangement, the water flow adjustment consists, as previously indicated, in blocking the flow at 68 until the water exits through the orifice 60 or 65 following the case. By opening the flow at 68, that is to say by slightly spreading the sole of the tube, -the water must stop flowing in-60 or 65, but without it happening an entry of air. And during the measurement, the water will be evacuated by one of these orifices, to possibly perform the prewetting.

Bienentendu, la cellule proposée aux figures 1.à 3 est susceptible de différentes variantes, dont l'une consiste à remplacer le bloc 30 par un système d'orientation du corps de traducteur 40. Surprisingly, the cell proposed in FIGS. 1 to 3 is capable of different variants, one of which consists in replacing the block 30 by a system for orienting the translator body 40.

Le bloc 10 est réalisé en une matière absorbante aux ultrasons telle-que le caoutchouc, ou encore de la poudre de liège, de caoutchouc, ou toute autre matière absorbante mélangée à une résine polymérisable. De son côte, la semelle s'usure 20 est par exemple en
La cellule à ultrasons qui vient d'être décrite présente des avantages importants par rapport à la technique antérieure - il n'est pas nécessaire de la vider entre deux examens,
d'où une réponse instantanée de la cellule, quelle que
soit sa position par rapport au tube ; - évacuation inhérente des bulles d'air transportées ou
dégagées par l'eau d'alimentation ; comme ces bulles
ne peuvent donc se placer entre le transducteur et le
tube, il n'y aura en principe aucune perturbation de
la mesure de ce fait.Block 10 is made of an ultrasonic absorbent material such as rubber, or cork powder, rubber, or any other absorbent material mixed with a polymerizable resin. From its side, the sole wears 20 is for example in
The ultrasonic cell just described has significant advantages over the prior art - it is not necessary to empty it between two examinations,
hence an instant response from the cell, whatever
its position relative to the tube; - inherent evacuation of air bubbles carried or
cleared by the feed water; like these bubbles
can not be placed between the transducer and the
tube, there will in principle be no disturbance of
measuring this fact.

- l'introduction d'air lors du déplacement relatif entre
la cellule et le produit à mesurer (tube) est évitée.- the introduction of air during the relative displacement between
the cell and the product to be measured (tube) is avoided.

- la cellule permet enfin des vitesses d'examens élevées,
de 2 4savu moins, par exemple.the cell finally allows high examination speeds,
of 2 4savu less, for example.

Bien entendu, la cellule qui vient d'être décrite peut être utilisée pour de nombreux types de contrôles à ultrasons selon la technique dite de la colonne d'eau, et particulièrement en onde longitudinale. Of course, the cell that has just been described can be used for many types of ultrasonic testing according to the technique known as the water column, and particularly in longitudinal wave.

On peut en particulier utiliser aussi la cellule pour des mesures faites à une certaine distance du produit, la cellule étant alors maintenue mais non posée sur le produit à contrôler. Dans ce cas, on peutne pas utiliser la semelle d'usure 20. In particular, the cell can also be used for measurements made at a distance from the product, the cell being then maintained but not placed on the product to be tested. In this case, we can not use the outsole 20.

La cellule à ultra-sons qui vient d'être décrite peut s'appliquer pour la mise en oeuvre du procédé que l'on décrira par la suite, avec aussi l'installation qui permet sa mise en oeuvre. Onobservera cependant que d'autres types de capteurs peuvent être utilises dans ce procédé et cette installation. The ultrasonic cell that has just been described can be applied for the implementation of the method that will be described later, with also the installation that allows its implementation. However, it will be observed that other types of sensors can be used in this method and this installation.

Sur la figure 4, un bâti de mesure est défini par des poutres horizontales 110 et 111, réunies par des poutres transversales telles que 112 et 113. In Figure 4, a measurement frame is defined by horizontal beams 110 and 111, joined by transverse beams such as 112 and 113.

A l'intérieur de ce bâti pourra passer un tube métallique, dont la section droite est circulaire, et pourra s'établir suivant une gamme de valeurs choisies entre deux diamètres extrêmes, dont l'un est représenté en T1 et l'autre en
T2. Le tube défile et est maintenu sur un convoyeur à rouleaux (non représenté) extérieur au bâti, tant du côté entrée que du côté sortie, l'axe de défilement étant perpendiculaire au bâti de façon à ce que dans le plan du bâti on puisse analyser la section droite des tubes (T1 Z T2). Inside this frame may pass a metal tube, whose cross section is circular, and may be established in a range of values chosen between two extreme diameters, one of which is represented in T1 and the other in
T2. The tube scrolls and is maintained on a roller conveyor (not shown) outside the frame, both on the input side and on the output side, the scroll axis being perpendicular to the frame so that in the plane of the frame can be analyzed the cross section of the tubes (T1 Z T2).

Ce bâti comprend au moins quatre capteurs notés généralement 201 à 204, et qui sont aptes à effectuer en continu des mesures relatives à une grandeur physique du tube, sur des génératrices respectives du tube.On verra plus loin la réalisation exacte et le montage des capteurs, les illustrations données sur la figure 4 visant surtout à en définir la position. En particulier, on voit sur la figure 4 que les capteurs sont places par paires opposées telles que 201 et 203, ainsi que 202 et 204. De plus, la paire de capteurs 201, 203 forme un angle de 300 vers le bas avec l'horizontale, tandis que l'autre paire 202 et 204 forme un angle de 300 également, mais dans l'autre sens. On observera que ceci correspond à une distribution des capteurs autour du tube qui n'est pas régulière. This frame comprises at least four sensors generally noted 201 to 204, and which are able to carry out continuous measurements relating to a physical quantity of the tube, on respective generatrices of the tube.On will see below the exact embodiment and mounting of the sensors , the illustrations given in Figure 4 aimed primarily to define the position. In particular, it can be seen in FIG. 4 that the sensors are placed in opposite pairs such as 201 and 203, as well as 202 and 204. In addition, the pair of sensors 201, 203 forms an angle of 300 downwards with the horizontal, while the other pair 202 and 204 forms an angle of 300 also, but in the other direction. It will be observed that this corresponds to a distribution of the sensors around the tube which is not regular.

Le bâti défini par les pièces 110 à 113 est supporté de façon mobile verticalement par des poteaux coulissants 121 et 122, ainsi que des dispositifs moteurs à renvoi d'angle 126 et 127, couplés par des transmissions respectees 124 et 125 à un moteur 123. L'action de ce moteur 123 permet donc de définir la position verticale du bati, de façon à l'aligner précisément sur l'axe selon lequel le tube sort du dispositif convoyeur (non représenté) qui l'amène au bâti de mesure. The frame defined by the parts 110 to 113 is vertically movably supported by sliding posts 121 and 122, as well as angle-gear motors 126 and 127, coupled by transmissions 124 and 125 to a motor 123. The action of this motor 123 thus makes it possible to define the vertical position of the frame so as to align it precisely on the axis in which the tube leaves the conveyor device (not shown) which brings it to the measuring frame.

Dans le sens horizontal, un chariot 1-05 muni de roues telles que 106 se déplace sur des rails 102 solidaires d'une infrastructure 101. On notera un butoir en 103, qui définit l'une des positions extrêmes du mouvement horizontal. A l'opposé, sont placées d'autres roues qui viennent se poser également sur le rail 102. In the horizontal direction, a carriage 1-05 provided with wheels such as 106 moves on rails 102 integral with an infrastructure 101. Note a bumper 103, which defines one of the extreme positions of the horizontal movement. In contrast, are placed other wheels that come to rest also on the rail 102.

On prévoira aussi un dispositif de mouvement horizontal, qui peut être par exemple un vérin hydraulique. Il apparaît donc que finalement le bâti de mesure peut être positionné avec précision dans les deux sens par rapport à l'axe de sortie du convoyeur.There will also be a horizontal movement device, which may be for example a hydraulic cylinder. It therefore appears that finally the measuring frame can be accurately positioned in both directions with respect to the output axis of the conveyor.

Le premier capteur cité, ncté 201, est illustré plus en détail sous forme d'une vue en bout, qui fait surtout apparaître le montage supportant le capteur. Cette vue en bout se retrouve sur la figure 6, tandis que la figure 5 donne une vue latérale simplifiée permettant de mieux comprendre le support du capteur Par rapport à la figure 5, l'illustration donnée en 201 sur la figure 4 se représente comme une vue de gauche. The first sensor cited, ncté 201, is illustrated in more detail in the form of an end view, which mainly shows the mounting supporting the sensor. This end view is found in FIG. 6, while FIG. 5 gives a simplified side view to better understand the support of the sensor. As compared with FIG. 5, the illustration given in FIG. left view.

On voit sur la figure 5 que le capteur est monté sur un chariot 213 coulissant sur des glissières latérales 212 . En partie gauche de la figure 5, le dessus du chariot 213 est solidaire d'un manchon 210, muni intérieurement d'un alésage fileté qui coopère avec une tige d'entrainement 211. Celle-ci est montée sur deux supports 231 et 232, solidaires des glissières 212. Elle est manie àson extrémité d'un carré 233 permettant sa rotation, et par conséquent le déplacement du chariot 213. Comme on le voit à l'examen des figures 4, 5 et 6, ce déplacement permet d'ajuster la position de l'ensemble capteurs compte-tenu du diamètre du tube. On notera que la tige 211 est orientée radialement par rapport au tube, quel que soit son diamètre. It can be seen in FIG. 5 that the sensor is mounted on a carriage 213 sliding on lateral rails 212. In the left-hand part of FIG. 5, the top of the carriage 213 is integral with a sleeve 210, internally provided with a threaded bore which cooperates with a driving rod 211. This rod is mounted on two supports 231 and 232, integral with the slides 212. It is handled at its end of a square 233 allowing its rotation, and therefore the movement of the carriage 213. As seen in the examination of Figures 4, 5 and 6, this displacement allows to adjust the position of the sensor assembly taking into account the diameter of the tube. Note that the rod 211 is oriented radially relative to the tube, regardless of its diameter.

Sur la figure 6, de même que sur la figure 4, on voit plus clairement les deux glissières latérales 212, ces glissières étant montées sur un plan du bâti Bnon reproaenté) qui est parallèle aux poutres 110-111 de façon que la tige 211 soit montée radialement par rapport d T - T . In FIG. 6, as well as in FIG. 4, the two lateral rails 212 are more clearly seen, these slides being mounted on a plane of the Bnon structure shown) which is parallel to the beams 110-111 so that the rod 211 is mounted radially relative to T - T.

Sur le chariot 213 sont montées deux biellettes 214 et 215 qui définissent avec une autre pièce 216 à l'autre extrémité un parallélogramme déformable. A peu près à la verticale de son articulation sur la biellette 214, la pièce 216 présente une protubérance 218 en alignement sur la pièce 214. Cette protubérance reçoit- à articulation la tige 219 d'un vérin 220 qui vient à son autre extrémité s'articuler au même point que la biellette 215 sur le chariot 213. Enfin, la pièce 216 se prolonge audelà de la pièce 218 pour former en 217 un sabot de fixation du corps de capteur proprement dit. Le corps de capteur peut être monté par exemple par l'intermédiaire d'une monture extérieure 221, supportant un cadre intérieur 223 maintenu en position par quatre silent-blocs 222.A son tour, le cadre intérieur 223 vient supporter par articulation ou autre fixation l'ensemble capteur 224, formé d'un boîtier arrière 225 et d'une semelle 226 destinée à venir au contact du tube. On the carriage 213 are mounted two rods 214 and 215 which define with another piece 216 at the other end a deformable parallelogram. Approximately vertically from its articulation on the rod 214, the piece 216 has a protuberance 218 in alignment with the piece 214. This protuberance receives- articulation the rod 219 of a jack 220 which comes to its other end s' articulate at the same point as the rod 215 on the carriage 213. Finally, the piece 216 extends beyond the part 218 to form a 217 a shoe for fixing the actual sensor body. The sensor body can be mounted for example by means of an outer mount 221, supporting an inner frame 223 held in position by four silent-blocks 222. In turn, the inner frame 223 is supported by hinge or other attachment the sensor assembly 224, formed of a rear housing 225 and a sole 226 intended to come into contact with the tube.

La figure 7 est une vue gauche du montage du corps de capteur de la figure 5. On voit ici mieux la forme et le montage de la semelle 226 du capteur 224. Figure 7 is a left view of the mounting of the sensor body of Figure 5. Here is better seen the shape and mounting of the sole 226 of the sensor 224.

Le montage représenté du corps de capteur permet une adaptation parfaite à la géométrie du tube à mesurer, le positionnement général étant assuré par la mise en position du chariot 213 et le système à parallélogramme à vérin (213, 214, 215, 216, 220) venant plaquer la semelle 226 sur la surface du tube. The illustrated assembly of the sensor body allows a perfect adaptation to the geometry of the tube to be measured, the general positioning being ensured by the placing in position of the carriage 213 and the parallelogram system with jack (213, 214, 215, 216, 220) coming to press the sole 226 on the surface of the tube.

L'ensemble du dispositif se complète de liaisons électriques entre chacun-des capteurs 201 à 204 de la figure 4 et un appareillage de mesure qui est illustré schematiquement en 301 sur la figure 8. Sur cette même figure, le dispositif de la figure 4 est illustré schématiquement en 100, avec ses quatre capteurs 201 à 204. On note al à a4 les angles entre les différents capteurs, pris dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. La somme de ces quatre angles est bien entendu egale à 3600. The entire device is completed with electrical connections between each of the sensors 201 to 204 of FIG. 4 and a measurement apparatus which is schematically illustrated at 301 in FIG. 8. In this same figure, the device of FIG. illustrated diagrammatically at 100, with its four sensors 201 to 204. It is noted al to a4 the angles between the different sensors, taken in the opposite direction of the clockwise. The sum of these four angles is of course equal to 3600.

L'appareillage de mesure d'épaisseur illustré en 301 sur la figure 8 peut être réalisé de manière classique dans le domaine des capteurs à ultrasons. The thickness measuring apparatus illustrated at 301 in FIG. 8 can be made conventionally in the field of ultrasonic sensors.

On ne le décrira donc pas plus en détail. Il apparaît simplement que chaque capteur 20-1 à 204 fournit une mesure sur l'épaisseur du tube en-un point respectivement associé d'une section droite déterminée du tube, à un instant donné (1e tube est en défilement. Cela définit un groupe de mesures correspondant donc pratiquement à une section droite d tube. Il peut se faire en pratique que, compte-tenu de 11 impératif d'échantillonnage inhérant à l'appareillage électronique de mesure d'épaisseur 301, les mesures provenant des différents capteurs-ne soient pas toutes rigoureusement simultanées.On peut néanmoins faire en sorte que des mesures très voisines dans le temps, et effectuées en séquence par les quatre capteurs, définissent un groupe de mesures correspondant pratiquement à une section droite donnée du tube.We will not describe it in more detail. It simply appears that each sensor 20-1 to 204 provides a measurement on the thickness of the tube at a respective associated point of a given cross-section of the tube, at a given instant (the tube is scrolling. Thus, in practice, given the sampling requirement inherent in the electronic thickness measuring apparatus 301, the measurements from the various sensors do not correspond to a tube cross-section. not all of them are strictly simultaneous. Nevertheless, it is possible to ensure that measurements very similar in time, and made in sequence by the four sensors, define a group of measurements substantially corresponding to a given cross-section of the tube.

Bien entendu, des groupes de mesures sont ainsi acquis à cadence très rapide, cette cadence étant définie en tenant compte de la vitesse de défilement du tube. Il est naturellement @ très avantageux d'effectuer de très nombreuses mesures en rafales, de façon qu'une rafale corresponde pratiquement à une section droite déterminée du tube, et que l'on puisse faire une moyenne pour accroître encore la précision de la mesure. Of course, groups of measurements are thus acquired at a very fast rate, this rate being defined taking into account the speed of travel of the tube. It is of course very advantageous to carry out a very large number of burst measurements, so that a burst corresponds practically to a determined cross-section of the tube, and that an average can be made to further increase the accuracy of the measurement.

Le résultat final en sortie de l'appareillage 301 est une mesure d'épaisseur pour chacun des points de mesure associés auscapteurs 201 à 204, et à un instant donné. On note el à eq les quatre épaisseurs ainsi obtenues. The final result at the output of the apparatus 301 is a thickness measurement for each of the measuring points associated with the sensors 201 to 204, and at a given instant. The four thicknesses thus obtained are denoted el to eq.

A partir de là, on réalise un certain nombre d'opérations de traitement, qui sont essentiellement de type numérique. Cependant, ces opérations de traitement pourront être réalisées à l'intérieur de l'appareil 301. Elles n'ont été illustrées sur la figure 8 de façon séparée que pour permettre une meilleure compréhension. From there, a number of processing operations are performed, which are essentially digital. However, these processing operations may be performed inside the apparatus 301. They have been illustrated in Figure 8 separately only to allow a better understanding.

Un groupe de mesure est donc défini par les quatre épaisseurs el à e4. Chaque groupe de mesure 'ainsi obtenu est subdivisé en sous-groupes d'au moins trois mesures chacun. On va donc pouvoir déterminer quatre sous-groupes, qui seront ici respectivement el-e2-e3, e2-e3-e4, e3-e4-e1, et e4-e1-e2. A measurement group is therefore defined by the four thicknesses el to e4. Each measurement group thus obtained is subdivided into subgroups of at least three measurements each. We will thus be able to determine four subgroups, which will here be el-e2-e3, e2-e3-e4, e3-e4-e1, and e4-e1-e2, respectively.

L'opération suivante part d'un modèle morphologique préétabli, qui concerne une forme supposée de la section droite du tube. Cette modélisation morphologique est illustrée par le bloc 302 de la figure 8. The following operation starts from a pre-established morphological model, which concerns a supposed shape of the cross-section of the tube. This morphological modeling is illustrated by block 302 of FIG.

Dans le cas présent, on admet pour le moment qutil s'agit de mesures d'épaisseurs. Et la mise en oeuvre du procédé va consister à priori à choisir un premier modèle morphologique, qui est de préférence un modèle à deux cercles excentrés l'un par rapport à l'autre. Comme on le verra plus loin, on sait alors déterminer pour chaque sous-groupe de trois mesures d'épaisseurs, d'une part une valeur maximale et une valeur minimale de l'épaisseur, et d'autre part une valeur de l'épaisseur moyenne ainsi qu'unie valeur de l'excentration. Comme l'indique le bloc 303 de la figure 8, cela peut être effectué pour chacun des quatre sous-groupes de trois mesures d'épaisseurs définies plus haut.On obtiendra donc de la sorte quatre valeurs de l'épaisseur moyenne notées Cml à em4, ainsi que de l'excentration notées à à #4, respectivement. In the present case, it is assumed for the moment that these are thickness measurements. And the implementation of the method will consist in a priori to choose a first morphological model, which is preferably a model with two circles eccentric with respect to each other. As will be seen below, it is then possible to determine for each subgroup of three thickness measurements, on the one hand a maximum value and a minimum value of the thickness, and on the other hand a value of the thickness. mean as well as the value of eccentricity. As indicated by the block 303 of FIG. 8, this can be done for each of the four subgroups of three thickness measurements defined above. Thus, four values of the average thickness noted Cml to em4 will be obtained in this way. , as well as eccentricity noted at # 4, respectively.

En d'autres termes, chaque sous-groupe de mesure est utilisé pour déterminer en fonction dun modèle morphologique préétabli, qui est ici un modele à deux cercles excentrés, une valeur moyenne estimée de la grandeur physique qui est ici l'épaisseur (eml à em4) et une valeur estimée d'une grandeur d'écart associée, qui est ici l'excentration (e1 à à
La dernière étape du procédé selon linvention, dans sa version de base, consiste à comparer entre elles les valeurs moyennes estimées d'une part et les valeurs estimées de la grandeur d'écart d'autre part qui ont été obtenues pour les différents sou?-groupes. On peut ainsi déterminer si les mesures sont compatibles avec le modèle morphologique préétabli.Bien qu'une comparaison des valeurs entre elles puisse être suffisante pour cette détermination, il est le plus souvent souhaitable d'effectuer aussi des comparaisons à des valeurs de seuil préétablies.In other words, each measurement subgroup is used to determine, based on a pre-established morphological model, which is here a model with two eccentric circles, an estimated average value of the physical quantity which here is the thickness (eml to em4) and an estimated value of an associated difference size, which here is the eccentricity (e1 to to
The last step of the method according to the invention, in its basic version, consists in comparing between them the average values estimated on the one hand and the estimated values of the magnitude of difference on the other hand which were obtained for the different pennies. -groups. It is thus possible to determine whether the measurements are compatible with the pre-established morphological model. Although a comparison of the values between them may be sufficient for this determination, it is most often desirable also to make comparisons with pre-established threshold values.

Ces opérations de comparaison sont illustrées dans l'étape de tests 303 de la figure 8 Les comparaisvns sont ici exprimées d'une manière générale - pour les épaisseurs moyennes, on compare une combinaison
linéaire des différentes épaisseurs moyennes retenues,
combinaison qui est notée # li emi à une valeur de seuil - pour ce qui est des excentrations, on compare une
autre combinaison linéaire, notée # #i #i à une autre
valeur de seuil
Dans le cas où la réponse aux deux tests est oui, le modèle mathém-atique retenu au cours de l'étape 302 est accepté, au niveau de l'étape 304, et on en déduit alors une "estimation définitive" pour le maximum et le minimum de l'épaisseur, pour la valeur moyenne de l'épaisseur, ainsi que pour la grandeur d'écart qui est lCi l'excentration . Ces valeurs sont notées respectivement e max' emin, em et . (306).These comparison operations are illustrated in the test step 303 of FIG. 8. The comparisons are here expressed in a general way - for the average thicknesses, a combination is compared
linear of the different average thicknesses selected,
combination which is denoted # li emi at a threshold value - for eccentrations, we compare a
another linear combination, denoted # #i #i to another
threshold value
In the case where the answer to the two tests is yes, the mathematical model selected during step 302 is accepted, at the level of step 304, and a "final estimate" is then deduced for the maximum and the minimum of the thickness, for the average value of the thickness, as well as for the magnitude of difference which is the eccentricity. These values are noted respectively e max 'emin, em and. (306).

Dans le cas contraire où la réponse aux tests 303 est négative, l'étape 305 établit un refus du modèle mathématique. In the opposite case where the test response 303 is negative, step 305 establishes a refusal of the mathematical model.

La mise en oeuvre du procédé qui vient d'être décrit pourrait s'arrêter la, a savoir déterminer s le modèle morphologique proposé en premier lieu est ou non accepté, ce qui est d'ores et déjà une bonne forme de reconnaissance des propriétés géométriques du tube. The implementation of the method which has just been described could stop, namely to determine whether the morphological model proposed in the first place is or not accepted, which is already a good form of recognition of geometric properties. of the tube.

Dans le cas où le modèle est accepté (étape 304), il est souhaitable d'aller plus loin en déterminant les épaisseurs maximale et minimale moyennes ainsi que l'excentration, comme précédemment indiqué. In the case where the model is accepted (step 304), it is desirable to go further by determining the maximum and minimum average thicknesses as well as the eccentricity, as previously indicated.

Dans le cas inverse où le modèle initialement proposé est refusé étape 305), l'invention propose également d'aller plus loin, en retournant a l'opération de modélisation morphologique 302, afin de proposer un nouveau modèle morphologique. In the opposite case where the initially proposed model is rejected step 305), the invention also proposes to go further, by returning to the morphological modeling operation 302, in order to propose a new morphological model.

Ce modèle morphologique peut être choisi de différentes manières, et tenir compte par exemple des propriétés particulières de l'installation de fabrication qui aura élaboré les tubes à mesurer. A titre d'exemple, on pourra utiliser comme modèle morphologique simple de second niveau un modèle comportant une ellipse excentrée située a l'intérieur d'un cercle. On réitère alors l'étape 302 avec ce nouveau modèle, puis les tests 303, les valeurs intervenant dans la combinaison linéaire et les valeurs de seuil pouvant être différentes. Et on arrive à nouveau à une décision finale pour accepter ou refuser le modèle morphologique proposé en second niveau. This morphological model can be chosen in different ways, and take into account for example the particular properties of the manufacturing facility that will have developed the tubes to be measured. By way of example, a model having an eccentric ellipse situated inside a circle can be used as a simple second level morphological model. Step 302 is then repeated with this new model, then the tests 303, the values involved in the linear combination and the threshold values being different. And we come back to a final decision to accept or reject the morphological model proposed at the second level.

Pour des raisons pratiques, essentiellement de taille de mémoire, il est considéré actuellement comme satisfaisant d'utiliser seulement deux modèles morphologiques successifs. Cependant, en cas de nouveau refus, on pourrait bien entendu en faire intervenir un troisième en réitérant l'ensemble du processus. For practical reasons, essentially of memory size, it is currently considered satisfactory to use only two successive morphological models. However, in case of a new refusal, one could of course involve a third by repeating the whole process.

Dans la description donnée plus haut à propos de la figure 8, on a indiqué des relations d'égalité en ce qui concerne la grandeur de mesure et la grandeur d'écart (par exemple les valeurs emax, emin, emi et
Bien entendu, il peut s'agir également de grandeurs proportionnelles, des lors que l'utilisateur peut à partir de ces grandeurs retrouver les informations souhaitées en ce qui concerne la morphologie du tube.In the description given above with regard to FIG. 8, equality relations have been indicated with regard to the measurement quantity and the difference quantity (for example the values emax, emin, emi and
Of course, it may also be proportional quantities, since the user can from these quantities find the desired information regarding the morphology of the tube.

A un autre niveau, on a parlé jusqu'à présent de mesures d'épaisseurs de parois sur le tube. Ces mesures sont faites de préférence avec le capteur qui a été décrit au'début de la présente description détaillée. Cependant, le procédé indiqué ci-dessus s'applique tout aussi bien à des mesures effectuées à l'aide d'un capteur d'épaisseur a ultrasons d'un autre genre, ou même d'un capteur d'épaisseur utilisant un autre moyen de mesure que les ultrasons, comme cela est souhaitable lorsqu'il s1 agit de faire des mesures sur un tube chaud sortant de fabrication. At another level, hitherto there has been talk of wall thickness measurements on the tube. These measurements are preferably made with the sensor which has been described at the beginning of the present detailed description. However, the method indicated above applies equally well to measurements made using an ultrasonic thickness sensor of another kind, or even a thickness sensor using other means. as is desirable when it comes to making measurements on a hot tube coming out of fabrication.

Par-ailleurs, le même procédé peut également s'appliquer à la mesure d'autres grandeurs que l'epais- seur de paroi, en particulier à la mesure des dimensions extérieures du tube, celui-ci étant supposé par exemple cylindrique de révolution. Dans ce cas, la grandeur physique mesurée est le diamètre du tube. Une telle mesure peut s'effectuer à l'aide de rayonnements électromagnétiques. Moreover, the same method can also be applied to the measurement of other quantities than the wall thickness, in particular to the measurement of the external dimensions of the tube, this being assumed, for example, cylindrical of revolution. In this case, the measured physical quantity is the diameter of the tube. Such a measurement can be made using electromagnetic radiation.

Et la grandeur d'écart est alors une grandeur liée à l'ovalisation de la paroi extérieure du tube en section droite (ou voir même de la paroi intérieure du tube, avec un moyen de mesure approprie). Dans ce cas, le premier modèle préétabli utilisé peut être un modèle elliptique. Et si, dans les conditions décrites plus haut, ce modèle ne s'avère pas satisfaisant, on peut utiliser en second niveau un modèle préétabli défini comme un modèle ovale.And the magnitude of difference is then a quantity related to the ovalization of the outer wall of the tube in cross section (or see even the inner wall of the tube, with an appropriate measuring means). In this case, the first preset model used may be an elliptical model. And if, under the conditions described above, this model does not prove satisfactory, it is possible to use in the second level a pre-established model defined as an oval model.

On rappellera que, qu'il s'agisse de mesures de diamètre,d'épaisseur,voir de mesures d'un autre genre, on peut toujours utiliser comme second modèle préétabli un modèle plus complexe, tenant compte des caractéristiques particulières de l'installation de production des tubes. It will be recalled that, whether it concerns measurements of diameter, thickness or even measurements of another kind, it is still possible to use as a second, pre-established model a more complex model, taking into account the particular characteristics of the installation. production of tubes.

En particulier, l'une des causes possibles pouvant entraîner le refus d'un modèle est la présence accidentelle d'imperfection de calibrage et/ou de rondissage se traduisant par des irrégularités de diamètre cyclique supplémentaires, modulo 2n/K où K est un nombre entier supérieur ou égal à 2) venant se superposer au phénomène elliptique pur. Cela concerne le cas de la mesure de diamètre, mais on trouvera bien entendu des irrégularités de même nature dans le cas de la mesure d'épaisseur.In particular, one of the possible causes that can lead to the rejection of a model is the accidental presence of calibration imperfection and / or rounding resulting in additional cyclic diameter irregularities, modulo 2n / K where K is a number integer greater than or equal to 2) being superimposed on the pure elliptic phenomenon. This concerns the case of the diameter measurement, but of course there will be irregularities of the same kind in the case of the measurement of thickness.

On donnera ci-après plus de détails sur la mise en oeuvre des modèles morphologiques. More details will be given below on the implementation of morphological models.

Modèle d'excentration pure
On admet que la. section droite du tube est définie par deux cercles excentrés. Les paramètres d'excentration a et b sont les coordonnées du centre O2 du cercle intérieur, dans un repère orthonormé dont l'origine est le centre 1 du cercle extérieur. A, B, C et D sont les poings de mesure. L'axe 1Y du repère orthonormé passe par A et C, et l'axe O1X lui est perpendiculaire, classiquement (figure 9).Pure eccentric model
It is admitted that the. straight section of the tube is defined by two eccentric circles. The eccentricity parameters a and b are the coordinates of the center O2 of the inner circle, in an orthonormal frame whose origin is the center 1 of the outer circle. A, B, C and D are the measuring fists. The axis 1Y of the orthonormal frame passes through A and C, and the axis O1X is perpendicular to it, conventionally (Figure 9).

Les angles entre paires de points de mesure sont ceux illustrés sur la figure 4, à savoir 600 et 120 . Les relations ci après en tiennent compte, étant observé que des relations analogues peuvent être obtenues pour d'autres valeurs de ces angles. The angles between pairs of measurement points are those shown in Figure 4, namely 600 and 120. The relations hereafter take into account, being observed that analogous relations can be obtained for other values of these angles.

On suppose que le diamètre extérieur R1 du tube (ou sa valeur nominale) est connu,
On note : O1A = R1 - el = P1
O1B = R1 - e2 = #2
O1C = R1 - e3 = #3
O1D = R1 - e4 = #4
L'équation du cercle de cèntre Q2 la, b) de rayon R2 s'écrit ::
R22 + 2 ax + 2 by = x2 + y2 + a2 + b2
En l'écrivant successivement pour les 4 points A, B, C,
D, on obtient les 4 équations suivantes

It is assumed that the outside diameter R1 of the tube (or its nominal value) is known,
We denote: O1A = R1 - el = P1
O1B = R1 - e2 = # 2
O1C = R1 - e3 = # 3
O1D = R1 - e4 = # 4
The equation of the circle of cone Q2 la, b) of radius R2 is written ::
R22 + 2 ax + 2 by = x2 + y2 + a2 + b2
By writing it successively for the 4 points A, B, C,
D, we obtain the following 4 equations

<tb> R22 <SEP> - <SEP> 2 <SEP> bp1 <SEP> = <SEP> p12 <SEP> + <SEP> a2 <SEP> + <SEP> b2 <SEP> (1)
<tb> <SEP> R2 <SEP> + <SEP> ta <SEP> p2a <SEP> - <SEP> p2b <SEP> = <SEP> p22 <SEP> + <SEP> e2 <SEP> + <SEP> b2 <SEP> (2)
<tb> R22 <SEP> + <SEP> 2 <SEP> #3b <SEP> = <SEP> #32 <SEP> <SEP> + <SEP> a2 <SEP> + <SEP> b2 <SEP> (3)
<tb> <SEP> R22 <SEP> - <SEP> #3 <SEP> #4a <SEP> + <SEP> #4b <SEP> <SEP> = <SEP> #42 <SEP> + <SEP> a2 <SEP> + <SEP> b2 <SEP> (4)
<tb>
Nous avons donc un système de 4 équations à 3 inconnues R2, a et b.<tb> R22 <SEP> - <SEP> 2 <SEP> bp1 <SEP> = <SEP> p12 <SEP> + <SEP> a2 <SEP> + <SEP> b2 <SEP> (1)
<tb><SEP> R2 <SEP> + <SEP> ta <SEP> p2a <SEP> - <SEP> p2b <SEP> = <SEP> p22 <SEP> + <SEP> e2 <SEP> + <SEP> b2 <SEP> (2)
<tb> R22 <SEP> + <SEP> 2 <SEP># 3b <SEP> = <SEP># 32 <SEP><SEP> + <SEP> a2 <SEP> + <SEP> b2 <SEP> (3 )
<tb><SEP> R22 <SEP> - <SEP># 3 <SEP># 4a <SEP> + <SEP># 4b <SEP><SEP> = <SEP># 42 <SEP> + <SEP> a2 <SEP> + <SEP> b2 <SEP> (4)
<Tb>
So we have a system of 4 equations with 3 unknowns R2, a and b.

Les variables p11 p2, p3 et p4 jouant des rôles analogues, quatre combinaisons de 3 équations. sont également possibles. The variables p11 p2, p3 and p4 playing analogous roles, four combinations of 3 equations. are also possible.

Dans chaque combinaison de 3 équations, qui correspond à un sous-groupe de trois mesures au sens de la présente invention, on élimine R2 et l'on obtient les paramètres d'excentricité a et b, d'où l'on tirera aisément les valeurs eimax, eimin, ainsi que la valeur moyenne d'épaisaseur eim et la valeur d'excentricité #i (l'indice i représente l'une des quatre combinaisons de 3 équations). In each combination of 3 equations, which corresponds to a subgroup of three measurements within the meaning of the present invention, R2 is eliminated and the eccentricity parameters a and b are obtained, from which it will be easy to draw them. values eimax, eimin, as well as the average thickness value eim and the eccentricity value #i (the index i represents one of four combinations of 3 equations).

A titre d'exemple préférentiel, on donne ci- - après les quatre jeux de valeurs a et b - équations (1), (2) et (3)

- équaticns (2), (3) et (4)

- équations (3), (4) et (1)

- équations (4), (1) et (2)

As a preferred example, the following four sets of values a and b - equations (1), (2) and (3) are given below.

- equations (2), (3) and (4)

- equations (3), (4) and (1)

- equations (4), (1) and (2)

Il est aisé d'en tirer dans chaque cas les épaisseurs moyenne em, maximale emax, et minimale emin, ainsi que l'excentration c, avec d'ailleurs

It is easy to draw in each case the average thicknesses em, maximum emax, and minimum emin, as well as the eccentricity c, with moreover

Des études expérimentales et statistiques poussées ont montré, par analyse de corrélations linéai- res, que l'on peut obtenir des estimateur lineaires très satisfaisants avec quatre mesures subdivisées en quatre sous-groupes de trois mesures.Pour une instållation de fabrication déterminée, on peut donc dégager des coefficients statistiques de correction, a partir d'un grand nombre de relevés expérimentaux. Extensive experimental and statistical studies have shown, by linear correlation analysis, that very satisfactory linear estimators can be obtained with four measurements subdivided into four subgroups of three measurements. thus to release statistical coefficients of correction, starting from a large number of experimental readings.

Pour une approche moins précise, il est apparu également que l'on peut obtenir une bonne estimation de l'épaisseur du tube en faisant la moyenne des épaisseurs mesurées en deux points apposés, ceci notamment dans chacun des quatre sous-groupes de trois mesures. For a less precise approach, it has also been found that a good estimate of the thickness of the tube can be obtained by averaging the thicknesses measured at two points affixed, this in particular in each of the four subgroups of three measurements.

L'homme de l'art comprendra que l'on peut étendre les développements ci-dessus a d'autres modèles morphologiques. It will be understood by those skilled in the art that the above developments can be extended to other morphological models.

Pour la mesure d'épaisseurs, ceux-ci sont par exemple : - le modèle comprenant une ellipse centrée à l'intérieur
d'un cercle - ou encore, un modèle quatre cordons régulièrement
espacés et de meme hauteur (les cordons sont des sur
épaisseurs locales dues au laminage),
De façon inattendue, il a été observé que deux paires de capteurs formant entre elles des angles de 600 ét 1200 sont intéressantes dans l'hypothèse de cordons de laminage, notamment pour éviter des erreurs dans le résultat final.For the measurement of thicknesses, these are for example: the model comprising an ellipse centered inside
of a circle - or even a pattern of four cords regularly
spaced and the same height (cords are on
local thicknesses due to rolling),
Unexpectedly, it has been observed that two pairs of sensors forming between them angles of 600 and 1200 are interesting in the event of rolling cords, in particular to avoid errors in the final result.

Pour la mesure de diamètre, les modèles sont par exemple - en premier lieu un modèle elliptique ; - en second lieu un modèle ovale (deux paires d'arcs de
cercle raccordés, avec des rayons de courbure diffé--
rents dans chaque paire). For the diameter measurement, the models are for example - in the first place an elliptical model; - secondly an oval model (two pairs of arches of
circle connected, with different radii of curvature--
in each pair).

Tout ceci précise le contenu des étapes 302 et 302A de la figure 8, ainsi que celui de l'étape 306, si le modèle morphologique choisi est accepté. All this clarifies the content of steps 302 and 302A of FIG. 8, as well as that of step 306, if the chosen morphological model is accepted.

Reste l'étape de tests 303, qui détermine cette acceptation. Les combinaisons linéaires précédemment indiquées ne sont qu'un exemple. There remains test stage 303, which determines this acceptance. The linear combinations previously indicated are just one example.

On pourra naturellement en utiliser plusieurs, même pour chaque type de grandeur testée. It will naturally be possible to use several, even for each type of size tested.

Par exemple, on peut utiliser des boucles de test du genre
Maxi < e. ) - mini (eimax) < kl
Maxi (eimin) - mini (eimin) < k2
Maxi (#i) - mini (#i) < k3
Maxi (eimax) représente la plus grande des quatre valeurs de eimax obtenues pour les quatre sous-groupes de mesure, tandis que mini (eimax) représente la plus petite. La définition est la même pour eimin et #i. Les niveaux kl, k2 et k3 sont à choisir en fonction des besoins, par exemple à partir de mesures d'épaisseurs réelles effectuées sur des échantillons statistiquement représentatifs de tubes sortant de l'installation concernee.For example, one can use test loops of the kind
Maxi <e. ) - mini (eimax) <kl
Maxi (eimin) - mini (eimin) <k2
Maxi (#i) - mini (#i) <k3
Maxi (eimax) is the largest of the four eimax values obtained for the four measurement subgroups, while mini (eimax) is the smallest. The definition is the same for eimin and #i. The levels k1, k2 and k3 are to be chosen according to requirements, for example from measurements of real thicknesses made on statistically representative samples of tubes coming out of the installation concerned.

Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit, mais s'étend à toute variante entrant dans le cadre des revendications ci-après. Of course, the present invention is not limited to the embodiment described, but extends to any variant within the scope of the claims below.

Claims

1 Measurement method on a tube, in particular a metal tube, characterized by the combination of the following steps a> measurements are continuously carried out on a

physical size of the tube, b) successive groups of measurements (el to e4) are obtained, each corresponding to a single cross section of the tube, c) each group of measurements is subdivided into subgroups of at least three measurements each ( el-e2-e3, etc.); d) each subgroup of measurements is used to determine, based on a pre-established morphological model of the cross-section of the tube, an estimated average value of the physical quantity (emi) and an estimated value of a magnitude of difference associated (#i with 4 = i to 4), and e) the estimated mean values (emi) and the estimated values of the difference size (#i) obtained for the different subgroups are compared for determine if the measurements are compatible with the pre-established morphological model.

2. Measurement method on a tube according to claim 1, characterized in that step d) comprises the determination of the maximum value (emax) and the minimum value (emin) associated with the measurements, depending on the model, in each subgroup, that the estimated average value (emi) is equal to the half-sum of this maximum value and this minimum value, and that the estimated value of the difference magnitude (si) is equal to the half-difference this maximum value and this minimum value.

3. Measurement method on a tube according to one of claims 1 and 2, characterized in that the comparisons of step e) involve predetermined threshold values (S1, S2).

4. Measuring method on a tube according to one of claims 1 to 3, characterized in that the tube is scrolled in a measuring frame (100) comprising at least four sensors (201 to 204) able to perform said measures.

5. A method of measurement on a tube according to claim o, characterized in that one carries out the measurements on respective generatrices of the tube.

6. Measuring method on a tube according to one of claims 4 and 5, characterized in that the sensors are arranged in opposite pairs around the tube (201, 203; 202, 204).

7. Measuring method on a tube according to one of claims 4 to 6, characterized in that the sensors are irregularly distributed around the tube.

8. A method of measurement on a tube according to one of claims 1 to 7, characterized by the fact that in case of incompatibility of the measurements with the preset morphological model, operations d) and e) are repeated at least one time, with at least one other morphological model (305, 302).

9. Measuring method on a tube according to one of claims 1 to 8, characterized in that in case of compatibility of the measurements with the preset morphological model or one of them, it is determined from measurements make definite values in each subgroup for the maximum and the minimum of the physical quantity, and for the difference size (306).

10. Measuring method on a tube according to one of claims 7 to 9, characterized in that the measured physical quantity is the wall thickness of the tube, and that the magnitude of difference is the eccentricity between the periphery internal and the outer periphery of the tube, in cross section.

11. Measuring method on a tube according to claim 10, characterized in that the preset model is a pure eccentricity model.

12. A method of measurement on a tube according to one of claims 10 and 11, characterized in that said other morphological model comprises an eccentric ellipse located within a circle.

15. Measuring method on a tube according to one of claims 13 and 14, characterized in that said other preset model is an oval model.

14, measuring method on a tube according to claim 1-3, characterized in that the preset model is an elliptical model

13. A method of measurement on a tube according to one of claims 1 to 9, wherein the tube is cylindrical, characterized in that the measured physical quantity is the diameter of the tube, and that the difference size is a magnitude. related to the ovalization of the tube in cross-section