FR2587492A1 - Procede et dispositif pour l'examen non destructif de pieces ferromagnetiques comportant des sections de surfaces qui se raccordent sur des aretes ou des coins, notamment de pieces a symetrie de rotation - Google Patents

Abstract

A.PROCEDE ET DISPOSITIF POUR L'EXAMEN NON DESTRUCTIF DE PIECES FERROMAGNETIQUES COMPORTANT DES SECTIONS DE SURFACES QUI SE RACCORDENT SUR DES ARETES OU DES COINS, NOTAMMENT DE PIECES A SYMETRIE DE ROTATION. B.PROCEDE CARACTERISE EN CE QUE LE CHAMP MAGNETIQUE PRODUIT DANS LA PIECE 1 EN QUESTION OU DANS UNE SECTION DE CETTE PIECE, EST FIXE, EN CE QUE, DANS UNE PREMIERE PHASE DE MESURE, LA PIECE 1 OU SECTION DE PIECE EST EXAMINEE PAR UNE MESURE DU FLUX DE DISPERSION, LES VALEURS DONNEES PAR CETTE MESURE DU FLUX DE DISPERSION ETANT MEMORISEES COMME VALEURS DE COMPENSATION RELATIVES A L'EMPLACEMENT DE LEUR APPARITION SUR LA SURFACE, ET QU'ENSUITE LA PIECE 1 OU LA SECTION DE PIECE 2 EST VERIFIEE DANS UNE SECONDE PHASE DE MESURE, PAR UNE MESURE DU FLUX DE DISPERSION, LES VALEURS DE MESURE DE CE FLUX DE DISPERSION OBTENUES SUR LES DIFFERENTS POINTS DE LA SURFACE DE LA PIECE 1 OU DE LA SECTION DE PIECE 2 ETANT SOUSTRAITES DES VALEURS DE COMPENSATION AFFERENTES A CES POINTS, ET LES DIFFERENCES ETANT ENSUITE COMPAREES AVEC DES VALEURS DE SEUIL DETERMINEES A L'AVANCE. C.L'INVENTION CONCERNE LES PROCEDES ET DISPOSITIFS POUR L'EXAMEN NON DESTRUCTIF DE PIECES FERROMAGNETIQUES COMPORTANT DES SECTIONS DE SURFACES QUI SE RACCORDENT SUR DES ARETES OU DES COINS, NOTAMMENT DE PIECES A SYMETRIE DE ROTATION.

Description

1.- "Procédé et dispositif pour l'examen non-destructif de

pièces ferro-magnétiques comportant des sections de surfa-

ces qui se raccordent sur des arêtes ou des coins, notam-

ment de pièces à symétrie de rotation.'

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L'invention concerne un procédé pour l'exa-

ment non-destructif de pièces ou parties de pièces ferro-

magnétiques, dans lesquelles, chaque fois, un champ magné-

tique est produit, les champs de dispersion qui s'étendent en dehors des pièces ou parties de pièces, étant mesurés avec des détecteurs de champs magnétiques placés sur ou

au-dessus des surfaces.

Des pièces ferro-magnétiques sont vérifiées sans destruction, au point de vue des perturbations de la structure, à l'aide des flux magnétiques de dispersion qui apparaissent en dehors des surfaces des pièces, quand il existe intérieurement des perturbations ou défauts de la structure, sous l'effet des champs magnétiques immobiles produits dans les pièces. On constate la présence des

flux de dispersion au moyen de détecteurs de champs magné-

tiques, montés sur, ou un peu au-dessus, de la surface des pièces. Un dispositif pour l'examen non-destructif de pièces ferro-magnétiques est décrit par exemple, dans le

brevet DE 31 32 808.

Dans des pièces o le tracé des surfaces n'est 2.- pas continu, il apparait aux points de discontinuité, par exemple sur des arêtes et des angles, en dehors des pièces, des champs de dispersion magnétiques importants, cette importance dépassant fréquemment les champs de dispersion, provoqués par les perturbations de la structure à l'inté-

rieur des sections de pièces o les surfaces sont continues.

C'est pourquoi l'examen au moyen de champs de dispersion magnétiques était jusqu'ici limité à des pièces o le tracé de la surface était continu, ou à des sections de pièces présentant aussi une surface continue. Dans les zones des

arêtes, coins ou extrémités des corps, on utilisait en con-

séquence, d'autres procédés de recherche des défauts. Par exemple, ces zones étaient examinées à l'aide d'une poudre magnétique ou par pénétration d'un colorant. Comme ces

procédés sont associés à un contrôle visuel des éprouvet-

tes examinées, l'examen était relativement long et onéreux.

L'invention a en conséquence pour objet d'of-

frir un procédé pour l'examen non-destructif de pièces ferromagnétiques comportant des sections de surface qui

se raccordent sur des arêtes ou /et des angles, qui per-

mette la détermination de perturbations de la structure, en mesurant des champs de dispersion magnétiques, même

dans des zones o se trouvent des arêtes ou des coins.

Le problème est résolu par l'application des dispositions suivantes: le champ magnétique produit dans la pièce en question ou dans une section de cette

pièce est fixe, en ce que, dans une première phase de me-

sure, la pièce ou section de pièce est examinée par une

mesure du flux de dispersion, les valeurs données par cet-

te mesure du flux de dispersion étant mémorisées comme valeurs de compensation relatives à l'emplacement de leur apparition sur la surface, et qu'ensuite la pièce ou la section de pièce est vérifiée dans une seconde phase

de mesure, par une mesure du flux de dispersion, les va-

leurs de mesure de ce flux de dispersion obtenues sur les 3.- différents points de la surface de la pièce, ou de la

section de pièce, étant soustraites des valeurs de com-

pendation afférentes à ces points, et les différences

étant ensuite comparées avec des valeurs de seuil déter-

minées à l'avance. Grâce à ces dispositions, on peut constater des perturbations de la structure, c'est-à-dire des défauts de la matière à l'aide de valeurs de référence. L'examen n'est pas basé sur des chiffres absolus, mais sur des valeurs relatives. On établit chaque fois les modifications des chiffres mesurés par rapport à une valeur de référence

pour chacune des sections de surface que l'on doit exami-

ner, et compare avec les valeurs de seuil prescrites.

De préférence, des valeurs de référence sont d'abord mesurées le long d'une section de surface de pièces symétriques, et mises en mémoire, et à leur place viennent alors, au moyen de changements de position de la pièce, ou des détecteurs de champ magnétique, les autres sections de surface, dont on mesure les champs magnétiques de dispersion et que l'on met en balance avec les valeurs de référence. Dans le procédé que lon vient de décrire,

il n'est plus nécessaire d'établir les valeurs de référen-

ce à l'aide d'une éprouvette exempte de défauts de struc-

ture. S'il n'existe aucun défaut de la matière sous la par-

tie de la surface qui a servi à déterminer les valeurs de référence, les valeurs de mesure du flux de dispersion

observées sur la pièce, quand il y a des défauts, se si-

tuent au-dessus des valeurs de référence obtenues sur les points correspondants o il ne se trouve aucun défaut de la matière. Il est toutefois aussi possible qu'il existe des défauts de la matière déjà à l'endroit o l'on a

prélevé le chiffre de référence. Ces défauts se tradui-

sent par une importance correspondante des valeurs de référence. Si, ensuite, on fait des mesures sur des points de la pièce exempte de défauts, les valeurs mesurées du 4. - flux de dispersion seront plus petites que les valeurs

de référence. Par suite, on peut alors localiser un dé-

faut à l'endroit o les valeurs de référence ont été obtenues. D'autres avantages du procédé conforme à l'invention sont caractérisés en ce que: si les pièces sont symétriques, les valeurs

de compensation sont d'abord mesurées le long d'une sec-

tion de la surface et mises en mémoire, pendant que les autres sections de la surface arrivent dans une position semblable par modification de la position de la pièce ou des détecteurs de champs magnétiques, autres sections dont on mesure les champs magnétiques de dispersion, ces valeurs des champs de dispersion étant soustraites des valeurs de compensation,

les valeurs de compensation sont d'abord me-

surées le long de deux sections de surfaces diamètrale-

ment opposées, ensuite on fait tourner la pièce ou partie de pièce en question de 360 , et l'on compare les unes avec les autres, point par point, les valeurs de mesure du flux de dispersion obtenues pendant chacune des demi-rotations en rapport avec la surface de la pièce ou de la partie

de pièce.

Un dispositif pour l'exécution du procédé décrit ci-dessus, est constitué, suivant l'invention, en

ce qu'on peut mesurer, avec un détecteur de champs magné-

tiques placé à une petite distance de la surface de la pièce ou de la partie de pièce concernée, sur la surface de corps magnétisés, le tracé des champs de dispersion magnétiques, et qu'il est monté à la suite du détecteur

de champs magnétiques, une disposition comportant une mé-

moire pour les valeurs de référence, un soustracteur des valeurs du flux de dispersion et les valeurs de référence,

et un discriminateur de valeur de seuil. Avec cette dispo-

sition, on peut constater, dans la première phase de mesure, les valeurs de référence du champ de dispersion, et les 5.-

mettre en mémoire. Ensuite, dans la seconde phase de me-

sure, une compensation des valeurs du champ de dispersion

avec les valeurs de référence, devient possible, une dif-

férence dépassant la valeur de seuil indiquant un défaut.

Il y a avantage, si les pièces, ou les sec- tions de pièces, présentent une symétrie de rotation, à

disposer les détecteurs de champs magnétiques en une ran-

gée qui suit, à une faible distance constante, le contour de la pièce ou de la partie de pièce, le long d'un plan qui passe par un axe de symétrie de cette pièce ou partie de pièce, et de monter la pièce, ou partie de pièce, ou les détecteurs de champs magnétiques, rotatifs sur l'axe de symétrie. Dans un tel dispositif, on peut effectuer la première phase de mesure pendant que les pièces restent fixes. Cette première phase de mesure fournit pour chaque

détecteur de champ magnétique séparé, une valeur de réfé-

rence qui est valable pour tous les points de la surface placés sur un arc de cercle passant par l'axe de rotation et le point de mesure, qui seront examinés dans la seconde

-20 phase de mesure, pendant la rotation de la pièce.

Les rangées de détecteurs de champs magnéti-

ques sont avantageusement reliées chacune avec un support qui est monté rotatif, et que l'on peut amener dans une

position d'examen, o ces détecteurs sont amenés à de fai-

bles distances des surfaces des pièces à examiner.

Il y a aussi avantage à ce que la pièce à examiner puisse être bloquée par au moins une butée dans sa position d'examen par rapport à la ou aux rangées de

détecteurs de champs magnétiques. La pièce peut être cons-

tituée, par exemple, d'une longue section à symétrie de rotation avec un tracé de surface constant, comme c'est le cas dans les tubes dont les extrémités sont élargies

en forme de manchon. L'examen de la section centrale de-

mande au moins une translation longitudinale des tubes.

Cette translation longitudinale se termine sur la butée, 6.- et la condition d'une rotation dans la position voulue est réalisée par rapport à la rangée de détecteurs de champ

magnétique disposée sur le support. Dans un modèle recom-

mandé de réalisation, au moins deux pôles magnétiques sont disposés à une certaine distance l'un de l'autre, près de

la surface de la pièce ou de la section de pièce à exami-

ner, pendant qu'il est disposé au moins un détecteur de champ magnétique, entre et à égale distance des deux p8les

magnétiques. Les pièces polaires produisent un champ magné-

tique fixe dont l'intensité de champ maximum se trouve

dans la pièce ferro-magnétique à examiner.

Il y a aussi avantage à induire dans les pièces à examiner, un courant électrique qui produit un

champ magnétique qui- provoque des champs de dispersion ma-

gnétiques dans les défauts de structure. Dans les pièces à symétrie de rotation, il sera produit un courant passant

dans le sens axial, au moyen de bornes disposées de fa-

çon appropriée. Il sera avantageux ici, pour obtenir une plus grande simplicité de la construction, de réaliser les

butées sous forme d'électrodes.

Si l'on met en service, pour l'examen, un seul détecteur de champ magnétique, il y aura avantage à poser ce dernier sur l'extrémité d'une installation de manipulation électromécanique, qui sera programmée de telle façon que l'extrémité du bras exécute un mouvement de déplacement dans le sens axial d'une pièce à symétrie

de rotation pendant que celle-ci tourne.

D'autres particularités, caractéristiques

et avantages de l'invention, ressortiront de la descrip-

tion ci-après d'un exemple de réalisation illustré par des figures, dans lesquelles:

- la figure 1 est une installation pour l'exa-

ment non-destructif d'une pièce à symétrie de rotation, ferro-magnétique, qui est représentée sous la forme d'un tube dont l'extrémité est élargie en forme de manchon, 7.- en vue latérale, - la figure 2, l'installation illustrée dans la figure 1, vue de l'avant, - la figure 3, un support de détecteurs de champs magnétiques vu de côté,

- la figure 4 un schéma de montage d'une ins-

tallation pour le traitement des valeurs des champs magné-

tiques mesurées par les détecteurs de champs magnétiques au cours de l'examen de la pièce suivant la figure 1, - la figure 5, un diagramme des intensités du champ magnétique sur la surface de la pièce suivant la

figure 1, le long d'une voie circulaire s'étendant concen-

triquement à l'axe de symétrie,

la figure 6, un schéma de montage d'une au-

tre disposition pour le traitement des valeurs des champs

magnétiques mesurées par les détecteurs de champs magnéti-

ques au cours de l'examen des pièces suivant la figure 1.

Une pièce 1, qui doit être examinée, est réalisée sous la forme d'un tube avec une extrémité 2 en forme de manchon, dite aussi section de pièce 2, possède

une section 3 en tronc de c8ne qui part du tube, une sec-

tion cylindrique 4 et une face frontale 5 en forme de bague circulaire. Deux pièces polaires magnétiques 6, 7 sont

disposées sur les c8tés diamétralement opposés de l'extré-

mité 2. Les surfaces, tournées vers l'extrémité 2 des piè-

ces polaires 6, 7 ont un tracé adapté à la forme de la surface de l'extrémité 2 au point afférent. Les pièces polaires 6, 7 embrassent en conséquence, l'extrémité 2 sur

la face frontale 5 et sur la section 3.

Il est produit, par les pièces polaires 6,

7 un champ magnétique dans l'extrémité 2. Ce champ-magné-

tique s'étend, quand la matière ne présente pas de défaut,

essentiellement dans la pièce 1 ferro-magnétique ou l'ex-

trémité 2. En cas de défauts de structure, il se forme 8.- dans la pièce 1 ou l'extrémité 2, en dehors de cette pièce 1 ou de cette extrémité 2, des flux de dispersion qui s'étendent à l'extérieur de la pièce 1 ou de l'extrémité 2 et qui sont mesurés au moyen de détecteurs de champa magnétiques. Les détecteurs de champs magnétiques sont

fixés sur deux supports 8, 9 qui sont disposés à une fai-

ble distance de la surface de l'extrémité, en des points diamétralement opposés l'un à l'autre. Les supports 8, 9,

avec les détecteurs de champs magnétiques se trouvent cha-

que fois en un endroit central par rapport aux pièces po-

laires 6, 7. Les deux pièces polaires 6, 7, sont fixées sur une culasse réalisée sous la forme d'électro-aimant 10. Les supports 8, 9, ont sur leurs faces tournées vers

l'extrémité 2, un tracé adapté à la section 3, à la sec-

tion 4, et à la face frontale 5, qui est désignée dans la figure 3 par le chiffre 11. Les supports 8, 9, portent, par exemple dans des gorges qui ne sont pas spécialement désignées, pratiquées dans la surface de la face tournée vers l'extrémité 2, des détecteurs de champs magnétiques

12, qui sont disposés en une rangée, dans le sens longitu-

dinal de la pièce 1 ou de l'extrémité 2. Ils suivent, à une courte distance de la surface de l'extrémité 2, son tracé,

c'est-à-dire un contour qui est donné par les lignes d'in-

tersection d'un plan passant par l'axe de symétrie 13 de

la pièce 1 avec les surfaces extérieures de la pièce 1.

Les détecteurs de champs magnétiques 12 sont, de préféren-

ce, réalisés sous la forme de générateurs de Hall. Deux lits de générateurs de Hall sont par exemple superposés,

les deux générateurs de Hall superposés en un même point -

étant chaque fois reliés en un circuit différenciateur.

Les générateurs de Hall peuvent être superposés par leurs côtés larges ou par leurs petits côtés. L'axe de symétrie 13 constitue en même temps, à côté de l'extrémité 2, l'axe

longitudinal.

9._

Les supports 8, 9 sont articulés à une ex-

trémité sur un plateau tournant 14, sur lequel est fixé aussi l'électroaimant 10. Un mécanisme d'entra nement 15 monté fixe, assure la rotation du plateau- tournant 14 avec les pièces qui y sont fixées 6, 7, 8, 9 et 10, pendant que le tube 1 reste immobile. Sur le plateau tournant 14, il est en outre fixé une plaque de déviation 16, comme butée

pour la face frontale 5 de l'extrémité 2. La plaque de dé-

viation 16 bloque le déplacement longitudinal du tube 1 et le centre par rapport aux pièces polaires 6, 7 et aux supports 8, 9. Les supports 8, 9 et les pièces polaires 6, 7 sont chaque fois reliées par des tringles 17, 18, avec un anneau 19, qui est monté mobile dans le sens axial du plateau tournant 14, figure 2. Au moyen d'un déplacement longitudinal des tringles 17, 18, on peut faire tourner les supports 8, 9, fixés, articulés, sur le plateau 14, et les pièces polaires 6, 7, sur leurs axes d'articulationo La pièce 1 est examinée au point de vue des défauts de structure, par exemple avec un dispositif tel que celui décrit dans le brevet DE 31 32 808. Cet examen

comprend seulement la partie cylindrique du milieu du tube.

L'extrémité 2 de la pièce 1 est examinée avec le disposi-

tif représenté dans les figures 1 à 4. L'examen du type décrit dans le brevet DE 31 32 808 est terminé auand la la face frontale 5 de la pièce 1 bute contre la plaque de déviation 16, ce qui termine le déplacement longitudinal

de la pièce 1. La bague 19 est ici poussée contre le méca-

nisme d'entra nement 15, de sorte que les supports 8, 9,

et les pièces polaires de l'aimant 6, 7, s'écartent en ci-

seaux. Quand l'extrémité 2 se trouve dans sa position terminale déterminée par la plaque 16 de déviation, les supports 8, 9 et les pièces polaires 6, 7 tournent sur

l'extrémité 2.

Les détecteurs de champs magnétiques 12 sont raccordés par paires, par exemple à l'entrée d'un 10.- multiplexeur 20, sous la forme de sondes à gradient, par l'intermédiaire d'un amplificateur différentiel. Dans la figure 4 sont simplement représentées, deux sondes 12 de champs magnétiques qui sont alimentées en impulsions de commande par un générateur d'impulsions 21. Le multi-

plexeur 20 présente de nombreuses autres entrées raccor-

dées à des sondes à gradien, qui sont indiquées dans la

figure 4 par des flèches.

Au multiplexeur 20 est raccordé un montage

d'exploitation 22, qui contient un convertisseur analogique-

numérique 24 et un soustracteur 23, qui est alimenté par

le convertisseur analogique-numérique 24. Il est aussi pos-

sible d'utiliser un soustracteur analogique, ce qui per-

met de supprimer le convertisseur analogiaue-numérique 24.

Une mémoire 25 est reliée avec une entrée du soustracteur

23, et on peut y emmagasiner les données provenant du sous-

tracteur 23 et qui émet les nombres à soustraire vers le soustracteur 23. A la suite du soustracteur 23 est monté un discriminateur 26 de valeur de seuil, auquel on peut prescrire par une unité de commande 27, les valeurs de seuil qui peuvent être réglées au choix, et qui commande aussi l'entrée et la sortie des données avec la mémoire 25

et le réglage du multiplexeur 20.

Quand les pièces polaires 6, 7 et les supports 8, 9 se trouvent, par rapport à l'extrémité 2, dans leur position d'examen, on met en route l'électro-aimant 10,

qui produit dans l'extrémité 2 un champ magnétique immobi-

le par rapport aux détecteurs de champs magnétiques qui, en l'absence de défauts de structure a des intensités de

champ élevées seulement dans l'extrémité ferromagnétique 2.

En présence des arêtes 41, 42, 43 de l'extrémité 2, il

se produit toutefois des flux de dispersion, dont l'impor-

tance peut atteindre celle des flux de dispersion dus à la présence de défauts de structure. On mesure l'allure du champ de dispersion magnétique au moyen des détecteurs 12 11.-

de champs magnétiques. A chaque détecteur de champ magné-

tique est associé un point précis de la surface de la

pièce 1 ou de l'extrémité 2. La valeur du flux de disper-

sion mesuré en ce point, est mis en mémoire dans la mémoire 25 à une adresse associée à ce point. Le flux de disper- sion peut, par exemple, avoir l'allure désignée par 28 dans la figure 5, le long d'une voie circulaire de la

surface de l'extrémité 2, concentrique à l'axe longitudi-

nal 13. Pendant la première mesure du champ de dispersion, il ne se produit, de préférence, aucun mouvement relatif

entre la pièce 1 et les supports 8, 9, ainsi que les piè-

ces polaires 6, 7. Il est ensuite mesuré et mis en mémoire par exemple en ce point, par l'un des détecteurs de champs magnétiques 12, un flux de dispersion ayant une amplitude 29. Cette valeur du flux de dispersion est utilisée comme valeur de référence. Pour les autres détecteurs de champs magnétiques 12, il sera ensuite mesuré, de la m9me façon,

les valeurs des flux de dispersion et mises en mémoire com-

me valeurs de référence. La détermination et la mise en

mémoire des valeurs de référence s'effectue dans une premiè-

re phase de mesure. Les valeurs de référence peuvent être obtenues à partir d'une éprouvette qui ne présente aucun

défaut de structure.

Il importe peu toutefois qu'il existe un dé-

faut de structure précisément au point o l'on établit une valeur de référence. L'évaluation de la valeur du flux de dispersion sera seulement établie à partir de valeurs de référence. En conséquence, la présence ou l'absence d'un

défaut de structure à l'endroit de la pièce ou de la par-

tie sur laquelle on aura prélevé une valeur de référence, a seulement un effet sur le signe de la valeur du flux de dispersion. Dans une seconde phase de mesures, on fait

tourner les supports 8, 9 et les pièces polaires 6, 7.

Pendant cette rotation, les champs de dispersion sont 12.- mesurés et soustraits des valeurs de référence mémorisées

dans le soustracteur 23. Par exemple, le dispositif d'exa-

ment peut exécuter une rotation. Les mesures des valeurs des champs de dispersion seront comparées avec les valeurs de références. Les valeurs de mesure d'un flux de disper-

sion mesurées par un détecteur de champ magnétique déter-

miné, seules, seront toujours soustraites des valeurs de

référence, mesurées par le même détecteur de champs magné-

tiques. Le résultat de la soustraction sera examiné dans le discriminateur de valeur de seuil, au point de vue du dépassement de la valeur de seuil préréglée, formant une dimension d'un défaut de structure. Il est représenté dans

la figure 5, à titre d'exemple, l'amplitude 30 d'une va-

leur de mesure d'un flux de dispersion, provoquée par un défaut de structure. La différence entre l'amplitude 30 et la valeur de référence 29 dépasse la valeur de seuil

réglée A B, de sorte qu'il est émis une indication de dé-

faut par le discriminateur 26 de valeur de seuil.

Pendant la rotation complète de la pièce

examinée, les deux rangées opposées diamétralement de dé-

tecteurs 12 de champs magnétiques, sont pourvues de valeurs de référence mesurées en même temps. Avec la mesure sur

un angle de rotation de 3600, il est obtenu plus d'une va-

leur de mesure d'un flux de dispersion par point de mesu-

re sur la pièce. Les deux valeurs de mesure des flux de dispersion de chacun des points de mesure, sont comparées ensemble. Cette disposition a l'avantage que l'on peut

détecter et annuler les impulsions parasites.

Si les différences des champs de dispersion

présents, avec ou sans défauts de structure, sur les dif-

férents points de la pièce que l'on doit examiner sont im-

portantes, il faudra utiliser des détecteurs de champs

magnétiques ayant une caractéristique linéaire dans un lar-

ge domaine de champs magnétiques.

La mesure exposée ci-dessus repose sur le 13.- principe de la comparaison des valeurs de mesure des flux de dispersion en différents points associés à la position des détecteurs de champs magnétiques sur l'éprouvette. Il ne se produit en conséquence, aucune évaluation de valeurs absolues, mais seulement, on obtient des valeurs relatives.

Cette vérification est possible, car chacun des détec-

teurs de champs magnétiques peut avoir sa propre valeur de

référence pour la compensation des valeurs de mesure.

La mesure peut aussi être exécutée sans éprou-

vette exempte de défauts de structure comme émetteur de valeurs de référence. On utilise alors la-pièce 1 qui doit être examinée, elle-même pour donner les valeurs de référence. En général, il n'est pas constaté un défaut

de structure justement dans la première phase de mesure.

Si ce devait cependant être le cas, on mettrait en mémoire par exemple l'amplitude 30, comme valeur de référence, bien qu'il s'agisse d'une valeur indiquant la présence d'un défaut de la matière. Au cours de la comparaison de cette

valeur de référence avec le nombre dominant des autres va-

leurs de mesures des flux de dispersion, obtenues sur le même parcours de l'extrémité 2, et qui ont été obtenues sur

des points exempts de défauts, le discriminateur de va-

leur de seuil 26 répond, quand on lui fournit les valeurs

absolues des différences. On se rend compte alors immédia-

tement que le point sur lequel a été mesurée la valeur de référence, doit présenter un défaut de la matière, de sorte

qu'il est possible de corriger la valeur de référence.

Le champ magnétique nécessaire pour l'examen

par la méthode du flux de dispersion peut aussi être pro-

duit avec un courant que l'on fait passer dans la pièce 1 dans le sens axial. La plaque 16 de déviation sera alors réalisée avantageusement sous la forme d'une électrode de contact, pendant que l'autre électrode est, par exemple,

un contact par frottement. Dans cette disposition, les piè-

ces polaires 6, 7, et l'électro-aimant 10 sont supprimés.

14.- Pour le reste, la mesure se déroule comme il a été exposé ci-dessus. En cas de magnétisation par un courant, la

totalité de l'éprouvette, ou l'ensemble de la zone à exa-

miner, peut être couvert de détecteurs de champs magnéti- ques. Dans ce cas, il devient superflu de provoquer un mouvement relatif entre l'éprouvette et les détecteurs de

champs magnétiques. L'examen peut se faire très rapidement.

Les valeurs de référence seront mesurées avantageusement

sur une pièce d'essai exempte de défauts.

Il est aussi possible d'explorer la pièce 1 à examiner avec un détecteur de champs magnétiques unique que l'on doit déplacer dans différentes directions quand la pièce 1 ou l'extrémité 2 sont immobiles au cours de l'examen. Par exemple, s'il s'agit d'une pièce présentant

une symétrie de rotation, l'éprouvette peut tourner, pen-

* dant que le détecteur de champs magnétiques peut se dépla-

cer dans les directions axiale et/ou radiale, au moyen d'un

instrument de manipulation électro-mécanique qui est pro-

grammé pour parcourir une courbe déterminée, qui s'étend à

une faible distance de la périphérie de l'éprouvette.

L'examen peut aussi être exécuté sur des tôles et leurs zones marginales, en utilisant les mêmes

détecteurs de champs magnétiques et le même dispositif d'éva-

lusation pendant que la disposition mécanique des détec-

teurs de champs magnétiques est adapté à la configuration

de l'éprouvette.

Comme valeurs de seuil, il peut être pres-

crit des déviations de signal et leurs composantes fré-

quentielles.

Dans la disposition de la figure 6, sont représentés deux détecteurs de champs magnétiques 12 avec leurs électrodes de raccordement. Le type demontage des détecteurs 12, formant toutes les autres paires, correspond à celui des deux détecteurs qui sont représentés dans la ,-

figure 5.

Les électrodes d'alimentation en courant de commande sont montées en série avec.les détecteurs 12

de champs magnétiques. Le générateur d'impulsions 21 ali-

mente les électrodes d'alimentation en courant de commande. Des électrodes pour la diminution de la tension de Hall sont placées, pour les détecteurs 12 de champs magnétiques,

chaque fois, à une entrée d'un amplificateur 31, 32.

Le générateur d'impulsions 21 produit une suc-

cession d'impulsions avec un rapport entre les pauses et

la durée des impulsions de 1 à 10.

Les sorties de l'amplificateur 31, 32 sont reliées avec les entrées du multiplexeur 20, auxquelles sont raccordés aussi les amplificateurs alimentés par les autres détecteurs 12 de champs.magnétiques, qui ne

sont pas représentés en détail. Le multiplexeur 20 com-

munique, par ses sorties, auxquelles sont transmis les signaux analogiques émis par les amplificateurs 31, 32, ou les autres amplificateurs qui ne sont pas représentés,

avec une entrée d'un amplificateur de compensation 44.

L'amplificateur de compensation 44 est réa-

lisé sous la forme d'un amplificateur différentiel. La

seconde entrée de cet amplificateur différentiel est ali-

mentée par un convertisseur numérique-analogique 45, dont

les entrées numériques sont reliées avec un premier enre-

gistreur 33. La sortie de l'amplificateur de compensation 44 est reliée à un organe de compensation multiplicateur 34, qui reçoit par l'intermédiaire d'un autre enregistreur , le coefficient de multiplication voulu. A la sortie

de cet organe de compensation 34, est relié un amplifica-

teur 36, à la suite duquel est monté un convertisseur ana-

logique-numérique 37, à la sortie du convertisseur analo-

gique-numérique 37 sont raccordées les premières entrées

d'un totalisateur 38 dont les secondes entrées sont rac-

cordées à un enregistreur supplémentaire 39. Les sorties 16.-

du totalisateur 38 sont prévues sur les entrées d'un pro-

cesseur 40, qui est relié, par des sorties, avec les en-

trées des enregistreurs 33, 35 et 39. Le processeur 40 est aussi relié aux entrées de commande du multiplexeur

20.

L'influence de la position sur les tensions de Hall UH des détecteurs de champs magnétiques 12, montés

en série, doit être éliminée si l'on veut obtenir une gran-

de précision de mesure. Le processeur 40 contient une mémoire, qui n'est pas représentée, dans laquelle sont

conservées les valeurs de référence pour les différen-

tes positions des détecteurs 12 de champs magnétiques. Les

valeurs de référence se rapportent aussi bien à la dispo-

sition centrale de la pièce 1 qu'à des positions excentrées.

Les tensions de Hall fournies à l'amplificateur de com-

pensation 44 sont ensuite corrigées à l'aide des valeurs

de compensation fournies par l'enregistreur 33.

En faisant passer la sortie du multiplexeur

à, chaque fois, une autre entrée, la valeur de réfé-

rence, qui est associée au détecteur de champs magnétiques

qui est raccordé à cette entrée, est introduite dans l'en-

registreur 33.

Comme le multiplexeur 20 offre déjà une certaine amplification, qui se situe entre 100 et 1000, il

se produit à la sortie du multiplexeur 20, avec les diffé-

rents générateurs de Hall, d'importantes différences de

niveau qui doivent être diminuées pour réduire les er-

reurs de mesure. Il est fourni, par l'intermédiaire du con-

vertisseur numérique-analogique 45, à l'amplificateur de compensation 44, les valeurs de référence dépendant de la position des détecteurs de champs magnétiques. De cette façon, on peut compenser toutes les fausses indications grossières et le niveau résiduel de la répartition du

champs magnétique.

Il se produit toutefois sur les sections 17.- transversales des générateurs de Hall, à c8té de celles qui sont purement additives, des valeurs de réception multiplicatives. Il s'en suit que les caractéristiques de sensibilité des générateurs de Hall se dispersent, et qu'en raison des différences de répartition des intensités de champ, les erreurs d'indication seront plus ou moins importantes. La compensaztion de ces erreurs peut se faire

au moyen de l'organe de compensation 34 multiplicateur.

Les coefficients de multiplication sont disponibles, en fonction des détecteurs, dans l'enregistreur 35. C'est seulement après cette compensation que les signaux seront amplifiés par l'amplificateur 36 au niveau définitif, avant qu'ils soient convertis en numérique par le convertisseur A/N 37. Comme il apparait d'autres tolérances du fait

des étapes de traitement et comme les tolérances rési-

duelles seront encore amplifiées, la compensation finale s'accomplit dans les totalisateurs 38. Les valeurs de compensation sont déposées, en fonction des détecteurs,

dans l'enregistreur 39.

Cette compensation en trois étapes se justi-

fie pour des raisons de dynamique. Comme une conversion A/N ne fournit pas la grande résolution nécessaire dans le temps nécessaire, il faut abaisser le taux d'erreur

avant l'amplification proprement dite.

L'organe de compensation effectuant des

multiplications 34, peut être un multiplicateur analogique.

Dans ce cas, l'enregistreur 35 sera suivi d'un convertis-

seur numérique-analogique. Comme les multiplicateurs

analogiques de ce genre exercent aussi un effet d'ampli-

fication, on peut souvent supprimer l'amplificateur 36. Il

est aussi possible d'utiliser, comme organe de compensa-

tion 34, un convertisseur numérique-analogique multiplica-

teur, dont les entrées numériques sont reliées avec l'en-

registreur 35.

Le dispositif représenté dans la figure 6 18.-

présente, de même que le faisait le dispositif de la fi-

gure 4, un discriminateur de valeur de seuil, qui est réa-

lisé par le processeur 40. L'amplificateur de compensa-

tion 44 correspond au soustracteur 23 suivant la figure 4. Avec la méthode exposée ci-dessus, on peut

constater la présence de défauts de structure sur les ex-

trémités de tubes sans faire appel à des appareils d'axa-

men à poudre magnétique. Un avantage particulier réside, en outre, en ce que l'on évite les erreurs d'indications telles qu'elles pourraient se présenter dans un examen à la poudre magnétique, par une comparaison avec un modèle,

à l'aide d'un tube soudé.

Il y a avantage à utiliser chaque fois deux générateurs de Hall pour mesurer les gradients des champs de dispersion magnétiques. Ces deux générateurs de Hall sont de préférence disposés, par leurs côtés larges sur un substrat porteur plan, à une certaine distance l'un

de l'autre, le long d'une ligne commune, dans la même di-

rection par rapport à cette ligne, toujours près des bords

de deux c8tés, libres de raccordements, du substrat por-

teur, placés l'un en face de l'autre. Comne les généra-

teurs de Hall ne sont plus superposés par leurs côtés larges, mais au contraire sont disposés à côté l'un de l'autre, on peut disposer à côté les uns des autres, un grand nombre de ces groupes en raison de leur faible épaisseur. Ces groupes se font face, ici, par leurs côtés larges. Il est ici possible de présenter plus finement la

surface de la pièce 1 à examiner aux générateurs de Hall.

De cette façon, les défauts et accidents de structure peu-

vent être localisés avec plus de précision. On peut aussi

constater sur la pièce 1 à examiner, des défauts de struc-

ture relativement petits. Une disposition de ce genre est

décrite en détails dans la demande de brevet DE P 34 35 455.7.

En avant du convertisseur 24 analogique-numérique peut 19.- être disposé un dispositif qui permette de détecter des valeurs de mesure de flux de dispersion, d'une façon largement indépendante de la position des détecteurs de

champs magnétiques afférents, et des dispersions des pa-

ramètres de ces détecteurs, avec une dynamique élevée des

signaux de sortie de ces détecteurs de champs magnétiques.

Une telle installation contient avantageusement un ampli-

ficateur de compensation, monté à la suite du multiplexeur , et avec lequel est reliée une entrée d'un organe de

compensation multiplicateur. Les autres entrées de cet or-

gane de compensation peuvent recevoir les coefficients de

multiplication avec lesquels seront compensés dans l'indi-

cation donnée, les effets reposant sur les dispersions des caractéristiques de sensibilité des détecteurs de champs magnétiques et les différences importantes du champ

magnétique. Le produit sortant de l'organe de compensa-

tion est envoyé après amplification au convertisseur 24 analogiquenumérique. Il y a avantage à monter, à la suite du convertisseur analogique-numérique, un additionneur dont les secondes entrées peuvent recevoir les valeurs de compensation associées aux différents détecteurs de champs magnétiques avec lesquelles seront compensés les

effets dûs aux tolérances des parties du montage qui pré-

cèdent l'additionneur. Une installation de ce genre est

décrite en détails dans la demande de brevet DE P 34 46 867.

Des dispositions décrites dans les deman-

des de brevets DE 34 16 015 et 34 46 615 peuvent aussi être mises en service, avantageusement, avec le dispositif

décrit ci-dessus.

La comparaison d'un modèle décrit plus haut, lors de l'examen de tubes soudés, se retrouve en détail dans la demande de brevet DE 34 35 442.5. Ici les positions

prescrites pour les détecteurs de champs magnétiques se-

ront disposées en rapport avec les valeurs de compensa-

tion du cordon de soudure. Ces valeurs de compensation 20. - seront soustraites, avec le signe voulu, des valeurs de mesure du flux de dispersion données chaque fois par le

détecteur de champs magnétiques. Les valeurs de mesure cor-

rigées sont examinées au point de vue de la présence de défauts de structure, en fonction des valeurs de seuil déterminées préalablement. Les modifications latérales des positions des détecteurs de champs magnétiques par rapport au cordon de soudure deviendront des valeurs de compensation et seront associées à nouveau avec les valeurs de mesure avant la correction, suivant la position réelle du détecteur de champs magnétiques par rapport au cordon

de soudure.

21.-

Claims (12)

R E V E N D I C A T I 0 N S

1.- Procédé pour l'examen non-destructif de pièces, ou parties de pièces, ferromagnétiques, dans lequel

un champ magnétique est produit, dont les champs de dis-

persion qui s'étendent à l'extérieur des pièces, ou par- ties de pièces, sont mesurés à l'aide de détecteurs de champs magnétiques disposés sur ou au-dessus des surfaces, procédé caractérisé en ce que le champ magnétique produit dans la pièce (1) en question ou dans une section de cette pièce, est fixe, en ce que, dans une première phase de mesure, la pièce (1) ou section de pièce est examinée par une mesure du flux de dispersion, les valeurs données par cette mesure du flux de dispersion étant mémorisées comme valeurs de compensation relatives à l'emplacement de leur apparition sur la surface, et qu'ensuite la pièce

(1) ou la section de pièce (2), est vérifiée dans une se-

conde phase de mesure, par une mesure du flux de disper-

sion, les valeurs de mesure de ce flux de dispersion obte-

nues sur les différents points de la surface de la pièce (1) ou de la section de pièce (2), étant soustraites des valeurs de compensation afférentes à ces points, et les différences étant ensuite comparées avec des valeurs de

seuil déterminées à l'avance.

2.- Procédé suivant la revendication 1, ca-

ractérisé en ce que, si les pièces sont symétriques, les valeurs de compensation sont d'abord mesurées le long d'une section de la surface et mises en mémoire, pendant que

les autres sections de la surface arrivent dans une po-

sition semblable par modification de la position de la pièce ou des détecteurs de champs magnétiques, autres

sections dont on mesure les champs magnétiques de disper-

sion, ces valeurs des champs de dispersion étant sous-

traites des valeurs de compensation.

3.- Procédé pour l'examen de pièces ou de parties de pièces, présentant une symétrie de rotation, 22.-

suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, ca-

ractérisé en ce que les valeurs de compensation sont d'abord

mesurées le long de deux sections de surfaces diamè-

tralement opposées, qu'ensuite, on ft touxier la pièce, ou partie de pièce, en question de 3600, et que l'on com-

pare les unes avec les autres, point par point, les va-

leurs de mesure du flux de dispersion obtenues pendant chacune des demirotations en rapport avec la surface de

la pièce ou de la partie de pièce.

4.- Dispositif pour la mise en oeuvre du

procédé comportant au moins un détecteur de champs magné-

tiques à une faible distance de la surface d'une pièce ou d'une partie de pièce, suivant l'une quelconque des

revendications 1 à 3, dispositif caractérisé en ce que,

sur la surface de pièces (1) ou d'une section (2) de pièce, magnétisée, on peut avec le détecteur de champs magnétiques (12) mesurer le tracé de champs de dispersion mag-t-iques--, et quS l est monté, -à la suite du détecteur de champs magnétiques (12), un dispositif comportant une mémoire (25) pour les valeurs de compensation prélevées sur la surface, à l'emplacement de leur apparition, un soustracteur (23) pour les valeurs de mesure des flux de

dispersion et des valeurs de compensation, et un discri-

minateur (26) de valeurs de seuil.

5.- Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que, si les pièces (1) ou les sections de pièces (2) présentent une symétrie de rotation, des détecteurs (12) de champs magnétiques sont disposés en une rangée qui suit le contour de la pièce (1) ou de la partie de pièce (2), en restant à une faible distance

constante, le long d'un plan passant par l'axe de symé-

trie de la pièce (1) ou de la section (2) de pièce, et

que la pièce (1), ou la section (2) de pièce, ou les dé-

tecteurs de champs magnétiques (12), sont montés rotatifs

sur l'axe de symétrie.

23.- 6.- Dispositif suivant l'une quelconque

des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les

rangées de détecteurs (12) de champs magnétiques, sont

reliées chacune avec un support (8, 9) qui est monté rota-

tif, et qui peut se déplacer pour prendre une position

d'examen dans laquelle les détecteurs (12) de champs ma-

gnétiques viennent se placer à une faible distance de la surface de la pièce (1) ou de la section (2) de la pièce

à examiner.

7.- Dispositif suivant l'une quelconque

des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la pièce

(1) ou la section (2) de pièce à examiner peut âtre blo-

quée par au moins une butée, dans sa position d'examen, vis-à-vis de la ou des rangées de détecteurs (12) de champs

magnétiques.

8.- Dispositif suivant l'une quelconque

des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que, au voi-

sinage de la surface de la pièce (1), ou de la section

(2) de la pièce, à examiner, sont disposées, à une cer-

taine distance l'une de l'autre, au moins deux pièces po-

laires 46, 7) magnétiques, pendant qu'il est disposé, au

voisinage de la surface de la pièce (1), ou de la sec-

tion (2) de cette pièce, qui doit être examinée, au moins un détecteur de champs magnétiques entre les deux

pièces polaires (6, 7) à égale distance de ces dernières.

9.- Dispositif suivant l'une quelconque des

revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu'il peut être

induit, dans la pièce (1) ou dans la partie (2) de pièce à examiner, un courant électrique qui produit un champ magnétique qui provoque, en cas de défauts de structure,

des champs de dispersion magnétiques.

10.- Dispositif suivant l'une quelconque

des revendications 7 et 9, caractérisé en ce que la butée

ou plaque de déviation (14) est une électrode de contact

pour le courant.

24.- 11.- Dispositif suivant l'une quelconque

des revendications 4 à 10, caractérisé en ce qu'un détec-

teur de champ magnétique (12) est fixé sur le bras d'un appareil de manipulation électromécanique, détecteur de préférence réalisé sous la forme d'un générateur de Hall. 12.- Dispositif suivant la revendication 8,

caractérisé en ce que les pièces polaires (6, 7) sont mon-

tées de façon à pouvoir tourner.

13.- Dispositif suivant l'une quelconque des

revendications 5 à 11, caractérisé en ce que les détec-

teurs (12) de champs magnétiques, disposés en rangées, sont chacun reliés, en un montage différentiel, aux entrées d'un multiplexeur (20), avec la sortie duquel est relié un amplificateur de compensation (44) qui peut recevoir,

en fonction de la sélection des détecteurs de champs ma-

gnétiques par le multiplexeur, des valeurs de référence

avec lesquelles seront compensées les effets ds aux ir-

régularités des grandeurs du champ magnétique sur les différentes positions des détecteurs de champs magnétiques qu'il est relié avec l'amplificateur de compensation (44)

une entrée d'un organe de compensation (34) multiplica-

teur, dont l'autre, ou les autres entrées, peuvent rece-

voir les coefficients multiplicateurs afférents aux dif-

férents détecteurs (12) de champs magnétiques, avec les-

quels seront compensés les effets sur les erreurs d'indi-

cation dûs aux dispersions des caractéristiques de sensi-

bilité des détecteurs de champs magnétiques et des diffé-

rences d'importance du champ magnétique, et que le produit fourni par l'organe de compensation (34) peut être envoyé, après amplification, à un convertisseur

(37) analogique-numérique, auquel sont raccordées les pre-

mières entrées d'un totalisateur (38) dont les secondes entrées peuvent recevoir les valeurs de compensation, associées aux différents détecteurs de champs magnétiques, avec lesquelles pourront être compensés les effets dûs aux

tolérances des parties du montage placées en aval du tota-

lisate(ur 38.