FR2597614A1 - Procede d'alignement d'un detecteur de rayons-x a reseau lineaire - Google Patents
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Abstract
UN DISPOSITIF D'INSPECTION RADIOGRAPHIQUE COMPREND UNE SOURCE DE RAYONS-X 12 POUR PRODUIRE UN FAISCEAU DIRIGE DE RAYONS-X ET UN DETECTEUR 14 A RESEAU LINEAIRE POUR MESURER L'INTENSITE DU RAYONNEMENT RECU ET GENERER DES SIGNAUX ELECTRIQUES REPRESENTATIFS DE CE RAYONNEMENT. UN PROCEDE POUR L'ALIGNEMENT DU DETECTEUR AVEC LE FAISCEAU DIRIGE DE RAYONS-X COMPREND LES ETAPES CONSISTANT A ENLEVER TOUTE PIECE ENTRE LA SOURCE DE RAYONS-X ET LE DETECTEUR, OUVRIR UN LIMITEUR DE FAISCEAU DE RAYONS-X, POSITIONNER LE DETECTEUR POUR OBTENIR UN SIGNAL MAXIMUM EN PROVENANCE DE CHAQUE ELEMENT DU DETECTEUR, REDUIRE L'OUVERTURE DU LIMITEUR DE FAISCEAU DE RAYONS-X, DETECTER SI UN SIGNAL EN PROVENANCE D'UN ELEMENT DU DETECTEUR EST REDUIT, DEPLACER LE LIMITEUR POUR PRODUIRE UN SIGNAL MAXIMUM POUR CHAQUE ELEMENT, FIXER LE LIMITEUR DE FAISCEAU DE RAYONS-X, ET POSITIONNER LE RESEAU DE DETECTEURS POUR OBTENIR UN SIGNAL MAXIMUM. APPLICATION AUX SYSTEMES D'INSPECTION DE PIECES, PAR EXEMPLE POUR L'EVALUATION DES AUBES D'UNE TURBINE A GAZ D'UN MOTEUR D'AVION.
Description
- & - 2597614
La présente invention concerne un procédé d'alignement d'une source de rayons-X et d'un détecteur de rayons-X et, plus particulièrement, un procédé d'alignement d'un détecteur de rayons-X à réseau linéaire dans un système d'examen radiographique, numérique, automatique, servant à
l'évaluation des aubes d'une turbine à gaz de moteur d'avion.
La fabrication des aubes d'une turbine d'avion de hautes performances et consommant peu de carburant a conduit à la mise au point d'aubes de turbine contenant des canaux intérieurs complexes et des ouvertures débouchant sur la surface des aubes pour en produire le refroidissement. Les performances et la - durée de vie des aubes dépendent du maintien dans les limites de spécifications des conditions de fabrication de ces structures intérieures. Une possibi15 lité élevée de défaillance des aubes a pour origine l'endommagement des machines, le manque d'achèvement de la mission, et les risques auxquels le personnel est expose. C'est pour ces raisons qu'on souhaite depuis longtemps qu'il soit procédé à une inspection à 100 % des aubes d'une turbine avec un système d'examen radiographique numérique très automatisé. Un poste d'inspection radiographique pour l'évaluation des aubes i-une turbine comprend une machine radioi graphique et n' dispositif d'imagerie radiographique. La Y 25machine radiograph que comporte une source de rayons-X de -2 manière à donner une certaine direction à un faisceau de rayons-X, un détecteur de rayons-X à réseau linéaire afin de recevoir le faisceau et produire des signaux électriques représentatifs de celui-ci, des parties de manoeuvre, et un moyen pour commander la circulation des pièces jusqu'à la machine radiographique. Le dispositif d'imagerie -radiographique comporte un matériel et un logiciel informatiques pour l'acquisition des informations radiographiques, la génération des images, l'archivage, la visualisation, les calculs, et la commande de la machine radiographique. Le - système est un module d'inspection automatisé du type production, capable de détecter les pailles internes dans les aubes d'une turbine de moteur à réaction. Le système d'inspection radiographique procède manuellement ou automatique15 ment à un examen tomographique ou fluoroscopique numérique informatisé. Une aube est placée dans des pinces de robot, puis mise sur la bande d'un convoyeur. L'aube et les pinces avancent alors automatiquement jusqu'à un poste d'inspection de pièces. Un manipulateur de pièces enlève l'aube et les 20 pinces du système d'inspection du convoyeur et les entraîne pour les soumettre au faisceau de rayons-X. Le manipulateur présente deux axes de mouvement: un mouvement de translation verticale perpendiculaire au faisceau de rayons-X et un mouvement de rotation autour de l'axe orthogonal. Le manipu25 lateur déplace linéairement l'aube pour produire une image fluoroscopique numérique. Le manipulateur anime l'aube d'un mouvement de rotation dans le faisceau de rayons-X afin de générer une tomographie informatique. A l'issue du balayage, l'aube est ramenée au convoyeur. Alors que les aubes sont 30 acheminées par le convoyeur, elles sont introduites dans un poste de déchargement d'o elles sont extraites par un opérateur. Un objet de la présente invention est un procédé permettant d'aligner le détecteur de rayons-X a réseau 35 linéaire avec le faisceau dirigé provenant de la source de - 3 rayons-X. Le système d'inspection aux rayons-X comprend une source de rayons-X pour produire un faisceau dirigé de rayonnement radiographique et un détecteur de rayons-X 5 comportant un réseau linéaire d'éléments de détection afin de recevoir le rayonnement et générer des signaux électriques représentatifs de celui-ci. Afin d'obtenir des signaux maximum à partir des éléments de détection, le détecteur est aligné avec le rayonnement dirigé du faisceau de rayons-X. 10 Le procédé comprend les étapes consistant à enlever une pièce entre la source de rayons-X et le détecteur à réseau linéaire, à ouvrir un limiteur de faisceau de rayons-X, à positionner le détecteur à réseau linéaire pour obtenir un signal maximum de la part de chaque élément de détection, à 15 réduire l'ouverture du limiteur du faisceau de rayons-X, à
évaluer le signal provenant de chaque élément de détection, a déplacer le limiteur du faisceau de rayons-X pour obtenir des signaux maximum des éléments de détection, à fixer le limiteur du faisceau de rayons-X, et à positionner le détec20 teur à réseau linéaire afin d'obtenir un signal maximum.
La description qui va suivre se réfère aux figures
annexées qui représentent respectivement: figure 1, les composants de base du dispositif d'inspection radiographique; figure 2, une aube de turbine de moteur; figures 3A-3B, un schéma du dispositif de convoyeur et de la chambre blindée au plomb; figure 4, l'appareil électromécanique de la machine de rayons-X; figure 5, un diagramme de la source de rayons-X, du détecteur de rayons-X, et l'enveloppe d'une pièce; figure 6, un organigramme pour mettre en alignement le détecteur et la source de rayons-X; - 4 - La figure 1 illustre les composants de base du dispositif d'inspection radiographique 2. Le dispositif 2 comporte une machine A rayons-X 4 et un système d'imagerie radiographique 6. La machine A rayonsX 4 comporte une 5 source de rayons-X 12, un détecteur de rayons-X 14, un manipulateur de pièces 16, un contr8leur programmable 20, un contr8leur industriel 21, une plate-forme 30 mobile suivant six axes et un convoyeur A bande 22. Le dispositif d'imagerie radiographique 6 comporte un système d'acquisition de À 10 données 24, un dispositif de génération d'image 26, un
dispositif informatique 28, une console d'opérateur 19, un dispositif de visualisation 18 pour l'opérateur, un clavier 601, un processeur d'affichage 23,. un dispositif de visualisation A haute résolution 32, et un lecteur de code à barres 1,5 34.
Les pièces 8, par exemple, les aubes du moteur
d'avion, sont introduites dans la machine A rayons-X 4 par le convoyeur A bande 22. Alors qu'on décrit ici la présente invention dans le cas particulier d'aubes, on comprendra a 20 l'issue de la description suivante que le dispositif et le
procédé selon la présente invention peuvent s'appliquer à diverses autres pièces manufacturées. Celles-ci comprennent, mais sans que cela soit limitatif, les diverses parties des moteurs à turbine, telles que compresseur ou aubes de tur25 bine, ailettes, ajutage, thermocouple, etc. La figure 2 illustre une aube typique de moteur. De nouveau en liaison avec la figure 1, un opérateur charge une aube 8 dans les pinces d'un robot 38 qui est fixé au convoyeur 22 par une palette 40 supportée sur le convoyeur 22 par des rouleaux 42. 30 L'opérateur indique au dispositif d'inspection radiographique 2 le numéro de pièce de l'aube et le type d'inspection requis. L'opérateur appuie simultanément sur des boutons de démarrage 41 et 43. Le convoyeur 22 achemine - 5
l'aube 8 dans la direction représentée par la flèche afin de lui faire traverser dix huit postes d'un ensemble d'inspection 44. L'ensemble d'inspection 44 est situé à l'intérieur d'une chambre blindée au plomb (représentée en figure 3A).
Le manipulateur de pièces 16 commandé numériquement enlève les pinces 38 et l'aube 8 du convoyeur 22 et les dépose dans un trajet approprié 36 qui traverse un faisceau directif 13 de rayons-X entre la source de rayons-X 12 et le détecteur
14 de rayons-X.
Le dispositif 6 d'imagerie radiographique, suivant
un plan d'inspection de l'aube, produit une image en fluoroscopie numérique ou une image en tomographie informatique.
Pour les images en fluoroscopie numérique, qu'on désignera ci-après par images FN, l'aube 8 est maintenue à une posi15 tion angulaire constante et est déplacée par le manipulateur de pièces 16 dans le sens vertical à travers le faisceau de rayons-X. Pour les images en tomographie informatique, que l'on désignera ci-après par images TI, l'aube 8 est maintenue & une position verticale constante et animée d'un mouvement de rotation par le manipulateur 16 suivant un angle pouvant atteindre 360 . Tous les 60 èmes de seconde, l'intensité des rayons-X transmis est recueillie en provenance de 636 éléments horizontaux de détection du détecteur 14 de rayons-X, par le dispositif d'acquisition de données 24. La donnée recueillie est introduite par le dispositif 24 d'acquisition de données dans le dispositif 26 de génération d'images, o elle est normalisée pour les variations de la sortie du tube a rayons-X, le gain des canaux, et les changements de sensibilité. La donnée est alors corrigée en matière de durcissement du faisceau. Dans le cas d'une image FN o il y a balayage vertical de l'aube 8, la donnée est stockée dans le dispositif informatique 28. Dans le cas d'images TI, o il y a rotation de la pièce, le générateur - images, 26 procède a un nouveau traitement par convolution 'r35 7$tt reétroprOjection afin d'obtenir l'image TI. L'image TI est
4;*; " *4 X *
alors transférée au dispositif informatique 28 pour affichage et stockage. Après recueil par le dispositif informatique 28 de toutes les images FN et de toutes les images TI, le manipulateur de pièces 16 ramène l'aube 8 au convoyeur 5.22. Le convoyeur 22 avance, et une aube 8 finit par sortir de la chambre de rayons-X pour entrer dans le premier de trois postes de déchargement. Le système informatique 28 analyse l'image FN ou TI afin d'identifier l'emplacement dans l'aube des pailles entrainant le rebut. Dans le mode de 10 fonctionement manuel, l'opérateur détermine l'emplacement des pailles et procède a sa mesure. L'opérateur détermine alors la disposition de la pièce, ou en cas d'analyse ultérieure, par exemple, si une image TI nécessite une analyse automatique des pailles, détermine si l'aube est acceptable, doit être mise au rebut, ou nécessite une nouvelle inspection. Un rapport sur les pailles est produit et des voyants places sur le poste de déchargement sont mis sous tension de manière a signaler à l'opérateur la mise à disposition de l'aube. Le dispositif 6 d'imagerie radiographique commande la circulation des pièces, la coordination des tâches infor.matiques, la validation par l'opérateur et l'enregistrement,
l'échauffement radiographique et l'enregistrement, l'imagerie de l'aube, l'acquisition des données, la détection des 25 pailles, l'exécution du plan de contrôle de qualité, l'archivage de l'image des pièces, l'analyse de la circulation des pièces, et la production d'un rapport sur les pièces.
Dans le mode de fonctionnement automatique, le dispositif 6 d'imagerie radiographique exécute en temps réel une analyse 30 automatique des images. La donnée d'imagerie concernant une aube est obtenue en temps réel alors qu'il y a manipulation
de l'aube.
Les figures 3A-3B sont un schéma du convoyeur 22
et de la chambre blindée au plomb. Le dispositif d'inspec35 tion radiographique traite les aubes d'une façon séquen-
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tielle, dictée par le convoyeur 22 de pièces physiques. Le débit du dispositif d'imagerie radiographique est limité par la durée de balayage de l'aube et son temps de traitement.
La durée de balayage de l'aube est fonction des paramètres 5 physiques de l'application des rayons-X à l'aube, du dispositif 24 d'acquisition des données, des dimensions de l'aube, et du type de balayage (FN ou TI). Le temps de traitement de l'aube est fonction des dimensions de son image, du traitement devant être appliqué à l'image, et du 10 nombre d'images faites de l'aube. Le dispositif d'imagerie radiographique traite une aube pendant son balayage ou celui de l'aube suivante de manière à obtenir un fonctionnement en
temps réel.
Le dispositif d'inspection radiographique fonc15 tionne soit dans le mode manuel soit dans le mode automatique. Dans le mode manuel, le dispositif permet à l'opérateur de faire une image de l'aube, d'afficher l'image, de mettre l'aube a disposition, et de répéter, le cas échéant, les opérations précédentes. Le mode de fonctionnement auto20 matique procède automatiquement à la détection des pailles,
a leur analyse, et A la mise à disposition de l'aube. On trouvera une description plus détaillée du dispositif d'inspection radiographique dans la demande de brevet des EtatsUnis d'Amérique n 832.511 ayant pour titre "X-Ray 25 Inspection System" (Dispositif d'inspection radiographique,)
au nom de la Société General Electric Company, qu'on
incorporera ici à titre de référence.
En figure 4, on a illustré la partie électromécanique de la machine 4 à rayons-X. La source de rayons-X 30 comporte un ensemble 52 de commande de rayons-X, une alimentation 54, un transformateur élévateur 56 de 75 kV, deux générateurs de haute tension 58 et 60 de 210 kV, le tube à rayons-X 12 et un refroidisseur à huile (non représenté). Le secteur est appliqué, par l'intermédiaire du dispositif 35 d'alimentation 54, au transformateur élévateur de 75 kV.
Vf 1::::s - 8 - Chaque générateur de haute tension (58 et 60) est alimenté à partir du transformateur 56. Chaque générateur de haute tension applique son potentiel aux bornes du tube de manière a produire un potentiel 420 kV. L'application au tube de la tension de 210 kV provenant du générateur 58 ainsi que celle de 210 kV provenant du générateur 60 afin de produire un À0 potentiel d'accélération de 420 volts sont bien connues dans
la technique.
Le contrôleur de rayons-X 52 régule le courant du 10 faisceau, le courant et la tension du filament. Le contrôleur 52 présente un circuit de verrouillage de sécurité provoquant l'arrêt de la source 12 de rayons-X en cas de détection d'un échauffement, d'une puissance trop élevée, ou de l'ouverture des portes de la machine a rayons-X. Fonda15 mentalement, le contrôleur 52 contrôle la tension et le courant du filament, surveille la température et le débit de l'huile de refroidissement, arrête le système si la température ou le courant dépassent des valeurs prédéterminées, et vérifie l'ouverture de la porte d'accès à la machine de rayons-X. Le refroidisseur a l'huile extrait la chaleur de la cible en tungstène du tube de rayons-X. Ce refroidisseur
est un échangeur de chaleur entre l'huile et l'air.
La valeur en kilovolts du tube à rayons-X est réglée manuellement ou établie par le contrôleur 52 situé dans l'alimentation 54 grâce à un circuit convertisseur
numérique/analogique en réponse à des ordres provenant du contrôleur programmable 20. On trouvera une description
_ Es détaillée de la fonction du contrôleur programmable dans la.... section 7 de la référence citée ci-dessus. La tension du contrôleur de rayons-X, proportionnelle aà la valeur en kilovolts nécessaire au tube à rayons-X est appliquée à un > servo-système de l'alimentation 54. Le servo-système commande un rouleau dans l'alimentation 54 jusqu'à un point approprié de prélèvement. Pour obtenir une tension constante aux bornes du tube à rayons-X, une commande motorisée est : '': - v
-I- o. -
_ 9 invalidée qui déplace le rouleau dans l'alimentation 54. Le servosystème à commande motorisée est invalidé alors qu'il y a prise des données. Le servo-système a une constante de temps très longue et est sous-amorti. En réponse à des 5 variations de la tension du secteur d'entrée, il se produit a l'entrée du tube à rayons-X de grandes excursions de la tension dans un sens et dans l'autre. Pour rendre minimales les variations du secteur d'entrée, on utilise un transformateur 62 de stabilisation avec un filtre d'harmoniques à la 10 sortie. Le transformateur 62 réduit au minimum les variations de tension à l'entrée du tube à rayons-X. Les dispositions précédentes permettent d'obtenir une tension constante
aux bornes du tube.
Etant donné que le dispositif d'inspection radio15 graphique doit être utilisé dans l'environnement d'une usine, la capacité de production est un souci déterminant.
De manière à maintenir les cadences de production, il faut obtenir une image FN toutes les 30 secondes. Pour une image en 1800 lignes, cela impose que chaque ligne de l'image soit 20 acquise en 1/60 ëme de seconde. Le cas échéant, le dispositif permet la synchronisation de l'acquisition des données par l'intermédiaire de la fréquence du secteur et pour réduire au minimum les effets du bruit dans le dispositif.
Pour le tube à rayons-X de 420 kV employé dans le disposi25 tif, on obtient en 1/60 seconde un rapport signal/bruit raisonnable. On obtient de meilleurs résultats lorsqu'on peut faire une acquisition moyenne des données à partir de
plusieurs données.
On décrira maintenant le détecteur de rayons-X.
En figure 4, on a représenté également un dispositif de balayage de la machine 4 à rayons-X. La source 12 de rayons-X produit un faisceau dirigé de rayons-X suivant l'axe Y passant par un limiteur 65 de source de rayons-X pour atteindre le détecteur 14 de rayons-X. Le détecteur 14 comprend un collimateur de faisceau 66 qui évite que le 4.R{ rayonnement diffusé ne tombe sur un détecteur 64 d'un réseau linéaire. Le collimateur 66 s'étend à l'avant du détecteur de manière à éliminer le plus possible le rayonnement de fond provenant de la source de rayons-X. Le détecteur 64 5 comporte 640 éléments individuels de détection qui sont placés suivant l'axe horizontal X. Le détecteur 14 comporte une chambre ionisée qui comprend un condensateur A plaques 'parallles avec un diélectrique gazeux ainsi qu'une alimentation à haute tension et un dispositif de mesure des 10 charges. Les rayons-X incidents ionisent le matériau diélectrique et les ions ainsi formés sont diriges vers les plaques de recueil sous l'effet de l'application d'un champ.lectrique. Le courant mesuré est proportionnel au flux incident de rayons-X et est relativement indépendant de la15 tension appliquée pour une vaste plage de valeurs de la
tension. On trouvera une description détaillée de la chambre ionisée et du réseau de détecteurs de rayons-X dans la
demande de brevet américain n 565 691, cette description
étant incorporée a'titre de référence.
La détecteur 14 est monté de façon très précise de manière A aligner le collimateur et les éléments de détection pour qu'ils se trouvent exactement sur l'axe du faisceau de rayons-X. Le procédé de montage du détecteur et du collimateur est décrit dans la demande de brevet des Etats25 Unis d'Amérique n 832911 ayant pour titre "Method of Aligning a Collimator to a Linear Array X-ray Detector" (Procédé d'ali- gnement d'un collimateur avec un détecteur de rayons-X A réseau linéaire), déposée au nom de la Société
General Electric Ce.
Le détecteur de rayons-X comprend 600 canaux de données. En plus des 600 canaux de données dans le détecteur 64, il y a 36 canaux de référence, 18 canaux de référence étant placés de chaque coté du réseau primaire et séparés de celui-ci d'une distance de 5,6 mm. Les détecteurs de réfé-35 rence ont.:deux fonctions principales. La première consiste A - il tenir compte des fluctuations de la source de rayons-X en matière d'intensité. De plus, les canaux de référence se trouvent à l'extérieur de l'enveloppe des pièces et sont par conséquent séparés de la source par un trajet direct d'air. 5 Plus précisément, la source de rayons-X tombe sur les canaux
de référence sans passer par l'aube. Toute variation du niveau des signaux de ces canaux est liée aux changements de l'intensité de la source. Les canaux de données sont normalisés à la valeur moyenne dans le canal de référence lors de 10 chaque intervalle d'acquisition des données.
En figure 5, on a représenté une vue de dessus de
la source de rayons-X et du détecteur 64 à réseau linéaire.
La surface dont le contour est représenté par la référence 470 représente l'aire occupée par une pièce telle qu'une 15 aube de turbine. Un groupe de détecteurs de référence 472 procède à l'échantillonnage du niveau des rayons-X sur un premier côté de l'enveloppe 470 de la pièce afin de déterminer un premier niveau de référence. Un autre groupe de détecteurs de référence 474 est placé sur le côté opposé de 20 l'enveloppe afin de mesurer le niveau du flux de la source
de rayons-X pour déterminer un second niveau de référence.
Pour normaliser les signaux des canaux de données, la moyenne est faite d'un nombre prédéterminé de canaux des détecteurs de référence et les résultats répartis entre les 25 valeurs des canaux de données.
La seconde fonction des détecteurs de référence est de tenir compte des petites différences dans l'intervalle d'acquisition des données entre cycles. Avec un secteur à 60 hertz comme horloge de référence 68, cet effet est 30 assez faible dans sa majeure partie, bien que dans l'environnement d'une usine, la période du secteur puisse varier de plusieurs dixièmes de microseconde par rapport à sa valeur nominale. Des variations des dimensions du pas vertical pour l'acquisition des données FN se produisent en cas 35 d'utilisation de l'horloge 68 de 60 hertz. Cela provoque des
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- 12 dimensions variables des éléments de l'image qui peuvent entraîner une difficulté d'interprétation. Bien que l'effet soit assez faible, il est parfois préférable d'avoir l'assurance que les dimensions d'un pas sont les mêmes pour tous 5 les pas (par exemple dans des mesures de la résolution verticale). Des dimensions exactes de l'incrément ne sont pas importantes. C'est le fait que l'incrément soit toujours le même qui est important. Par conséquent, il est utile d'employer une référence de fréquence autre que la fréquence 10 68 du secteur. Plus particulièrement, le manipulateur de pièces servant au positionnement de la pièce se déplace avec une vitesse presque constante. Une impulsion 70 de codeur est produite par le manipulateur de pièces chaque fois que l'aube se déplace d'environ 0,15 mm. L'impulsion 70 est appliquée au contrôleur programmable 20 qui produit un signal 72 d'horloge de codeur qui est appliqué à un commutateur 74. Le commutateur 74 est commandé par le contrôleur industriel 21. Le commutateur 74 permet d'appliquer soit l'horloge de codeur 72 soit l'horloge 68 de 60 hertz au 20 générateur d'image 26 qui fournit le signal d'horloge au système d'acquisition des données. Dans le cas o l'horloge appliquée au système d'acquisition des données provient de l'horloge 72, il peut se produire de légères variations du temps d'acquisition des données. Ceci provoque, naturelle25 ment, des changements dans l'amplitude du signal de référence. Il est tenu compte de ces changements par la normalisation des canaux de données dans le détecteur de rayons-X avec les détecteurs de référence. Ainsi, les détecteurs de référence compensent toute variation du niveau des signaux 30 provenant de la source de rayons-X et tout changement dû à des variations soit de l'horloge 68 de 60 hertz, soit de
l'horloge 72 du codeur.
Dans le but d'obtenir une résolution spatiale de l'ordre de 0,3 mm, l'échantillonnage nécessite des mesures 35 basées sur des centres de 0,15 mm. Comme toutes les données - 13 sur la largeur de l'aube sont prélevées simultanément par le détecteur à réseau linéaire, cela nécessite un espacement entre centres des éléments individuels de détection de 0,15 mm. De manière à obtenir une valeur comparable de la résolu5 tion verticale de l'imagerie FN, il faut là encore une résolution de 0,3 mm avec des données prises par pas de 0,15 mm. On obtient la résolution spatiale avec un collimateur de faisceau 66 qui comporte deux blocs de tungstène suffisamment épais pour atténuer le faisceau incident par un facteur 10 de 1000 et espacés de 0,3 mm à l'avant de la chambre d'ionisation (espacement vertical dû à la géométrie du système d'imagerie). Les plaques du condensateur qui forment le détecteur sont espacées de manière à éviter que les rayons-X ne tombent directement sur les plaques du collecteur. Cet 15 espacement détermine la tension du détecteur nécessaire pour obtenir le temps de réponse souhaité pour celui-ci. Les conditions relatives à la résolution spatiale établissent l'espacement des éléments individuels du détecteur et les
dimensions de l'incrément du mouvement vertical.
Les dimensions maximum de l'aube déterminent les dimensions hors-tout du détecteur 14, le nombre requis d'éléments individuels, et le nombre des pas du balayage vertical afin d'obtenir une image FN complète. Une aube typique de turbine entre dans une enveloppe 470 d'une lar25 geur de 75 mm et d'une hauteur de 225 mm. Dans un détecteur de 75 mm de large avec des éléments espacés de 0,15 mm il
faut 600 éléments de détection.
La plate-forme 30 permet de déplacer le détecteur 14 dans n'importe quelle direction de six axes. La plate-30 forme '30 se déplace dans la direction X, Y, Z ou tourne autour de l'un des axes d'une manière bien connue dans la technique. On décrira maintenant le procédé d'alignement du détecteur. Avant d'utiliser la machine de rayons-X, on aligne - 14 le réseau linéaire 64 de détecteurs avec la source 12 de rayons-X. Le réseau 64 comporte 640 éléments individuels alignés suivant l'axe horizontal X. Dans leur utilisation réelle, 600 éléments sont des canaux de données, 36 sont des canaux de référence et 4 sont des canaux réservés. Le signal provenant de chaque canal est appliqué à l'axe horizontal d'un oscilloscope pour afficher l'intensité que reçoit chaque canal en provenance de la source de rayons-X. L'axe vertical de l'oscilloscope représente l'intensité. Si chaque élément du détecteur mesure la même intensité en provenance de la source de rayons-X, un niveau constant appara t dans l'oscilloscope. Le limiteur de faisceau 65 comprend deux blocs en tungstène séparés l'un de l'autre d'environ 1,3 à 1,5 mm. La plate-forme 30 à six axes se déplace dans les directions Z, X et Y et tourne autour de chaque axe pour positionner le réseau 64. La figure 6 est un organigramme illustrant le processus d'alignement du détecteur 14 de rayons-X. Tout d'abord, on obtient un trajet sans obstacle 20 entre la source et le détecteur (bloc 100). Pour commencer le processus d'alignement, on ouvre le limiteur 65 du faisceau de la source de rayons- X de manière à éviter l'atténuation sur le réseau 64 de détecteurs (bloc 102). La plateforme 30 a six axes positionne alors le réseau 64 pour obtenir le signal le plus élevé possible en provenance de chaque canal des détecteurs, essayant d'avoir un réseau de détecteurs aussi horizontal que possible (bloc 104). Lorsqu'on obtient le signal maximum en provenance de chaque canal, on réduit de moitié l'ouverture du limiteur de fais30 ceau de rayons-X (bloc 106). Si l'intensité de la source de rayons-X ne chute pas, on réduit la largeur du limiteur 65 du faisceau de la source de rayons-X jusqu'a ce qu'il y ait -. détection par les éléments du détecteur d'une interférence *, avec le signal par le limiteur 65 (bloc 108). On déplace alors verticalement le limiteur 65 et le décale autour de l'axe X de manière à obtenir l'absence d'interférence de la - 15 part du limiteur 65 (blocs 110 et 112). Le mouvement différentiel du limiteur 65 vers le haut et vers le bas pour obtenir le signal maximum se traduit par un centrage du limiteur 65 pour qu'il y ait symétrie autour du faisceau de 5 la source de rayons-X. La fonction du limiteur 65 est de réduire la quantité du rayonnement parasite frappant une aube. La réduction du rayonnement parasite qui frappe l'aube réduit la quantité du rayonnement diffusé par l'aube qui entre dans ledétecteur 14 de rayons-X. On fixe alors le 10 limiteur 65 dans cette position (bloc 114). Comme le collimateur 66 du détecteur est fixé solidement au détecteur 14 de rayons-X, le collimateur 66 et le détecteur 14 se déplacent en formant un seul ensemble. La profondeur 67 du collimateur 66 dans la direction Y est approximativement de 18 15 mm. L'ouverture 69 a approximativement 0,3 mm. Ces dimensions réduisent la quantité du rayonnement diffusé qui entre dans le détecteur 14. La profondeur 67 et la hauteur 69 du collimateur réduisent l'angle avec lequel le rayonnement diffusé peut entrer, non-atténué, dans le détecteur. La 20 réduction de la quantité du rayonnement diffusé entrant dans
le détecteur 14 par augmentation de la hauteur du collimateur 66 et diminution de l'ouverture 69 produit une image de meilleure qualité que cela n'était antérieurement possible.
L'augmentation de la profondeur 67 et la diminution de 25 l'ouverture 69 permettent seulement A un rayonnement parallèle A l'axe X d'entrer dans le détecteur. Le détecteur 14 et le collimateur 66 sont déplacés par la plate-forme 30 à six axes pour produire un signal maximum (bloc 116). Le réseau de détecteurs 64 et la source de rayons-X 12 sont 30 maintenant alignés pour obtenir un signal maximum.
L'une des parties des plus déterminantes de l'alignement du détecteur consiste A placer le centre du réseau de détecteurs sur la ligne droite passant par le foyer des rayons-X et l'axe de rotation autour de l'axe Z du mandrin 35 du manipulateur de pièces. Cette fonction est exécutée en faisant tourner la pince d'un robot 38 avec un flasque en prolongement dans le faisceau de rayons-X. La figure 6 de la demande de brevet américain n" 832 511 représente une pince 39 avec un flasque en prolongement 75 du type désigné ci-après. De nouveau en liaison avec la figure 4 de cette r
demande, l'axe de rotation de la pince 38 est le même que l'axe de rotation du mandrin 76 du manipulateur de pièces.
La pince 38 est fixée sur le mandrin 76 par l'entraînement d'un plongeur 66 dans une cavité d'auto-centrage Pour avoir une meilleure compréhension de la coopération fonctionnelle et des composants de la pince 38 et du mandrin 76 du manipulateur de pièces, on se reportera aux figurs 9A-C de
la demande de brevet américain n0 832 511.
Le tracé de l'oscilloscope est ajusté de façon que 15 les détecteurs de données couvrent la face entière de l'oscilloscope. La pince 38 est maintenue sur le mandrin 76, et animee d'un mouvement de rotation de manière a -placer le flasque en prolongement sur un bord du réseau de détecteurs, et élevée pour entrer dans le faisceau 13 de rayons-X de façon que seul le flasque coupe le faisceau 13 entre la source 12 de rayons-X et le détecteur 14. Les canaux du détecteur affectés par l'intersection du flasque apparaissent sur l'oscilloscope avec une réduction de la valeur des signaux par rapport à la majorité des autres éléments. A partir du bord du flasque, un élément du détecteur du premier bord est détermine avec précision par l'oscilloscope. On fait alors tourner de 180 degrés la pince 38. On procède a une détermination d'un élément du second bord. On déplace le réseau 64 soit vers la droite soit vers la gauche pour que les éléments des premier et second bords aient la même position relative par rapport a chaque bord de l'écran de l'oscilloscope. On vérifie cela en faisant tourner le robot de 180 degrés, en notant la position du détecteur du premier bord, en faisant tourner le robot de 180 degrés et en notant la position du détecteur du second bord. Avec
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cette itération, on ajuste le réseau 64 de manière à le centrer pour qu'il coincide presque avec l'axe de rotation Z
du manipulateur de pièces.
Un cylindre en laiton de précision (non 5 représenté) est alors placé dans le robot. Le cylindre fournit une surface pour mesurer la distance entre le foyer de la source de rayons-X et le centre de l'axe de rotation du manipulateur de pièces (Y1) et la distance entre le réseau 64 et le centre de l'axe de rotation du manipulateur 10 (Y2). Avec les paramètres Y1 et Y2, on détermine le
grossissement du système de rayons-X. Le grossissement est égal à (Y1 + Y2)/Y1. L'alignement du détecteur permet d'éviter que le rayonnement diffusé ne dégrade les images radiographiques, fournit une image de résolution plus 15 élevée, et améliore le rapport signal/bruit.
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Claims (1)
1. Procédé d'alignement d'un détecteur à réseau linéaire dans un dispositif à base informatique pour une mesure et un essai nondestructifs de pièces manu5 facturées, comprenant une source de rayons-X pour fournir un faisceau de rayonnement à rayons-X (12), un limiteur de faisceau (65) pour diriger le faisceau de rayons-X, et un détecteur (14) de rayons-X à réseau linéaire (64) comportant des éléments pour transformer le rayonnement reçu en signaux 10 électriques représentatifs de ce rayonnement, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant a: :0: (a) ouvrir l'interstice du limiteur de faisceau (65) pour irradier tous les éléments du détecteur (12); (b) positionner le détecteur à réseau linéaire pour produire un signal a partir de chacun des éléments du détecteur; (c) réduire l'interstice du limiteur de faisceau; (d) évaluer le signal provenant de chacun des éléments du détecteur pour obtenir un signal maximum 20 provenant de chacun des éléments en repositionnant le limiteur de faisceau; et (e) positionner le détecteur pour produire un
signal maximum.
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