FR2659438A1 - Dispositif et procede de mesure du profil de la paroi interne d'un tube par mesure capacitive. - Google Patents

Abstract

Il s'agit d'un dispositif et d'un procédé de mesure du profil de la paroi interne d'un tube par mesure capacitive. Le dispositif comprend une sonde rigide (13) allongée autour d'un axe munie de trois couronnes axiales de mesure. Chaque couronne comporte au moins trois capteurs capacitifs répartis angulairement autour de l'axe et constitués de façon à mesurer leur distance par rapport à la paroi interne du tube située en vis-à-vis. Le dispositif comporte des moyens de calcul de la position de l'axe du tube par rapport à l'axe de la sonde de calcul de l'excentrement de la première couronne de mesure par rapport à l'axe du tube ainsi déterminé et de calcul du profil de la paroi interne du tube au niveau de la première couronne, en référence à l'axe du tube ainsi déterminé.

Description

DISPOSITIF ET PROCEDE DE MESURE DU PROFIL DE LA PAROI
INTERNE D'UN TUBE PAR MESURE CAPACITIVE
La présente invention concerne un dispositif de mesure du profil de la paroi interne d'un tube par mesure capacitive, et un procédé de mesure mettant en oeuvre un tel dispositif, du type comprenant une sonde rigide de forme allongée autour d'un axe, apte à être introduite dans le tube et munie d'une première couronne de mesure centree autour de l'axe de la sonde, ladite couronne comportant au moins trois capteurs capacitifs répartis angulairement autour dudit axe, constitués de façon à mesurer leurs distances par rapport à la paroi du tube située en vis en vis.

Elle trouve une application particulièrement importante, bien que non exclusive, dans le domaine du contrôle des déformations subies par les tubes d'échangeurs de chaleur à plaque tubulaire, utilisés pour le refroidissement du circuit-primaire d'un réacteur nucléaire à eau sous pression. Des déformations des tubes du faisceau tubulaire, notamment au-dessus et directement à proximité de la plaque tubulaire de ce type d'échangeur, peuvent en effet apparaître.

Ces déformations précèdent souvent l'apparition de fissures et/ou la rupture des tubes. Or, la fissuration ou la rupture d'un seul tube d'échangeur (une centrale nucléaire de 1300 MW met en oeuvre plus de 20.000 tubes d'échangeur) peût entraîner la dé-pressurisation du circuit primaire et une fuite d'eau contaminée dans le circuit secondaire du réacteur.

On connaît déjà des procedés et des appareils de mesure du profil de paroi interne d'un tube. Ils présentent tous divers inconvénients.

Un premier procédé consiste à prendre une empreinte du tube et à mesurer ses dimensions. On injecte une matière du type silicone, ou élastomère à l'état liquide à l'intérieur du tube, puis, après vulcanisation et démoulage de l'empreinte, on mesure les dimensions de celle-ci par micro-métrie laser.

Ce procédé est manuel, long et reste un procédé d'expertise.

I1 existe également des appareils de mesure par courant de Foucault. Ils comprennent une sonde à courant de Foucault agencée pour réaliser la mesure du profil de la paroi interne par tranches (transversales) successives. La sonde est centrée approximativement dans l'alésage interne du tube par un système de patins, et poussée ou tiree le long du tube.

La position de l'axe de la sonde par rapport à l'axe du tube, n'est jamais exactement la même, et il en résulte une impossibilité de reconstituer le profil de paroi interne du tube de façon exacte. De plus, les mesures effectuées par sonde de Foucault, ne sont précises qu'à quelques dizaines de iim près ( > 50pm). Dans le cas du contrôle de tubes d'échangeur de réacteur nucléaire, une plus grande précision est souhaitable.

On connaît aussi un appareil muni d'une sonde à corps cylindrique comportant une couronne de capteurs capacitifs agences pour mesurer leur distance par rapport à la paroi interne du tube.

Là encore, la représentativité de la mesure n'est pas satisfaisante, puisqu'il existe toujours avec cet appareil, entre chaque position de mesure, un excentrement aléatoire, plus ou moins important et non mesurable, entre l'axe de l'alésage à contrôler et l'axe de la sonde.

La présente invention vise à fournir un dispositif et un procédé repondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'ils permettent de mesurer le profil de la paroi interne d'un tube de façon représentative, au moins sur une portion en longueur dudit tube, et non uniquement par tranches non corrélables les unes avec les autres, comme dans l'art antérieur, avec une précision cinq à dix fois augmentée, et pour un coût et une facilité de mise en oeuvre améliorée. Le dispositif présente, par ailleurs, un faible encombrement et une excellente robustesse.

Dans ce but l'invention propose notamment un dispositif de mesure du profil de la paroi interne d'un tube par mesure capacitive, comprenant une sonde rigide de forme allongée autour d'un axe, apte à être introduite dans le tube et munie d'une première couronne de mesure centrée autour de l'axe de la sonde, ladite couronne comportant au moins trois capteurs capacitifs répartis angulairement autour de l'axe et constitués de façon à mesurer leur distance par rapport à la paroi interne du tube située en vis à vis, caractérisé en ce que la sonde comprend deux couronne identiques entre elles, de mesure supplémentaires, centrées autour de l'axe de la sonde, disposées à distance l'une de l'autre et à distance de la première couronne, et agencées de façon à déterminer la position de leur centre respectif par rapport à la paroi, et en ce que le dispositif comporte: -des moyens de calcul de la position de l'axe du tube par rapport à l'axe de la sonde, à partir des mesures des positions respectives des centres des deux couronnes supplémentaires par rapport à la paroi, -des moyens de calcul de l'excentrement de la première couronne de mesure par rapport à l'axe du tube ainsi déterminé, -et des moyens de calcul du profil de la paroi interne du tube au niveau de la première couronne, en référence à l'axe du tube ainsi déterminé, à partir des mesures des capteurs de la première couronne.

Un tel dispositif permet de conserver le principe d'une sonde mobile s'auto-centrant grossièrement dans le tube, par exemple, par friction.

La maniabilité du dispositif est ainsi conservée, tout en paliant aux inconvénients de l'art antérieur rencontrés avec ce type de sondes auto-centrantes, grâce à une correction automatique de la position de l'axe de la sonde par rapport à l'axe du tube. Cette correction s'effectue à partir des mesures des deux couronnes supplémentaires dont les positions respectives des centres, par rapport à la paroi interne, déterminent la position de l'axe de la sonde, (passant par ces centres) par rapport à ladite paroi interne.

Ces mesures sont effectuées de façon indépendante des mesures de la première couronne, entièrement à distance de celle-ci, qui peut ainsi être située en vis-à-vis d'une portion de tube déformée et dont la paroi ne peut donc servir de référence pour déterminer l'axe du tube.

Les deux couronnes supplémentaires sont au contraire agencées pour, en fonction de l'application de la sonde au problème spécifique rencontré, mesurer la position respective de leur centre, par rapport à la paroi interne, dans une zone de tube non sujette à déformation.

Ainsi, dans le cas d'une utilisation de la sonde pour contrôler les déformations d'un tube d'échangeur de chaleur de réacteur nucléaire à proximité de la plaque tubulaire, où la zone de tube concernée par les déformations est d'une longueur de l'ordre de 10cm, il suffira de disposer la première des couronnes supplémentaires à une distance supérieure à 10cm de la première couronne de mesure, pour être à peu près certain de mesurer la position de l'axe de la sonde dans une partie saine du tube, l'autre couronne supplémentaire étant alors située à une distance suffisamment éloignée de la première couronne supplémentaire (par exemple 10cm) pour tracer un axe représentatif de ladite sonde.

Dans des modes de réalisation avantageux de l'invention, on a recours, en outre, à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes - Chaque couronne de mesure supplémentaire comporte aux moins trois capteurs capacitifs, répartis angulairement autour de l'axe de la sonde et constitués de façon à mesurer leur distance par rapport à la paroi interne du tube située en vis à vis.

- Chacun des capteurs capacitifs des couronnes supplémentaires comporte une surface de mesure supérieure à 1 cm2.

Une telle disposition permet de mesurer les capacités sur des surfaces de paroi de tube plus grandes et d'éviter ainsi d'obtenir des valeurs inexactes à cause d'irrégularités locales de la paroi.

- Chaque capteur capacitif est percé d'un trou de passage d'un gaz de séchage de la paroi interne du tube à proximité immédiate du capteur.

- Le dispositif comporte un système de mesure à courant de Foucault comprenant au moins une bobine de mesure située à une portion d'extrèmité de la sonde, agencé pour délivrer un signal d'initialisation de la position de la sonde dans le tube.

- La sonde comprend des moyens de guidage à friction dans le tube, destinés à coagir avec la paroi interne du tube.

- Le dispositif comprend un flexible raccordé axialement à la sonde, un ensemble moteur prévu pour exercer une force de traction ou de poussée sur le flexible, et des moyens de mesure du déplacement axial de la sonde actionnée par le dit ensemble moteur.

- Le dispositif comporte des moyens d'étalonnage automatique des capteurs capacitifs, comprenant une bague de passage de la sonde, agencée pour permettre un étalonnage des capteurs avant introduction de la sonde dans le tube à mesurer.

L'invention propose également un procédé de mesure du profil de la paroi interne d'un tube, caractérisé en ce que: - on introduit dans le tube dans une première position, une sonde allongée autour d'un axe, munie de trois couronnes axiales de mesure, à savoir une première couronne de mesure de profil et deux couronnes supplémentaires, dites de mesure d'alignement, disposées dans le prolongement l'une de l'autre et à distance de la première couronne, chacune comportant des capteurs de mesure capacitifs, - on mesure la distance entre les capteurs capacitifs et la paroi interne du tube, - on détermine à partir des mesures des capteurs capacitifs des deux couronnes supplémentaires, la position de l'axe du tube par rapport à l'axe de la sonde, - on calcule l'excentrement de la première couronne de mesure par rapport à l'axe du tube ainsi déterminé, et on calcule le profil de la paroi interne du tube au niveau de la dite première couronne, dans la dite première position de la sonde, en référence à l'axe du tube ainsi déterminé, - puis on renouvelle les mesures et les calculs précédents autant de fois que nécessaire, après déplacement de la sonde dans le tube d'une distance déterminée, pour obtenir le profil de la paroi interne du tube à d'autres positions de la sonde dans le tube.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, des modes de réalisation particuliers donnés à titre d'exemple non limitatifs.

La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels
La figure 1 est une vue en perspective, partiellement éclatée, d'un échangeur de chaleur à plaque tubulaire de réacteur nucléaire, auquel sont applicables le procédé et le dispositif selon l'invention.

La figure 2 est un schéma de principe d'un dispositif de mesure du profil de la paroi interne d'un tube, selon un mode de réalisation de l'invention, appliqué au contrôle d'un tube de l'échangeur de la figure 1.

La figure 3 montre une sonde de mesure capacitive selon un premier mode de réalisation de l'invention.

La figure 4 montre une sonde de mesure capacitive selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.

La figure 5 est une vue schématique en coupe, de la jonction entre la sonde de la figure 3 et l'élément porteur de ladite sonde, appliqué au contrôle d'un tube de l'échangeur de la figure 1.

La figure 6 est un schéma, en vue de côté, d'une sonde à trois couronnes de capteurs capacitifs, du type de la sonde de la figure 4, dans un tube à contrôler.

La figure 7 est une vue de dessus, en coupe, de la sonde de la figure 6 au niveau de la couronne de mesure, montrant un profil de paroi interne du tube comme obtenu avec l'invention.

La figure 1 montre un échangeur de chaleur 1 utilisé pour les réacteurs nucléaires à eau sous pression. I1 comporte une enveloppe 2 qui contient un faisceau 3 de tubes en U, dont les parties terminales 4 traversent une plaque tubulaire 5. La plaque 5 délimite avec une cloison 6 une boîte à eau froide 7 et une boîte à eau chaude 8, munies respectivement d'une conduite de départ et d'une conduite d'arrivée du réfrigérant primaire du réacteur (non représentées). La partie du circuit primaire contenue dans l'échangeur est isolée et vidangée de façon connue en soi, pour avoir accès aux tubes par les boîtes à eau.

La partie 9 de l'échangeur comprise entre les tubes 3 et l'enveloppe 2 est occupée, lors du fonctionnement, par le réfrigérant secondaire du réacteur et appartient donc au circuit secondaire.

On observe actuellement une déformation de certains tubes d'échangeur, notamment dans la zone 10 située sur une hauteur de quelques centimètres au-dessus de la plaque tubulaire.

I1 est donc nécessaire, comme on l'a vu, et pour des raisons de sûreté, de contrôler régulièrement cette partie des tubes, situées à une distance de l'ordre de 600 mm de l'entrée du tube, à proximité immédiate du dessus de la plaque tubulaire 5.

La figure 2 est un schéma de principe du dispositif 11, de mesure du profil de la paroi interne d'un tube 12, selon le mode de réalisation de l'invention plus particulièrement décrit ici, appliqué au contrôle d'un tube de l'échangeur de la figure 1.

S'agissant d'un schéma, les proportions entre dimensions ne sont pas respectées. En particulier, le diamètre interne du tube 12, par exemple de l'ordre de 17 mm sur un échangeur classique de réacteur nucléaire de 1300 MWatts, a été exagéré par rapport aux dimensions de l'enveloppe 2, de la plaque tubulaire 5 et des boites à eaux 7 et 8.

Le dispositif 11 comporte une sonde 13 propre à être introduite dans le tube 12, sonde qui va être détaillée par la suite.

Des moyens 14 de support et de déplacement de la sonde sur la plaque tubulaire 5 sont prévus. Ils comprennent, par exemple, un engin 15 utilisé couramment lors des opérations de contrôle et de maintenance d'un réacteur nucléaire, du type souvent dénommé "araignée".

On trouvera des constitutions possibles d'araignées en se reportant notamment aux documents US. A-4.018.345 (COMBUSTION ENGINEERING) et FR A-2.309.314 (FRAMATOME).

Les moyens 14 comprennent également des moyens 16 de contrôle et de commande de l'engin 15, par exemple, constitués par un automate programmable.

Les moyens 16 sont raccordés avantageusement à une unité 17 de calcul et de commande centrale de l'ensemble, par exemple constituée par un microordinateur du type IBM-PC.

La sonde 13 est solidaire axialement de l'extrémité d'un flexible rigide 18, connecté à un ensemble moteur 19, dit tireur-pousseur, prévu pour excercer une force de traction ou de poussée sur le flexible. Le flexible est creux pour permettre le passage des connexions électriques de la sonde.

L'ensemble moteur 19 comprend des moyens connus en eux-mêmes d'actionnement mécanique du flexible et de mesure du déplacement axial dudit flexible (et donc de la sonde). Il est raccordé à un boîtier 20 de contrôle/commande, lui-même connecté à l'unité de commande centrale 17.

La sonde et le flexible s'adapte à l'engin 15 de support, comme on va le voir ci-après.

Le dispositif comprend, par ailleurs, un système 21 de mesure capacitive comportant une liaison 22, flexible, de raccordement des capteurs capacitifs de la sonde 13, à un boîtier électronique 23 de mesure capacitive.

La liaison 22 est par exemple d'une longueur de 8m.

Elle passe à l'intérieur du flexible 18 ce qui permet à la sonde, à partir de l'extérieur de la boîte à eau de l'échangeur et via le trou d'homme 24, d'atteindre une distance située à environ 2 mètres au-dessus de la face inférieure 25 de plaque tubulaire 5.

Le boîtier de mesure 23 délivre une tension pour chacune des voies de mesure de la sonde, une liaison 26 étant prévue pour transmettre les signaux, par exemple multiplexés, à l'unité 17, où ils sont traités comme on le verra par la suite.

Le dispositif selon le mode de réalisation de l'invention plus particulièrement décrit ici, comporte de plus un système 27 de mesure par courants de
Foucault.

Ce système comprend par exemple deux bobines à courants de Foucault, situées sur la sonde, connectées via l'intérieur du flexible 18, par l'intermédiaire de deux câbles coaxiaux 27a, à un générateur 28 de type connu.

Le générateur 28 est raccordé au boîter 20 de contrôle commande du tireur-pousseur via un circuit 29 de détection de seuil.

Le système 27 permet d'initialiser la position de la sonde dans le tube au droit de la face supérieure de la plaque tubulaire, en détectant le passage par un seuil de la composante horizontale du signal provenant des bobines à courant de Foucault, enregistré au moment où la sonde quitte la portion de tube inclue dans la "masse" métallique de la plaque tubulaire.

Des moyens d'alimentation 30, en gaz de séchage, par exemple en air comprimé à 5 bars, sont également prévus pour sécher l'intérieur du tube 12 à contrôler.

Ils sont connectés à la sonde via l'intérieur du flexible 18.

Enfin, le dispositif comprend de façon connue en soi, un ou plusieurs périphériques 17a de stockage et/ou de sortie de données, telle qu'une imprimante par exemple, reliés au micro-ordinateur 17.

On va maintenant décrire plus précisemment des modes de réalisation de sonde selon l'invention en se référant aux figures 3 et 4.

La figure 3 montre une sonde 31, comprenant un corps tubulaire 32 d'axe 33, par exemple apte à être introduit dans un tube de diamètre 17mm. Le corps est muni d'un embout 34 de fermeture à son extrémité libre et d'un embout 35 de connexion avec le flexible rigide 18 (non représenté), qu'il prolonge en position de fonctionnement.

La sonde comprend une première couronne de mesure 36, axiale, située du côté de l'extrémité 35 du corps 32. Elle est munie de 8 capteurs capacitifs 37, répartis régulièrement et angulairement autour de l'axe 33, et dont les surfaces de mesures respectives sont situées à égale distance de l'axe, dans le prolongement de la surface externe du corps tubulaire 32 sur lequel ils sont fixés.

Ces capteurs permettent d'acquérir les contours de la section interne du tube et sont de type classique, de forme adaptée à la géométrie du corps tubulaire de faible diamètre. Ils sont, dans le mode de réalisation plus particulièrement décrit ici, percés en leur centre (trous non représentés sur les figures) pour permettre le passage du gaz de séchage de la paroi située en vis-à-vis du capteur à partir de l'intérieur de la sonde, le gaz étant injecté dans l'alésage du corps tubulaire 32 de ladite sonde par l'extrémité 35.

La sonde comporte de plus deux couronnes de mesure axiales 38 et 39 supplémentaires, identiques, dans le prolongement l'une de l'autre et disposée, pour l'une 38 vers la partie centrale du corps tubulaire 32, et pour l'autre 39 du côté de l'extrémité 34 du corps 32, les distances entre couronnes 36 et 38, et couronnes 38 et 39 étant, par exemple, égales à 10 cm.

Les couronnes 38 et 39 sont, chacune, munie de 4 capteurs capacitifs identiques aux capteurs de la couronne 36; ils sont répartis régulièrement et angulairement et présentent des surfaces de mesures disposées de façon identique aux capteurs de la couronne 36.

La sonde comprend également deux bobines identiques à courant de Foucault 40 et 41, situées au-delà de la couronne 39, du côté de l'extrémité 34 du corps 32 et à proximité l'une de l'autre.

Des moyens identiques 42 et 43 de guidage à friction de la sonde dans le tube sont prévus du côté de chacune des extrémités 34 et 35 de la sonde. Ils sont par exemple chacun constitués par deux anneaux 44 en brosse de fibres synthétiques, disposées radialement, de 1,5 à 2 mm de longueur.

La figure 4 montre un autre mode de réalisation d'une sonde 50 selon l'invention, comprenant un corps tubulaire 51, d'axe 52, introduit dans un tube 53 à contrôler, dont la partie 54, à proximité de la plaque 55, est déformée et doit être mesurée.

La sonde comprend une première couronne de mesure 56 munie de 8 capteurs capacitifs 57, similaires à ceux qui ont été décrits en référence à la figure 3. La sonde comprend deux couronnes supplémentaires 58 et 59 de mesure, agencées pour permettre des mesures dans une zone 60 non déformée du tube 53. Chaque couronne comprend quatre capteurs capacitifs 61, répartis régulièrement et angulairement sur la sonde et présentant chacun une surface de mesure de 2 cm2 ce qui permet une meilleure précision des mesures grâce à un moyennage des valeurs obtenues sur de plus grandes surfaces.

Ces capteurs sont par ailleurs disposés comme décrit en référence à la figure 3. Des moyens 62 de centrage de la sonde dans le tube, constitués par des anneaux en matériau synthétique de 2 mm d'épaisseur, sont également prévus (en traits mixtes sur la figure 4).

La figure 5 montre schématiquement, en coupe, et en partiez un mode de réalisation de la pièce de jonction 63 de la sonde avec la plaque tubulaire.

Cette pièce est soutenue par l'élément de support sommairement indiqué en 64, du type araignée. La pièce 63 permet d'amener la sonde 31 en vis-à-vis et dans l'axe 65 du tube 66 à contrôler.

Elle comprend un alésage de centrage 67 cylindrique d'axe 68, un embout de guidage 69 (en traits mixtes sur la figure) au travers duquel la sonde est introduite, et des moyens amortisseurs 70, constitués par exemple par un ressort à boudin, entre l'embout de guidage et l'alésage de centrage.

L'alésage cylindrique 67 comprend une portion 67a servant où ré-étalonnage des sondes capacitives, à chaque passage de la sonde au travers de l'alésage, pour le contrôle d'un nouveau tube.

On va maintenant décrire le fonctionnement du dispositif selon l'invention, appliqué à la mesure du profil de la paroi interne sur une longueur déterminée, d'un tube d'échangeur de chaleur de réacteur nucléaire, en se référant notamment aux figures 2, 4 et 5 et plus particulièrement à la figure 2.

Le tube à contrôler est tout d'abord identifié. On met en place l'araignée 15 ou 64 (figure 5) porteuse de la pièce de jonction 63 (figure 5), dans la boîte à eau 8, face à l'entrée du tube à contrôler.

Le flexible 18 est déroulé et raccordé à l'ensemble moteur 19. On fixe ensuite la sonde 13 ou 50 (figure 4) au flexible, les connexions de la sonde au boîtier de mesure 23, au générateur 28 et à l'alimentation en air comprimé 30 se faisant via l'intérieur du flexible.

La sonde est introduite manuellement dans la pièce de jonction et le fonctionnement de l'ensemble moteur est initié. L'ensemble moteur exerce alors une force de poussée sur le flexible et on vérifie que le déplacement axial du flexible, mesuré de façon connue en soi, par exemple par incrémentation du compteur d'un encodeur, (non représenté), s'effectue correctement.

Chaque couronne de capteurs est étalonnée successivement au droit de la zone 67a de référence; puis on introduit la sonde en automatique et à distance dans le tube à contrôler, les moyens de guidage à friction 62 guidant la sonde dans le tube.

Les bobines à courant de Foucault sont alors alimentées par le générateur 28. Lorsqu'elles passent au droit de la face supérieure de la plaque tubulaire, la composante horizontale du signal du courant de Foucault délivre un signal seuil, détecté par les moyens 29.

Cette mesure permet d'initialiser la position longitudinale de la sonde dans le tube, de façon précise (de l'ordre du dizième de mm).

Le déplacement de la sonde dans le tube par l'ensemble moteur exerçant une force de poussée sur le flexible, se poursuit ensuite, les bobines de courant de
Foucault étant alors désactivées et mises à la masse.

Après déplacement longidutinal de la sonde dans le tube sur une distance déterminée pour amener la couronne 56 de mesure de la sonde au-dessus de la plaque tubulaire, au droit de la partie inférieure de la position 54 de tube susceptible d'être déformée, les couronnes supplémentaires 58 et 59 étant au droit d'une partie 60 de référence, non déformée a priori, on arrête le déplacement de ladite sonde.

On injecte alors, par exemple, via les capteurs percés en leur centre, de l'air comprimé sous pression pour sécher éventuellement les parois du tube; la présence d'eau fausserait, en effet, les mesures capacitives.

On mesure ensuite les tensions entre chaque capteur capacitif 57,61 et la paroi interne 53' du tube, située en vis-à-vis, chaque capteur délivrant une tension proportionnelle à la distance entre sa surface et celles de la paroi, de façon connue en soi. Ces tensions sont transmises individuellement au boîtier électronique 23, puis, par exemple en étant multiplexées, à l'unité de calcul 17, où elles sont converties en distance, pour y être traitées.

On se référera maintenant aux figures 6 et 7 pour une meilleure compréhension des principes mis en oeuvre dans les calculs utilisés dans l'invention.

La figure 6 montre la position de l'axe 71 d'une sonde schématisée en 71a, par rapport à l'axe 72 du tube 73.

L'angle d'inclinaison a, entre les axes, a été exagéré pour une meilleure compréhension du dessin.

Les proportions entre dimensions longitudinales et dimensions transversales de la sonde et du tube, ne sont pas respectées pour les mêmes raisons.

Les plans des couronnes de mesures supplémentaires sont indiqués respectivement en 74 et 75; celui de la première couronne de mesure est indiqué en 76 et est situé en vis-à-vis d'une zone 77 déformée du tube.

La figure 7 est une vue en coupe du schéma de la figure 6 au niveau du plan 76 de la couronne de mesure; celle-ci comporte huit capteurs capacitifs 78.

Chaque capteur délivre un signal qui est utilisé pour déterminer le profil du tube, à partir de la formule qui donne la distance R(e) entre l'axe 72 du tube 73 et sa paroi 73a, pour un angle e mesuré à partir d'une origine fixée arbitrairement au préalable.

(décomposition en série de Fourrier).

Il s'agit de la formule R(o) = A(0) + A(1) sine + A(2) sin 2e + A(3) sin 3e +
+ B(1) cose + B(2) cos 2e + B(3) sin 3e + avec
A(0) = R%, rayon moyen du tube
A(1) et B(1) qui sont les composantes du vecteur on, indiqué par le repère 79 sur la figure 7, mesurant l'écartement entre le centre O du tube et le centre fl de la couronne de mesure 76.

A(2)et B(2) donnant l'ovalité de la section du tube,
A(3), B(3), A(4), B(4) etc... permettant de calculer les défauts d'ordre 3, 4.. etc... de la paroi de tube.

Dans le cas de la présente invention, une précision d'ordre 1 est suffisante.

A partir des mesures des couronnes des plans 74 et 75, on calcule les coordonnées du vecteur on.

(Résolution d'un système de 2 équations à 2 inconnues).

Connaissant ces coordonnées, on calcule ensuite pour chaque capteur de la couronne du plan 76 (ici pour huit valeurs de e), les valeurs de R(e), ce qui permet d'en déduire le profil de la paroi interne du tube.

On renouvelle ensuite les mesures en déplaçant la sonde dans le tube d'une distance prédéterminée, par exemple de 1 cm en 1 cm.

A chaque déplacement, il se peut que l'angle d'inclinaison change; le calcul systématique de on étant cependant effectué, les mesures de R(o) sont toujours ramenées à un même axe de référence du tube, ce qui permet d'avoir des mesures par tranches successives, corrélées les unes avec les autres.

Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs de ce qui précède, la présente invention ne se limite nullement aux modes de réalisation uniquement envisagés.

Elle englobe notamment les cas où - les deux couronnes supplémentaires sont situées de part et d'autre de la première couronne de mesure; - les deux couronnes supplémentaires ne sont pas à mesure capacitives, mais à courant de Foucault, par exemple. (Auquel cas, elles ne fonctionnent pas simultanément aux sondes de la première couronne de mesure).

Claims (10)

REVENDICATIONS

1.Dispositif (11) de mesure du profil de la paroi interne d'un tube (12, 53, 66) par mesure capacitive, comprenant une sonde rigide (13, 31, 51) de forme allongée autour d'un axe, apte à être introduite dans le tube et munie d'une première couronne (36, 56) de mesure centrée autour de l'axe de la sonde, comportant au moins trois capteurs capacitifs (37, 57) répartis angulairement autour de l'axe et constitués de façon à mesurer leur distance par rapport à la paroi interne du tube située en vis à vis, caractérisé en ce que la sonde comprend deux couronnes identiques de mesure supplémentaires (38, 39, 58, 59) centrées autour de l'axe de la sonde, disposées à distance l'une de l'autre et à distance de la première couronne, et agencées de façon à déterminer la position de leur centre respectif par rapport à la paroi, et en ce que le dispositif comporte des moyens de calcul (17) de la position de l'axe du tube par rapport à l'axe de la sonde, à partir des mesures des positions respectives des centres des deux couronnes supplémentaires par rapport à la paroi, des moyens de calcul (17) de l'excentrement de la première couronne de mesure par rapport à l'axe du tube ainsi déterminé, et des moyens de calcul (17) du profil de la paroi interne du tube au niveau de la première couronne, en référence à l'axe du tube ainsi déterminé, à partir des mesures des capteurs de la première couronne.

2.Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque couronne de mesure supplémentaire (38, 58, 39, 59) comporte aux moins trois capteurs capacitifs (37, 61), répartis angulairement autour de l'axe de la sonde et constitués de façon à mesurer leur distance par rapport à la paroi interne du tube située en vis à vis.

3.Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacun des capteurs capacitifs des couronnes supplémentaires comporte une surface de mesure supérieure à 1 cm2.

4.Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque capteur capacitif est percé d'un trou de passage d'un gaz de séchage de la paroi interne du tube située à proximité immédiate du capteur.

5.Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte de plus une système (27) de mesure à courant de

Foucault comprenant au moins une bobine (40, 41) de mesure située à une portion d'extrèmité de la sonde, agencé pour délivrer un signal d'initialisation de la position de la sonde dans le tube.

6.Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la sonde comprend des moyens (42, 43, 62) de guidage à friction de la sonde dans le tube, destinés à coagir avec la paroi interne du tube.

7.Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un flexible (18) raccordé axialement à la sonde, un ensemble moteur (19) prévu pour exercer une force de traction ou de poussée sur le flexible, et des moyens de mesure du déplacement axial de la sonde actionnée par le dit ensemble moteur.

8.Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'étalonnage automatiques des capteurs capacitifs, comprenant une bague de passage (67a) de la sonde, agencée pour permettre un étalonnage les capteurs avant introduction de la sonde dans le tube à mesurer.

9.Application du dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, au controle du profil de paroi interne d'un tube de faisceau tubulaire d'un échangeur de chaleur de réacteur nucléaire.

10.Procédé de mesure du profil de la paroi interne d'un tube, caractérisé en ce que: - on introduit dans le tube, dans une première position, une sonde (71a) allongée autour d'un axe, munie de trois couronnes axiales de mesure, à savoir une premiere couronne (76) de mesure de profil et deux couronnes supplémentaires (75), dites de mesure d'alignement, disposées dans le prolongement l'une de l'autre et à distance de la première couronne, chacune desdites couronnes comportant des capteurs de mesure capacitifs, - on mesure la distance entr les capteurs capacitifs et la paroi interne du tube, - on détermine à partir des mesures des capteurs capacitifs des deux couronnes supplémentaires, la position de l'axe du tube (72) par rapport à l'axe de la sonde (71), - on calcule l'excentrement (79) de la premiere couronne de mesure par rapport à l'axe du tube ainsi déterminé, et on calcule le profil de la paroi interne du tube au niveau de la dite première couronne, dans la dite première position de la sonde, en référence à l'axe du tube ainsi déterminé, puis - on renouvelle les mesures et les calculs précédents autant de fois que nécessaire, apres déplacement de la sonde dans le tube d'une distance déterminée, pour obtenir le profil de la paroi interne du tube à d'autres positions de la sonde dans le tube.