FR2673471A1 - Method and device for checking valves - Google Patents

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Abstract

Method for checking valves, characterised in that it consists in emitting, by an ultrasonic wave emitter (1), into a liquid (5) in which the valve (3) is immersed, an ultrasound beam directed onto the valve and in taking up the beam which is passed through the valve on an ultrasonic wave receiver (2) supplying a signal capable of being processed by a computer (7), the valve being driven, during the inspection, in a rotational movement about its axis of revolution, without contact of the valve with the emitter or the receiver.

Description

PROCèDE ET DISPOSITIF if DE CONTROLE DE SOUPAPES
La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif de
contrôle par ultrasons du cordon de stellite des soupapes.METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING VALVES
The present invention relates to a method and a device for
ultrasonic testing of the valve stellite cord.

La présente invention a pour but de fournir un procédé de contrôle nondestructif et fait appel aux propriétés des ultrasons.The present invention aims to provide a nondestructive control method and uses the properties of ultrasound.

Le procédé selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il consiste à émettre par un émetteur d'ondes ultrasonores,dans un liquide où est plongé la soupape, un faisceau ultrasonore dirigé sur la soupape et à recevoir le faisceau ayant traversé la soupape sur un récepteur d'ondes ultrasonores fournissant un signal susceptible d'être traité par un calculateur, la soupape étant animée, pendant le contrôle, d'un mouvement de rotation autour de son axe de révolution, sans contact de la soupape avec l'emetteur ou le récepteur.The method according to the invention is characterized in that it consists in emitting by an ultrasonic wave transmitter, in a liquid in which the valve is immersed, an ultrasonic beam directed on the valve and in receiving the beam having passed through the valve on an ultrasonic wave receiver supplying a signal capable of being processed by a computer, the valve being animated, during the control, of a rotational movement around its axis of revolution, without contact of the valve with the transmitter or the receiver.

Le dispositif de contrôle selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il comporte un émetteur d'ondes ultrasonores émettant un faisceau d'ondes sur la soupape plongée dans un liquide, un récepteur d'ondes ultrasonores associé recevant le faisceau après traversée de la soupape , des moyens pour faire pivoter la soupape autour de son axe de révolution pendant le contrôle, et des moyens de traitement et de calcul des signaux fournis par le récepteur d'ondes ultrasonores.The control device according to the invention is characterized in that it comprises an ultrasonic wave emitter emitting a wave beam on the valve immersed in a liquid, an associated ultrasonic wave receiver receiving the beam after crossing of the valve, means for pivoting the valve around its axis of revolution during the control, and means for processing and calculating the signals supplied by the ultrasonic wave receiver.

Selon une caractéristique, le dispositif comporte des moyens motorisés pour déplacer l'émetteur et le récepteur dans le liquide de manière à balayer la zone contrôlée de la soupape.According to one characteristic, the device comprises motorized means for moving the transmitter and the receiver in the liquid so as to sweep the controlled area of the valve.

Selon une autre caractéristique, le dispositif comporte un portique portant un support rotatif de la soupape, et des supports mobiles de l'émetteur et du récepteur.According to another characteristic, the device comprises a gantry carrying a rotary support for the valve, and mobile supports for the transmitter and the receiver.

L'invention va maintenant être décrite avec plus de détail en se référant à un mode réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés sur lesquels: -la figure 1 est un schéma de la tête de mesure du dispositif.The invention will now be described in more detail with reference to an embodiment given by way of example and represented by the appended drawings in which: FIG. 1 is a diagram of the measuring head of the device.

-la figure 2 est un schéma d'ensemble du dispositif de contrôle selon l'invention.FIG. 2 is an overall diagram of the control device according to the invention.

-la figure 3 est une vue en perspective du dispositif de la figure 2.FIG. 3 is a perspective view of the device of FIG. 2.

Le procédé selon l'invention s'appuie sur la propriété qu'une soupape est une pièce de révolution et que, par conséquent, l'épaisseur d'un cordon de stellite est constante si elle est mesurée à une distance constante de l'axe de révolution de la soupape.The method according to the invention is based on the property that a valve is a part of revolution and that, consequently, the thickness of a stellite bead is constant if it is measured at a constant distance from the axis of revolution of the valve.

L'émetteur 1 émet un faisceau ultrasonore 22 sur le siège 31 de la soupape. Le faisceau 23 sortant de la soupape est reçu sur le récepteur 2.The transmitter 1 emits an ultrasonic beam 22 on the seat 31 of the valve. The beam 23 leaving the valve is received on the receiver 2.

L'émetteur et le récepteur sont situés à distance de la soupape de manière qu'il n'y ait pas de contact direct avec celle-ci.The transmitter and the receiver are located at a distance from the valve so that there is no direct contact with it.

Cet ensemble mesure l'atténuation de l'amplitude du signal du récepteur sur un parcours qui sera constant si on fait tourner la soupape 3 sans modifier la position du couple "émetteur-récepteur". Une des particularités du procédé est que le faisceau ultrasonore provenant de l'émetteur 1 arrive sur la face d'appui soupape selon une incidence quasi-normale. This assembly measures the attenuation of the amplitude of the signal from the receiver over a path which will be constant if the valve 3 is rotated without modifying the position of the "transmitter-receiver" couple. One of the peculiarities of the method is that the ultrasonic beam coming from the emitter 1 arrives on the valve support face according to an almost normal incidence.

Le dispositif comprend un émetteur à ultrasons 1 associé à un récepteur 2. Ces capteurs sont noyés dans un liquide 5 contenu par une cuve 4. La zone contrôlée de la soupape est elle même immergée dans le liquide. The device comprises an ultrasonic transmitter 1 associated with a receiver 2. These sensors are embedded in a liquid 5 contained by a tank 4. The controlled zone of the valve is itself immersed in the liquid.

La soupape est suspendue à un support rotatif 6 porté par un portique 10 situé au dessus de la cuve. Ce support pivote autour d'un axe vertical de manière à faire pivoter la soupape autour de son axe de révolution. Ce pivotement est commandé par l'intermédiaire d'un moteur pas à pas 7.The valve is suspended from a rotary support 6 carried by a gantry 10 located above the tank. This support pivots about a vertical axis so as to rotate the valve around its axis of revolution. This pivoting is controlled by a stepping motor 7.

L'émetteur 1 est suspendu par un support 12 à un coulisseau 14 susceptible d'être déplacé en translation horizontale sur le portique 10 par l'intermédiaire d'un mécanisme d'entrainement 13 actionné par un moteur pas à pas 15.The transmitter 1 is suspended by a support 12 from a slide 14 capable of being moved in horizontal translation on the gantry 10 by means of a drive mechanism 13 actuated by a stepping motor 15.

Le récepteur 2 est suspendu par un support 9 à un coulisseau 16 susceptible d'être déplacé en translation horizontale sur le portique 10 par l'intermédiaire d'un mécanisme d'entrainement 11 actionné par un moteur pas à pas 8.The receiver 2 is suspended by a support 9 from a slide 16 capable of being moved in horizontal translation on the gantry 10 by means of a drive mechanism 11 actuated by a stepping motor 8.

Le dispositif est piloté à partir d'un microsrdinateur 17 contenant une carte ultrasons 19 , une carte de conversion analogique-numérique 20, et une carte d'interface 20. Le micro-ordinateur envoie des signaux à l'émetteur 1 et reçoit des signaux du récepteur 2.The device is controlled from a microcomputer 17 containing an ultrasound card 19, an analog-digital conversion card 20, and an interface card 20. The microcomputer sends signals to the transmitter 1 and receives signals of receiver 2.

Le micro-ordinateur est associé à un rack d'interfaces 21 servant à piloter les moteurs pas à pas.The microcomputer is associated with a rack of interfaces 21 used to control the stepping motors.

Au cours de la rotation de la soupape, le signal ultrasonore est échantillonné et converti en valeurs numériques stockées dans une mémoire de calculateur. La fréquence d'échantillonnage dépend de la vitesse de rotation mécanique et de la résolution recherchée dans l'analyse de défauts par ultrasons.During the rotation of the valve, the ultrasonic signal is sampled and converted into digital values stored in a computer memory. The sampling frequency depends on the mechanical rotation speed and the resolution sought in the ultrasonic defect analysis.

Après une rotation de la soupape, l'ensemble émetteur 1 récepteur 2 est déplacé mécaniquement d'un incrément de manière à rester parallèle à sa direction antérieure et la soupape 3 est à nouveau mise en rotation pour acquérir une nouvelle série de valeurs numériques représentatives de l'amplitude du signal ultrasonore sur un trajet constant. La distance du déplacement incrémental dépend de la résolution recherchée dans l'analyse des défauts par ultrasons.After a rotation of the valve, the transmitter 1 receiver 2 assembly is moved mechanically in an increment so as to remain parallel to its anterior direction and the valve 3 is again rotated to acquire a new series of numerical values representative of the amplitude of the ultrasonic signal over a constant path. The distance of the incremental movement depends on the resolution sought in the ultrasonic fault analysis.

Ce balayage mécanique, commandé par l'ordinateur d'acquisition, peut être réalisé de deux manières: - par rotations successives alternées entre deux déplacements mécaniques; - par balayage continu de type spiral en combinant les mouvements de rotation et d'avance incrémentale. This mechanical scanning, controlled by the acquisition computer, can be carried out in two ways: - by successive rotations alternating between two mechanical displacements; - by continuous spiral-type scanning by combining the movements of rotation and incremental advance.

Les deux techniques de balayage mécanique ont été expérimentées et leur choix dépend de paramètres comme les résolutions des défauts recherchés et les vitesses d'acquisition choisies.The two mechanical scanning techniques have been tested and their choice depends on parameters such as the resolution of the defects sought and the acquisition speeds chosen.

I1 est donc visible que cette méthode d'acquisition des données par un balayage mécanique permet de stocker dans une mémoire de calculateur des valeurs numériques fournissant une représentation bidimensionnelle de l'atténuation ultrasonore dans la partie stellitée du siège de la soupape. It is therefore visible that this method of data acquisition by mechanical scanning makes it possible to store in a computer memory digital values providing a two-dimensional representation of the ultrasonic attenuation in the stellitized part of the seat of the valve.

Les moteurs pas-à-pas 8, 15 et 7 commandent les déplacements incrémentaux des capteurs ultrasons 1 et 2 et la rotation de la soupape 3 en essai. Ces moteurs sont pilotés par des commandes de puissance sous le contrôle de l'ordinateur 17 d'acquisition et de traitement.The stepper motors 8, 15 and 7 control the incremental displacements of the ultrasonic sensors 1 and 2 and the rotation of the valve 3 under test. These motors are controlled by power commands under the control of the computer 17 for acquisition and processing.

Les valeurs numériques fournies au calculateur sont analysées par un programme permettant: -la normalisation des données pour permettre un traitement bidimensionnel.The numerical values supplied to the computer are analyzed by a program allowing: -the normalization of the data to allow two-dimensional processing.

-un traitement par algorithmes dérivés de ceux utilisés en analyse d'images.-A processing using algorithms derived from those used in image analysis.

Les résultats sont présentés à un opérateur sur un écran couleur montrant les différents défauts avec inscription du diagnostic de l'ordinateur et possibilité d'impression sur une imprimante couleur.The results are presented to an operator on a color screen showing the various faults with recording of the computer's diagnosis and possibility of printing on a color printer.

La cuve à ultrasons, remplie d'eau, contient à la fois les capteurs et la soupape en essai. Les moteurs ne sont pas immergés. The ultrasonic tank, filled with water, contains both the sensors and the valve under test. The motors are not submerged.

Claims (4)

REVENDICATIONS 1 - Procédé de contrôle de soupapes, caractérisé par le fait qu'il consiste à émettre par un émetteur d'ondes ultrasonores (1), dans un liquide (5) où est plongé la soupape (3), un faisceau ultrasonore dirigé sur la soupape et à recevoir le faisceau ayant traversé la soupape sur un récepteur d'ondes ultrasonores (2) fournissant un signal susceptible d'être traité par un calculateur (7), la soupape étant animée, pendant le contrôle, d'un mouvement de rotation autour de son axe de révolution, sans contact de la soupape avec l'emetteur ou le récepteur.1 - Method for controlling valves, characterized in that it consists in emitting by an emitter of ultrasonic waves (1), into a liquid (5) where the valve (3) is immersed, an ultrasonic beam directed on the valve and receiving the beam having passed through the valve on an ultrasonic wave receiver (2) providing a signal capable of being processed by a computer (7), the valve being rotated during the control around its axis of revolution, without contact of the valve with the transmitter or the receiver. 2 - Dispositif de contrôle pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un émetteur d'ondes ultrasonores (1) émettant un faisceau d'ondes sur la soupape plongée dans un liquide, un récepteur d'ondes ultrasonores (2) associé recevant le faisceau après traversée de la soupape, des moyens pour faire pivoter la soupape autour de son axe de révolution pendant le contrôle, et des moyens de traitement et de calcul (17) des signaux fournis par le récepteur d'ondes ultrasonores.2 - Control device for implementing the method according to claim 1, characterized in that it comprises an ultrasonic wave transmitter (1) emitting a wave beam on the valve immersed in a liquid, a receiver associated ultrasonic wave (2) receiving the beam after passing through the valve, means for pivoting the valve about its axis of revolution during the control, and means for processing and calculating (17) the signals supplied by the ultrasonic wave receiver. 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens motorisés pour déplacer l'émetteur et le récepteur dans le liquide de manière à balayer la zone contrôlée de la soupape.3 - Device according to claim 1, characterized in that it comprises motorized means for moving the transmitter and the receiver in the liquid so as to sweep the controlled area of the valve. 4 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il comporte un portique (10) portant un support rotatif (6) de la soupape, et des supports mobiles (14,16) de l'émetteur et du récepteur. 4 - Device according to claim 1 characterized in that it comprises a gantry (10) carrying a rotary support (6) of the valve, and mobile supports (14,16) of the transmitter and the receiver.
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