FR2675579A1 - Detecteur de defauts pour un materiau metallique, notamment une canalisation, et capteur de courants de foucault a champ distant destine a ce detecteur. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un détecteur de défauts pour un matériau métallique, notamment une canalisation, comportant un moyen (102) pour générer un signal de référence; une bobine d'excitation (EC) pour recevoir un signal d'excitation de même phase que le signal de référence, afin de générer des courants de Foucault à champ distant dans le matériau à tester; une bobine de réception (RC) espacée d'une distance prédéfinie de la bobine d'excitation pour recevoir lesdits courants, afin de produire un signal de réception; un moyen d'ajustement d'amplitude automatique (110) pour ajuster à un niveau constant le signal de réception; et un moyen générateur de données de défauts (113) pour comparer le signal de réception ajusté avec le signal de référence, afin de générer des données de défauts. L'invention concerne également un capteur de courants de Foucault à champ distant destiné à ce détecteur.
Description
Détecteur de défauts pour un matériau métallique, notamment une
canalisation et capteur de courants de Foucault à champ distant destiné à ce détecteur La présente invention concerne un détecteur de défauts pour un matériau métallique, permettant notamment d'assurer l'entretien et la gestion de canalisations, telles qu'un gazoduc enterré, une canalisation d'usine de produits chimiques et une canalisation d'échangeur de chaleur, à l'aide de la méthode des courants de Foucault à champ distant Elle concerne également un capteur de courants de Foucault à champ distant,
approprié pour un détecteur de défauts de ce type.
Pour détecter des défauts de matériaux métalliques, tels que des canalisations, à l'aide de la méthode des courants de Foucault à champ distant, un capteur de courants de Foucault à champ distant relié à un câble destiné à transmettre un signal, est introduit dans la canalisation et une tension d'excitation est fournie au capteur Le capteur comporte une bobine d'excitation et au moins une bobine de réception espacée du capteur, dans le sens de la longueur de la canalisation, d'une distance prédéterminée deux fois supérieure au diamètre de la canalisation Comme signal d'excitation appliqué, on utilise une fréquence relativement faible allant, par exemple, de quelques dizaines à quelques centaines de hertz, et comme tension d'excitation, une tension allant de plusieurs
volts à quelques dizaines de volts.
Les ondes électromagnétiques engendrées par le signal d'excitation sont divisées en deux catégories; l'une passe à travers l'épaisseur de la canalisation destinée à être testée, tandis que l'autre se propage dans la canalisation Cette dernière est rapidement atténuée et à peine propagée, car, si la canalisation est considérée comme étant un guide d'onde, elle possède une fréquence beaucoup plus faible que la fréquence de coupure En revanche, le première, appelée onde de propagation indirecte, se propage le long de la canalisation, à
l'extérieur de celle-ci, pour être progressivement atténuée.
Simultanément, une partie de la première onde retraverse l'épaisseur de la canalisation et pénètre dans celle-ci pour être reçue par la bobine
de réception.
Le signal reçu, détecté par la bobine de réception est très subtil (de plusieurs microvolts à quelques dizaines de microvolts), étant donné qu'il traverse deux fois la canalisation et que sa phase est modifiée par l'effet de peau, lorsqu'il traverse l'épaisseur de la canalisation Dans la méthode des courants de Foucault à champ distant, on utilise parfois à titre d'information le changement de phase qui présente une bonne linéarité par rapport à l'épaisseur de la canalisation. Selon la méthode des courants de Foucault à champ distant, lorsque le capteur de courants de Foucault comportant la bobine d'excitation et la bobine de réception est introduit dans la canalisation à tester, et qu'on le fait avancer à une vitesse constante, l'amplitude du signal reçu varie et une donnée de défaut détecté en phase est mêlée à un bruit de détection de phase, du fait que la constante diélectrique de la canalisation à tester n'est pas uniforme et que le capteur de courants de Foucault vibre sous l'effet du mouvement d'avancement Ainsi, la donnée de défaut détecté risque de se transformer en une donnée anormale De plus, lorsque l'on utilise un autre type de capteur de courants de Foucault dans lequel plusieurs bobines de réception sont disposées annulairement dans la paroi intérieure de la canalisation, il est difficile d'établir un diagnostic exact de la canalisation, car les
données de défauts anormales sont cumulées.
La méthode des courants de Foucault à champ distant peut être classée en deux types, à savoir, un type absolu dans lequel plusieurs bobines de réception sont disposées concentriquement en amont d'une bobine d'excitation, et un type différentiel comportant un groupe aval de bobines de réception disposées concentriquement, et un groupe amont de bobines de réception disposées en amont du groupe aval Dans le type absolu, les bobines du groupe des bobines de réception possèdent respectivement le même nombre de spires, et plusieurs bobines de réception sont raccordées à un appareil de mesure à l'aide d'un nombre voulu de paires de câbles pour produire un signal de capteur D'autre part, dans le type différentiel, toutes les bobines du groupe aval et du groupe amont des bobines de réception possèdent respectivement le même nombre de spires, et les bobines aval et amont sont connectées d'une manière différentielle les unes par rapport aux autres et raccordées à
un appareil de mesure à l'aide d'un nombre approprié de paires de câbles.
Si dans le capteur du type absolu, le signal de réception peut toujours être reçu dans une zone ne comportant aucun défaut, dans le capteur du type différentiel, le signal de réception peut à peine être reçu, excepté dans la zone présentant une configuration modifiée, telle qu'un défaut local, en raison de la connexion différentielle On peut également observer ce phénomène, lorsque l'on utilise un autre type de bobine de réception (bobine de direction perpendiculaire) dans laquelle une trajectoire magnétique suivie par les courants de Foucault à champ distant est disposée perpendiculairement à l'axe de la bobine d'excitation. Quand, dans la méthode de courants de Foucault à champ distant, on utilise le groupe de bobines de réception comportant des bobines du type différentiel ou des bobines de direction perpendiculaire, il est difficile, dans la zone normale du matériau à tester, d'obtenir un signal de réception suffisant pour permettre une détection de phase stable, et la donnée de défaut détecté en phase s'acccmpagne de bruit Par conséquent, la donnée de défaut risque de se transformer en donnée de
défaut anormale.
De plus, lorsque l'on utilise le capteur de courants de Foucault à champ distant, dans lequel plusieurs bobines de réception sont disposées annulairement dans la paroi intérieure de la canalisation, il est difficile d'établir un diagnostic exact de la canalisation en raison
du cumul de données de défauts anormales.
Dans le capteur du type différentiel, toutes les bobines de réception du groupe aval et du groupe amont des bobines de réception possèdent respectivement le même nombre de spires, et les bobines sont montées en nombre voulu en parallèle ou en série dans le groupe aval ou dans le groupe amont, les bobines aval et les bobines amont étant connectées d'une manière différentiel le les unes aux autres et raccordées à l'appareil de mesure au moyen d'un noebre approprié de paires de câbles. Bien qu'avec le capteur de courants de Foucault à champ distant du type absolu, il soit possible d'établir un diagnostic stable, du fait qu'un signal de détecteur d'un niveau relativement élevé peut être fourni et que le capteur est adapté pour la détection d'une zone de défaut à progression graduelle FW de la canalisation à tester, la sensibilité de détection des zones de défauts locaux FS est cependant faible et le capteur est souvent incapable de détecter des petites zones de défauts locaux FS Avec le capteur de courants de Foucault à champ distant du type différentiel, en revanche, bien que la zone de défaut puisse être détectée par la différence de niveau entre le groupe aval et le groupe amont des bobines de réception, et que le capteur présente un avantage en ce qui concerne la zone de défaut local FS en raison de sa sensibilité élevée, il est toutefois difficile d'obtenir un signal différentiel à partir de la zone de défaut à progression graduelle En outre, il est difficile de réaliser une détection de phase stable, car le signal
différentiel est trop faible.
Etant donné que dans ces deux types de capteurs de courants de Foucault à champ distant, on effectue une mesure non seulement à partir de la puissance et de la faiblesse du niveau de signal de détecteur, mais également en calculant la largeur ou la profondeur du défaut grâce à des caractéristiques de déphasage d'un signal de détecteur acquis, il est
important d'obtenir une stabilité de la détection de phase.
La présente invention se propose donc de supprimer les effets
de bruit de détection de phase.
A cet effet, la présente invention a pour but de proposer un détecteur de défauts pour un matériau métallique, tel qu'une canalisation, par exemple, capable d'atténuer un bruit de détection de phase en obtenant une stabilité du niveau de signal de réception par un ajustement automatique du signal reçu par la bobine de réception à un niveau prédéterminé, et permettant d'améliorer un rapport S/N de données
de défauts grâce à cette atténuation du bruit de détection de phase.
Un autre but de la présente invention consiste à proposer un détecteur de défauts pour un matériau métallique, qui permette d'éviter le cumul des données de défauts anormales dû à un bruit de détection de phase inclus dans de nombreuses données de défauts, dans le cas de l'utilisation d'un capteur de courants de Foucault à champ distant
comportant plusieurs bobines de réception.
L'invention a également pour but de proposer un détecteur de défauts pour un matériau métallique, qui permette d'éviter la production de données de défauts anormales en superposant au signal de réception produit par la bobine de réception un signal de courant alternatif ayant
une phase et une amplitude prédéterminées.
Un but additionnel de l'invention est de proposer un détecteur de défauts pour un matériau métallique, capable d'empêcher le cumul de données de défauts anormales dû à un bruit de détection de phase inclus dans les données de défauts, en utilisant un capteur de courant de Foucault à champ distant comportant plusieurs bobines de réception
disposées annulairement dans la paroi intérieure de la canalisation.
Un but supplémentaire de la présente invention est de proposer un capteur de courants de Foucault à champ distant qui soit adapté à ce détecteur de défauts pour un matériau métal 1 ique, et capable de produire un signal de capteur permettant d'obtenir une donnée de phase stable en ce qui concerne aussi bien un défaut à progression graduelle qu'un défaut local, en utilisant une configuration dans laquelle le nombre de spires des bobines de réception aval est supérieur à celui des bobines de
réception amont.
Pour atteindre les buts ci-dessus et selon un premier aspect de la présente invention, un détecteur de défauts pour un matériau métallique, notamment une canalisation, comporte un moyen générateur de signal de référence destiné à générer un signal de référence; une bobine d'excitation destinée à recevoir un signal d'excitation ayant une phase identique à celle du signal de référence, afin de générer des courants de Foucault à champ distant dans le matériau métallique destiné à être testé; une bobine de réception espacée d'une distance prédéterminée de la bobine d'excitation, en vue de recevoir les courants de Foucault à champ distant, afin de produire un signal de réception; un moyen d'ajustement d'amplitude automatique destiné à ajuster à un niveau constant le signal de réception obtenu à partir de la bobine de réception; et un moyen générateur de données de défauts destiné à comparer le signal de réception ajusté par le moyen d'ajustement d'amplitude automatique avec le signal de référence, afin de générer des
données de défauts.
Le signal d'excitation fourni par le moyen générateur de signal de référence est transmis à la bobine d'excitation Le signal de réception produit par la bobine de réception est transmis à un module de traitement de signal de réception, prévu dans un circuit de signal de réception Un signal de comparaison généré par un moyen générateur de signal de comparaison prévu dans le moyen générateur de signal d'excitation et transmis au module de traitement de signal de réception, est soumis à une comparaison de phase par un comparateur de phase, et un niveau d'amplitude du signal de réception est automatiquement ajusté dans un circuit AGC Un bruit de détection de phase inclus dans les données de défauts produites par le comparateur de phase est ainsi atténué, d'o
un meilleur rapport S/N des données de défauts.
Selon un autre aspect de l'invention, un détecteur de défauts pour un matériau métallique, notamment une canalisation, comporte un moyen générateur de signal de référence destiné à générer un signal de référence; une bobine d'excitation destinée à recevoir un signal d'excitation ayant une phase identique à celle du signal de référence, afin de générer des courants de Foucault à champ distant dans le matériau métallique destiné à être testé; une bobine de réception espacée d'une distance prédéterminée de la bobine d'excitation, en vue de recevoir les courants de Foucault à champ distant, afin de produire un signal de réception; un moyen générateur de signal de courant alternatif destiné à générer un signal de courant alternatif à niveau constant par un décalage de phase du signal de référence suivant un angle de phase prédéterminé; un moyen additionneur de signal destiné à ajouter au signal de réception le signal de courant alternatif fourni par le moyen générateur de signal de courant alternatif; un moyen générateur de données de défauts détectés destiné à comparer le signal de courant alternatif ajouté par le moyen additionneur et le signal de réception
avec le signal de référence, afin de générer des données de défauts.
Le détecteur de défauts selon les deux aspects de l'invention peut également comporter plusieurs bobines de réception, plusieurs moyens d'ajustement d'ampl itude automatiques et plusieurs moyens générateurs de
données de défauts détectés.
Lorsqu'un signal d'excitation est appliqué à la bobine d'excitation du capteur de courants de Foucault à champ distant, un signal de réception est engendré dans les bobines de réception Un fois un bruit en phase éliminé du signal de réception par un amplificateur différentiel d'une interface de signal de réception et une composante de haute fréquence de celui-ci éliminée par un filtre passe-bas, le signal de réception est délivré à une seconde entrée de l'additionneur D'autre part, le signal d'excitation fourni à la borne additionneuse du module de traitement de signal d'addition est atténué à un niveau déterminé par un moyen de réglage d'amplitude de l'atténuateur d'un module générateur de signal d'addition Puis, si un angle de phase prédéterminé par un organe de réglage d'angle de phase prévu dans le dispositif de changement de phase est fixé à 15 degrés, par exemple, un signal d'addition ayant un décalage d'angle de phase de 15 degrés est fourni à une première
entrée du module de traitement de signal de réception.
L'invention concerne également un capteur de courants de Foucault à champ distant, comportant une bobine d'excitation destinée à générer des courants de Foucault à champ distant en direction d'un matériau métallique destiné à être testé; au mins une première bobine de réception espacée d'une distance prédéterminée de la bobine d'excitation, en vue de recevoir les courants de Foucault à champ distant; et au moins une seconde bobine de réception espacée de la bobine d'excitation d'une distance plus grande que la distance prédéterminée, en vue de recevoir les courants de Foucault à champ distant, le nombre de spires de la seconde bobine de réception étant inférieur à celui de la première bobine de réception Des données de défauts stables peuvent par conséquent être obtenues en ce qui concerne aussi bien des défauts
à progression graduelle que des défauts locaux.
Ces buts, caractéristiques et avantages de la présente
invention, et bien d'autres, ressortiront clairement de la description
détaillée suivant de modes de réalisation préférés de celle-ci, donnée à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: la Figure 1 est un schéma-bloc d'un premier mode de réalisation d'un détecteur de défauts pour un matériau métal l ique, selon la présente invention, la Figure 2 est un schéma-bloc d'un second mode de réalisation du détecteur de l'invention, la Figure 3 est un schéma-bloc d'un capteur de courants de Foucault à champ distant selon l'invention, la Figure 4 est un diagramme de vecteurs de signaux d'une canalisation en bon état, associé à la Figure 1, la Figure 5 est un diagramme de changement de vecteurs de signaux d'un défaut à progression graduelle, associé à la Figure 1, la Figure 6 est un diagramme de changement de vecteurs de signaux d'un défaut local associé à la Figure 1, et la Figure 7 est une courbe caractéristique illustrant la variation du niveau de signal en fonction de la distance entre une bobine
d'excitation et une bobine de réception.
En référence à la Figure 1, un détecteur de défauts pour un matériau métallique, selon la présente invention ccmporte un capteur de courants de Foucault PRB qui se capose d'une bobine d'excitation EC et d'une ou de plusieurs bobines de réception R Cn (pour les besoins de la
description, N correspond à un chiffre allant de 1 à 9); un circuit
générateur de signal d'excitation 101 constitué d'un générateur de signal de référence 102, d'un amplificateur de sortie de signal d'excitation 103 et d'un circuit générateur de signal de ccmparaison 104; et un circuit de signal de réception RCO qui ccmprend plusieurs modules de traitement de signaux de réception RQ; à RQ Une borne Tt située côté excitation du circuit générateur de signal d'excitation 101 et des bornes R Tl et RT 2 situées côté réception des modules de traitement de signaux de réception RQ t à RQ j du circuit de signal de réception ROC sont raccordées à des paires PO à Pl de câbles CBL Un signal d'excitation f, produit par la paire de câbles P est reçu dans la bobine d'excitation EC et un signal de réception fi à f 5 est transmis par les paires de câbles P, à Pi Grâce à l'utilisation d'un câble CBL spécial dans lequel le signal d'excitation possède une tension supérieure à celle du signal de réception fi à fs, un signal de comparaison F 1 à Fs peut avoir une phase identique à celle du
signal d'excitation f 0.
Chacune des bornes de réception RT 1 et RT 2 des modules de traitement de signaux RQ 1 à RQ S du circuit de signal de réception ROC est raccordée au côté entrée d'un amplificateur différentiel d'une interface de signal de réception 105 Le côté sortie de l'amplificateur différentiel est relié au côté entrée d'un circuit AGC 110 par l'intermédiaire d'un filtre passe-bas 107, d'un amplificateur de réception 108 et d'un filtre passe-bande 109 Un bruit hcmopolaire généré dans les paires de câbles Pl à P, est éliminé par l'amplificateur différentiel Une composante de haute fréquence du signal de réception f 1 à fg produit par l'amplificateur différentiel 106 est éliminée par le filtre passe-bas 107 Le signal de réception fl à f, dont la ccmposante de haute fréquence a été é 1 iminée par le fil tre passe-bas 107 est fourni
au côté entrée du circuit AGC 110 par l'intermédiaire du filtre passe-
bande 109 Apres avoir été converti à un niveau prédéterminé d'amplitude par le circuit AGOC 110, le signal de réception est fourni à un conformateur d'ondes 111 Le côté sortie du conformateur d'ondes 111 est relié à l'une des entrées d'un comparateur de phase 112 L'autre entrée du comparateur de phase 112 est reliée à une borne de réception RT 3 par l'intermédiaire d'un dispositif générateur de signal de détection de
défaut 113.
Chacune des bornes de réception R Tt des modules de traitement de signal de réception RQ t à RQ t est reliée à des bornes d'excitation Tl à T, du circuit générateur de signal d'excitation 101 Chaque comparateur de phase 112 des modules de signal de réception RQ, à RQ $ compare le signal de réception f, à fa introduit dans l'une de ses entrées
avec les signaux de carparaison FI à F 5 introduits dans son autre entrée.
Dans le mode de réalisation du détecteur de défauts construit coame indiqué ci-dessus, étant donné que le niveau d'amplitude du signal de réception f 1 à fs du côté sortie du filtre passe-bande 109 est automatiquement ajusté à un niveau prédéterminé par le circuit AGG 110, le niveau de signal de réception fourni au comparateur de phase 12 ne change pas, même si la perméabilité magnétique d'une canalisation destinée à être testée n'est pas uniforme Ainsi, un bruit de détection de phase accompagnant la donnée de défaut produite à partir du comparateur de phase 112, peut s'atténuer et un rapport S/N de la donnée de détection de défaut peut être amélioré par cette atténuation du bruit de détection de phase S'il est prévu plusieurs bobines de réception, plusieurs moyens d'ajustement d'amplitude automatiques et plusieurs générateurs de données de défauts, un cumul de données de défauts anormales dû au bruit de détection de phase inclus dans les données de
défauts peut être évité.
En se référant maintenant à la Figure 2 qui représente un second mode de réalisation d'un détecteur de défauts pour un matériau métallique selon la présente invention, on peut voir que celui comporte un capteur de courants de Foucault à champ distant PRB qui se compose d'une bobine d'excitation EC et d'une ou de plusieurs bobines de réception Ron (pour une commodité d'illustration, N correspond à un chiffre allant de 1 à 9, et une bobine différentielle peut être utilisée); un circuit générateur de signal d'excitation 201 pourvu d'un générateur de signal de référence 202, d'un amplificateur générateur de signal d'excitation 203 et d'un circuit générateur de signal de comparaison 204; et des circuits de signaux de réception RCD O à RCI qui comprennent respectivement des modules de traitement de signal de réception RQ t à RQ y, des modules générateurs de signal d'addition RA à Rh et des interfaces de signaux
de réception R Bs à RB%.
Le côté sortie du générateur de signal de référence 202 du circuit générateur de signal d'excitation 201 est relié au côté entrée de l'amplificateur de signal d'excitation 203 dont le côté sortie est relié à une borne de transmission T O La borne de transmission T O est reliée à la bobine d'excitation EC du capteur de courants de Foucault à
champ distant PRB par l'intermédiaire d'une paire PO de câbles CBL.
Chacune des bobines de réception RC à Rq est raccordée aux bornes de réception RT 2 et RT 3 des circuits de signal de réception RC à Rq par l'intermédiaire des paires Pl à Pe de câbles CBL La paire de câbles PO reçoit le signal d'excitation f 0, tandis que les paires de câbles Pl à Ps transmettent le signal de transmission fi à ff La borne de transmission Ti est reliée à une borne additionneuse RT 1 des circuits de signal de
réception RCC à RC Cl.
Le côté sortie du générateur de signal de référence 202 du circuit générateur de signal d'excitation 201 est relié au côté entrée du circuit générateur de signal comparateur 204 et neuf sorties du circuit générateur de signal de référence 204 sont reliées aux bornes de signal de référence Tl à Tl Les bornes de signal de référence Tl à Tt sont reliées à une borne de comparaison RT 4 des circuits de signal de réception
ROC à R Oqc.
Les modules générateurs de signal d'addition RAI à R Ai comportent un atténuateur 205, un dispositif de réglage d'amplitude 205 a, un compensateur de phase 206 et un dispositif de réglage d'angle de phase 206 a Le côté entrée de l'atténuateur 205 est relié à la borne additionneuse RTI, tandis que son côté sortie est relié au côté entrée du ccmpensateur de phase 206 Le compensateur de phase 206 a son côté sortie relié à l'une des entrées d'un additionneur 211 décrit ci-après des modules de traitement de signal de réception RQ X à RQ Des interfaces de signal de réception RB, à R Bi sont respectivement raccordées à un amplificateur différentiel 207, à un filtre passe-bas 208, à un ampl ificateur de réception 209 et à un filtre passe-bande 210 La sortie de 1 'amplificateur différentiel 207 est rel iée à l'autre entrée de l'additionneur 211 par l'intermédiaire du filtre
passe-bas 208, de l'amplificateur de réception 209 et du filtre passe-
bande 210.
il Les modules de traitement de signaux de réception RQ I à RQ com Tportent l'additionneur 211, un circuit conformateur d'ondes 212, un comparateur de phase 213 et un dispositif générateur de donnée de défaut 214 Chacun des compensateurs de phase 206 des modules générateurs de signal d'addition RAI à RP est raccordé à l'une des entrées de l'additionneur 211 et chacun des filtres passe-bande 210 des interfaces de signal de réception RE, à REB est raccordé à l'autre entrée de l'additionneur 211 Le côté sortie de l'additionneur 211 est relié à une borne de donnée de défaut R Ts par l'intermédiaire du circuit conformateur d'onde 212, du comparateur de phase 213 et du dispositif générateur de signal de détection de défaut 214 Les bornes de signal de comparaison Ti à Tl du circuit générateur de signal d'excitation 201 sont reliées à l'entrée de comparaison du comparateur de phase 213 par l'intermédiaire des bornes de comparaison RT 1 respectives des côtés entrée des modules de
traitement de signal de réception RQ t à RQ à.
Dans le détecteur de défauts qui présente la construction ci-
dessus illustrée sur la Figure 2, lorsqu'un signal d'excitation f, est fourni à la bobine d'excitation EC du capteur de courants de Foucault à champ distant PRB, un signal de réception fl à fi est généré dans les bobines de réception RC à RC, Le signal de réception f, à f) dont le bruit en phase a été éliminé par l'amplificateur différentiel 207 et dont la composante de haute fréquence a été éliminée par le filtre passe- bas 208, est délivré à la seconde entrée de l'additionneur 211 D'autre part, le signal d'excitation f appliqué à la borne additionneuse RT 1 des modules de traitement de signal ROC, à ROC, est atténué à un niveau défini dans le dispositif de réglage d'amplitude 205 a de l'atténuateur 205 des modules générateurs de signal d'addition RA à R, Si, dans le compensateur de phase 206 un angle de phase est fixé à un angle de phase prédéterminé, égal à 15 degrés, par exemple, dans un dispositif de réglage d'angle de phase 206 a, un signal d'addition dont 1 'angle de phase est décalé de 15 degrés est ensuite transmis à l'une des entrées des modules de traitement de signal de réception RQ t à RQ j Dans l'additionneur 211, étant donné que le signal de réception ft à fs généré dans une canalisation à tester est additionné du signal d'addition, un bruit de phase est assurément éliminé par ledit additionneur 211 et le signal de réception f O à ft qui a un niveau constant, est appliqué à
partir du côté sortie de l'additionneur 211 au comrparateur de phase 213.
Une détection de phase stable peut ainsi être réalisée dans ce dernier.
Etant donné qu'une détection de phase stable peut être réalisée, une donnée de défaut normale est fournie à la borne de donnée de défaut R Ts, ce qui permet d'éviter une erreur de diagnostic concernant la configuration, la profondeur et l'emplacement de la zone défectueuse, du
fait d'un curmul de données de défauts anormales du au bruit. Sur la Figure 3 qui i lustre un mode de réalisation d'un capteur de
courants de Foucault à champ distant selon la présente invention, MO désigne une bobine d'excitation Une ou plusieurs bobines de réception aval F Cn (n correspond à un chiffre allant de 1 à 6) sont disposées en amont de la bobine d'excitation MO, à une distance prédéterminée
(approximativement deux fois supérieure au diamètre de la canalisation).
Les bobines de réception aval FCI à F O I sont prévues pour être espacées les unes des autres de 60 degrés par rapport à une canalisation destinée à être testée 301 Plus précisément, la bobine de réception aval FQ, est disposée suivant une orientation correspondant à midi, FQ, suivant une orientation correspondant à deux heures et Fq suivant une orientation correspondant à dix heures Les bobines de réception aval FC à FC; sont respectivement rnmontées en série, des câbles FL 1 et FL 4 tirés à partir de celles-ci étant reliés à des bornes 302 c et 302 a d'une bobine différentielle 302 De plus, une ou plusieurs bobines de réception amont R Cn (n correspondant à un chiffre allant de 1 à 6) sont disposées en amont des bobines de réception aval FCI à FCI Le noebre de spires des bobines amont RCI à R Cl est inférieur à celui des bobines de réception aval F 01 à F O Les bobines amont RCI à RC 1 sont respectivement disposées suivant les nêmes orientations que les bobines de réception aval FC, à Fi Autrement dit, la bobine de réception amont R Cj est disposée suivant
une orientation correspondant à midi.
Les bobines de réception amont RCI à R Ci sont montées en série et reliées à des bornes 302 c et 303 b de la bobine différentielle 302 par
l'intermédiaire de câbles RL, et RLI.
Les bobines de réception amont R Cn et les bobines de réception aval F Cn ont respectivement l'une de leurs extrémités reliées entre elles, tandis que leur autre extrémité est tirée pour établir une liaison différentielle par fil entre les bobines de réception aval F Cn et les bobines de réception amont R Cn Cette construction de liaison par fil
permet de supprimer la bobine différentielle.
Ccmue on peut le voir sur la Figure 4, lorsque le capteur de courants de Foucault à champ distant construit comne indiqué ci-dessus est placé dans une zone en bon état de la canalisation, un vecteur de
signal I (dans cette description les références 1, Il désignent des
vecteurs) au niveau des bobines de réception aval F Cn possède une phase R identique à celle d'un vecteur de signal il au niveau des bobines de réception amont R Cn, puisque ces bobines sont toutes disposées dans une position adjacente Un vecteur Il I représente un vecteur différentiel de la liaison différentielle par fil Ili est égal à I moins H 1 et possède un phase R, puisqu'ils ont des directions identiques La détection du vecteur de signal til par rapport à un vecteur de signal Xi permet
d'obtenir une donnée de phase R de la zone en bon état.
Traditionnellement, étant donné que le vecteur 1 ii a une valeur faible dans l'équation I Il = III, la détection de phase devient instable et il est impossible d'obtenir une donnée stable Dans le capteur de courants de Foucault à champ distant de la présente invention, cependant, étant donné que non seulement un niveau de signal des bobines de réception aval FC-n est supérieur à celui des bobines de réception amont R Cn dont la distance par rapport à la bobine d'excitation MC est plus grande que celle des bobines de réception aval F On, mais également le nombre de spires des bobines de réception aval F Cn est supérieur à celui des bobines de réception amont, un niveau de signal supplémentaire est par conséquent ajouté, ce qui permet d'obtenir un niveau suffisant du
vecteur différentiel Ili pour réaliser une détection de phase stable.
La Figure 5 illustre un changement des vecteurs de signaux, relatif à une importante zone de défaut à progression graduelle FW Sur cette figure, I désigne le vecteur de signal d'une zone en bon état au niveau des bobines de réception aval F Cn, il le vecteur de signal de la zone en bon état au niveau des bobines de réception amont F Cn, et il le vecteur de signal de la zone en bon état au niveau de la liaison différentielle par fil Du fait que la zone de défaut à progression graduelle FW couvre une large surface, les bobines de réception aval et les bobines de réception amont sont toutes comprises dans la zone de défaut, et les deux vecteurs de signaux changent simultanément En outre, IV désigne le vecteur de signal d'une zone de défaut à progression graduelle au niveau des bobines de réception aval F Cn, V le signal de vecteur de la zone de défaut à progression graduelle au niveau des bobines de réception amont R Cn, et VI le vecteur de signal de la zone de défaut à progression graduelle au niveau de la liaison différentiel le par fil VI est comris dans la zone de défaut à progression graduelle FW, par conséquent, cette zone de défaut à progression partielle FW peut être détectée grâce à la différence de phase entre III et VI. Sur la Figure 6, I désigne un vecteur de signal d'une zone en bon état au niveau des bobines de réception aval F Cn, et II un vecteur de signal de la zone en bon état au niveau des bobines de réception amont R Cn, 1 I I désignant un vecteur de signal de la zone en bon état au niveau de la liaison différentielle par fil Du fait que la zone de défaut local s'étend sur une faible surface, seules les bobines de réception aval F Cn sont comprises dans la surface du défaut Si l'on considère le cas dans lequel seul le vecteur de signal I change, IV correspond au vecteur de signal de la zone de défaut local au niveau des bobines de réception aval F Kn, tandis que V correspond au vecteur de signal de la zone de défaut local au niveau de la liaison différentielle par fil La zone de défaut
local FS peut être détectée par la différence de phase entre V et Ili.
La Figure 7 illustre un niveau de réception correspondant à une distance entre la bobine d'excitation MO et les bobines de réception aval et miont F Cn et R Cn Sur cette figure, un axe horizontal indique la distance différentielle (MC F Cn ou R n), tandis qu'un axe vertical indique le niveau de signal Lorsque l'on utilise des bobines de réception aval possédant un plus grand noebre de spires que des bobines de réception amont, le nombre de spires doit être augmenté, afin de compenser la diminution du niveau de réception Il ressort par conséquent de cette courbe caractéristique, que lorsque l'on dispose en aval des bobines de réception aval F Cn ccmportant un plus grand nombre de spires que des bobines de réception amont R Cn, une augmentation du niveau de signal due à ce positionnement proche de la bobine d'excitation et une augmentation du niveau de signal due au plus grand nonbre de spires,
s'additionnent pour donner un niveau de signal stable.
Le capteur de courants de Foucault à champ distant de la présente invention a donc comne avantage que, comparativement aux systèmes de l'art antérieur, il permet d'obtenir des données de phase plus stables en ce qui concerne aussi bien la zone de défaut à
progression graduelle que la zone de défaut local.
Bien que la description précédente ait porté sur des modes de
réalisation préférés de l'invention, il est bien entendu que celle-ci ne se limite pas aux exemples spécifiques décrits et illustrés ici, et l'homme de l'art comprendra aisément qu'il est possible d'y apporter de nombreux changements et variantes, sans pour autant sortir du cadre de l'invention Par exemple, le nombre des bobines de réception aval et de bobines de réception amont n'est pas limité à six Les bobines de réception peuvent être montées en parallèle et non en série, et n'importe quel nombre de bobines peut être choisi De même, le mode de connexion entre les bobines de réception aval et amont F Cn et R Cn n'est pas limité au mode de réalisation ci-dessus, n'importe quel câblage capable de remplir la fonction différentielle peut permettre d'obtenir les mêmes avantages.
Claims (6)
1 Détecteur de défauts pour un matériau métal 1 ique, notan Tent une canalisation, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen générateur de signal de référence ( 102) destiné à générer un signal de référence; une bobine d'excitation (EC) destinée à recevoir un signal d'excitation ayant une phase identique à celle du signal de référence, afin de générer des courants de Foucault à champ distant dans le matériau métallique destiné à être testé; une bobine de réception (RC) espacée d'une distance prédéterminée de la bobine d'excitation (EC), en vue de recevoir les courants de Foucault à champ distant, afin de produire un signal de réception; un moyen d'ajustement d'amplitude automatique ( 110) destiné à ajuster à un niveau constant le signal de réception obtenu à partir de la bobine de réception; et un moyen générateur de données de défauts ( 113) destiné à comparer le signal de réception ajusté par le moyen d'ajustement d'amplitude autamatique avec le signal de référence, afin
de générer des données de défauts.
2 Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu plusieurs bobines de réception (E Cn), plusieurs moyens d'ajustement d'amplitude automatiques ( 110) et plusieurs moyens
générateurs de données de défauts ( 113).
3 Détecteur de défauts pour un matériau métal 1 ique, notamment une canalisation, caractérisé en ce qu'il ccmporte un moyen générateur de signal de référence ( 202) destiné à générer un signal de référence; une bobine d'excitation (EC) destinée à recevoir un signal d'excitation ayant une phase identique à celle du signal de référence, afin de générer des courants de Foucault à champ distant dans le matériau métallique destiné à être testé; une bobine de réception (RC) espacée d'une distance prédéterminée de la bobine d'excitation (EC), en vue de recevoir les courants de Foucault à champ distant, afin de produire un signal de réception; un moyen générateur de signal de courant alternatif destiné à générer un signal de courant alternatif à niveau constant par un décalage de phase du signal de référence suivant un angle de phase prédéterminé; un moyen additionneur de signal ( 211) destiné à ajouter au signal de réception le signal de courant alternatif fourni par le moyen générateur de signal de courant alternatif; un moyen générateur de données de défauts ( 214) détectés destiné à comparer le signal de courant alternatif ajouté par le moyen additionneur et le signal de réception
avec le signal de référence, afin de générer des données de défauts.
4 Détecteur selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il est prévu plusieurs bobines de réception, plusieurs moyens d'ajustement d'amplitude automatiques et plusieurs moyens générateurs de données de défauts. Détecteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que
l'angle de phase est égal à 15 degrés.
6 Capteur de courants de Foucault à champ distant, caractérisé en ce qu'il conmporte une bobine d'excitation (MC) destinée à générer des courants de Foucault à champ distant en direction d'un matériau métallique destiné à être testé; au moins une première bobine de réception (FC) espacée d'une distance prédéterminée de la bobine d'excitation (MO), en vue de recevoir les courants de Foucault à champ distant; et au moins une seconde bobine de réception (RC) espacée de la bobine d'excitation (MC) d'une distance plus grande que la distance prédéterminée, en vue de recevoir les courants de Foucault à champ distant, le nombre de spires de la seconde bobine de réception (RC) étant
inférieur à celui de la première bobine de réception (FC).
7 Capteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les première et seconde bobines de réception (F 0, R<) sont montées en
parallèle ou en série respectivement.
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