FR2709348A1 - Procédé et dispositif pour le contrôle d'objets allongés dont la coupe transversale diffère éventuellement de la forme circulaire. - Google Patents

Abstract

Procédé et dispositif pour le contrôle d'objets allongés, dont la coupe transversale diffère éventuellement de la forme circulaire par au moins une bobine exploratrice (11) qui est traversée par un objet à tester (12) et dont la coupe transversale pour la traversée du plan de la bobine est prédéterminée, en particulier par une bobine à courant de Foucault, caractérisés en ce que la position de la bobine exploratrice (11) est modifiée par basculement de manière à présenter, vu dans le sens de passage (18) de l'objet, une coupe transversale d'exploration différente de la coupe transversale pour la traversée du plan de la bobine.

Description

L'invention se rapporte à un procédé pour le contrôle d'objets allongés,

dont la coupe transversale diffère éventuellement de la forme circulaire, par au moins une bobine exploratrice qui est traversée par un objet à tester et dont la coupe transversale pour la traversée du plan de la bobine est prédé- terminée, en particulier par une bobine à courant de Foucault, ainsi qu'un dispositif de contrôle pour la mise en oeuvre de

ce procédé comprenant au moins une bobine exploratrice présen-

tant un plan de bobine dont la coupe transversale pour la

traversée du plan de la bobine est prédéterminée, et éventuel-

lement un élément pour le logement de la bobine exploratrice.

L'invention se réfère en particulier au problème de contrôle

des produits semi-finis métalliques dont la coupe transversa-

le diffère de la forme circulaire, pour détecter les défauts

de surface de manière continue, complète et sans dommage.

Des contrôles de défauts de surface dans le cadre des contrô-

les de qualité des produits semi-finis métalliques, tels que des fils métalliques, des barres ou tubes sont souvent à l'heure actuelle exécutés sur la base de la technique des courants de Foucault. Un appareil connu de ce type pour le contrôle d'objets à tester de section transversale circulaire présente une bobine exploratrice dont la coupe transversale de traversée du plan de la bobine est circulaire, bobine qui

peut être mise en place par exemple dans la ligne de fabrica-

tion d'un produit semi-fini de sorte que l'objet à tester traverse la bobine exploratrice. La bobine exploratrice soumise à une tension alternative à haute fréquence induit alors des courants de Foucault à haute fréquence dont les champs magnétiques induits sont détectés en tant que signal de mesure par la bobine exploratrice. Des défauts de surfaces des objets à tester provoquent des perturbations au niveau des courants de Foucault et ainsi des modifications du signal de mesure. Le signal de détection est obtenu habituellement à partir de la comparaison des coupes transversales voisines de

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la matière à tester. Pour la réception d'un signal de mesure

significatif, il faut que la bobine exploratrice soit relati-

vement près de la surface à tester.

L'objet de l'invention est de créer un procédé permettant de contrôler des objets dont la coupe transversale diffère de la

forme circulaire à l'aide de bobines exploratrices de préfé-

rence de fabrication facile et présentant des formes simples de coupes transversales pour la traversée du plan de bobine

ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel contrô-

le. Le dispositif doit être en particulier adaptable aux

diverses formes des coupes transversales des objets à tester.

Pour résoudre ce problème, l'invention crée un procédé qui est caractérisé par le fait que la position de la bobine

exploratrice est modifiée par basculement de manière à présen-

ter, vu dans le sens de passage de l'objet, une coupe trans-

versale d'exploration différente de la coupe transversale pour la traversée du plan de la bobine, le dispositif destiné à la mise en oeuvre du procédé comprenant au moins une bobine exploratrice présentant un plan de bobine dont la coupe transversale pour la traversée du plan de la bobine est prédéterminée, en particulier une bobine à courant de Foucault, et comprenant éventuellement au moins un élément pour le montage de la bobine exploratrice, se caractérise par le fait que le plan de la bobine est placé de manière à basculer autour d'un axe de basculement par rapport au sens de passage et que, vu dans le sens de passage de l'objet à

tester, la bobine exploratrice présente une coupe transver-

sale d'exploration différente de la coupe transversale pour

la traversée du plan de la bobine.

Conformément à l'invention, au moins une bobine exploratrice, en particulier une bobine a courant de Foucault, est disposée par rapport à un objet à tester qui la traverse de sorte que,

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vu dans le sens de passage de l'objet et de dessus perpendicu-

lairement à la bobine exploratrice, sa coupe transversale de détection, appelée ici coupe transversale de traversée du plan de bobine, puisse différer de la forme circulaire. Si la coupe transversale de détection de la bobine exploratrice est adaptée à la forme de la coupe transversale de l'objet à tester de manière que la distance entre l'objet et la bobine exploratrice soit faible et approximativement identique sur toute la périphérie de l'objet à tester, l'effet d'alternance entre la bobine exploratrice et l'objet à tester est aussi sensiblement identique sur toute la périphérie de l'objet à

tester. Des défauts de même nature génèrent donc, indépendam-

ment de leur position sur la périphérie de l'objet à tester,

des signaux de mesure de même nature, ce qui permet des résul-

tats particulièrement faciles à interpréter pour le contrôle

de la matière.

Les bobines exploratrices conformes à l'invention ne sont pas limitées, dans leur coupe transversale de traversée du plan

de bobine, à la forme circulaire. Des bobines de coupe trans-

versale essentiellement rectangulaire dont les coins peuvent

être éventuellement arrondis, celles dont les coupes trans-

versales de traversée du plan de bobine présentent des formes plus complexes sont envisageables. Cependant, des bobines exploratrices circulaires sont préférées d'un point de vue

technique de fabrication et en raison de la relative simpli-

cité des calculs.

En particulier pour le contrôle d'objets à tester de coupe

transversale elliptique, une forme de réalisation est parti-

culièrement avantageuse pour laquelle la bobine exploratrice est ellemême circulaire et le plan de bobine est placé suivant un angle d'incidence s'écartant de 90 par rapport au sens de passage de l'objet à tester. Dans le cas d'une bobine exploratrice dont la coupe transversale de

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détection elliptique est générée par un angle d'incidence

s'écartant de 90 , le rapport radial de l'ellipse est essen-

tiellement déterminé par la grandeur de l'angle d'incidence.

Cela est valable en particulier quand la bobine exploratrice non basculée est courte vue dans le sens de passage. Pour le contrôle de pièces à tester avec des rapports radiaux divers, il est avantageux de disposer le plan de bobine de manière à ce qu'il bascule par rapport au sens de passage de l'objet à tester. Cela pourrait s'effectuer du fait que l'ensemble du dispositif de contrôle traditionnel avec la bobine exploratrice soit basculant, par l'intermédiaire par exemple de pieds réglables. Mais ceci peut également être réalisé de manière avantageuse par le biais d'un montage de la bobine exploratrice à l'intérieur ou sur un élément de logement du dispositif de contrôle, la bobine exploratrice

étant rotative autour d'un axe désigné ici comme axe de bas-

culement. L'axe de basculement peut s'étendre tout aussi bien

tangentiellement par rapport au diamètre interne de la bobi-

nes ou par rapport à une fixation de la bobine exploratrice, que parallèlement à une sécante ou à un diamètre de la bobine exploratrice. Si l'axe de basculement est parallèle au diamètre, il est avantageux qu'au moment du basculement, le centre de la bobine exploratrice ne modifie pas sa position

par rapport à l'élément de logement du dispositif respecti-

vement par rapport à l'objet traversant la bobine.

Un basculement de la bobine exploratrice autour de l'axe de basculement peut être par exemple obtenu par le fait qu'à

proximité de la périphérie de la bobine exploratrice respec-

tivement de la fixation maintenant la bobine exploratrice, sont disposés du côté du logement un ou plusieurs paliers dans lesquels des pièces fixées à la bobine exploratrice, par exemple des arbres, sont logées de manière rotative. On peut également envisager des pieèces fixes, telles que des arbres,

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côté logement, qui s'engagent dans des paliers se trouvant sur la bobine exploratrice respectivement sur une fixation correspondante. Les endroits des paliers et l'orientation de l'axe de la rotation possible dans les paliers déterminent la courbe de l'axe de basculement. Pour le logement d'une bobine exploratrice, un palier peut suffire et être disposé sur ou à

l'intérieur d'un élément de logement du dispositf de contrô-

le. Le montage des bobines exploratrices est cependant rendu

particulièrement stable par deux paliers diamétralement op-

posés à deux endroits de la périphérie de la bobine explora-

trice qui permettent un basculement de la bobine exploratrice

autour de son diamètre.

Des paliers à roulement à billes ou à rouleaux directement sur l'élément de logement du dispositif de contrôle sont envisageables. Ainsi des bobines exploratrices basculantes seraient facilement réalisables. Dans un but de plus grande variabilité du dispositif de contrôle, les paliers peuvent être également disposés sur un élément coulissant ou sur un élément rotatif mobile, englobant de manière éventuelle du moins partiellement la bobine exploratrice. L'application ne doit pas s'effectuer directement sur l'élément de logement ou sur l'élément rotatif ou sur l'élément coulissant. Des moyens de support de palier peuvent être disposés également entre la bobine exploratrice et l'élément, surnommé élément de palier,

sur lequel est logée la bobine exploratrice. Cela peut repré-

senter un avantage particulièrement dans le cas d'un change-

ment de bobines exploratrices de diamètre différent, par exemple pour une adaptation du dispositif à des objets à

tester présentant des dimensions et/ou formes de coupe trans-

versale autres. Pour ce faire, il faudrait simplement fixer les moyens de support de palier qui peuvent être associés à

la bobine exploratrice de manière fonctionnelle, sur l'élé-

ment de palier rigidement, mais de préférence mobile, par exemple à l'aide de vis. Ainsi les éléments de support de

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palier peuvent être logés de manière mobile par rapport à l'élément de palier dans des guides et, ce, de préférence de

manière linéaire parallèlement au sens de passage.

La connexion électrique de la bobine exploratrice au-delà des paliers depuis la zone de la bobine exploratrice jusqu'à la zone d'un élément de palier ou éventuellement d'un moyen de support de palier, et éventuellement de là à un élément de

palier peut être établie par des moyens de connexion électri-

que courants, donc par exemple par des fils métalliques ou

bien au moyen de contacts par frottement. Des moyens de con-

nexion associés à une bobine exploratrice sont disposés de

préférence, là o le mouvement relatif entre la bobine explo-

ratrice et l'élément de palier respectivement l'élément de support de palier est relativement faible, donc de préférence

dans la zone des paliers.

Dans le cas de bobines exploratrices, dont le principe de mesure est basé sur la génération et/ou l'exploitation de tensions électriques alternatives particulièrement à haute fréquence, en particulier également dans le cas de bobines à courants de Foucault, il peut être avantageux d'établir la connexion électrique des bobines exploratrices par le biais

de transmetteur fonctionnant à la manière d'un transforma-

teur. Il n'y aurait pas de risques d'usure par contact et/ou de détérioration du contact par la corrosion ou similaires,

ce qui supprimerait les travaux de maintenance qui en décou-

lent, avec ces transmetteurs, pour lesquels on peut se passer de contact entre les pièces de transmetteur associées à la bobine exploratrice et les pièces de transmetteur associées à l'élément de palier ou les moyens de support de palier en laissant un entrefer entre un transformateur-transmetteur de la bobine exploratrice et un transmetteur de préférence

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identique pour l'élément de palier respectivement les moyens de support de palier. La transmission électrique peut

également s'effectuer par le biais des arbres de palier assu-

rant la fonction du noyau d'un transformateur, auquel cas, côté bobine exploratrice et côté des plaques de support de palier, l'arbre de palier est entouré par des enroulements

émetteurs respectivement récepteurs.

Du fait du basculement d'une bobine exploratrice dans un dispositif de contrôle, il peut être obtenu que, par exemple avec une bobine exploratrice circulaire, on peut contrôler de la même manière aussi bien des objets à tester circulaires que des objets à tester de coupe transversale elliptique dont

les rapports radiaux sont différents. Si les bobines explo-

ratrices d'un dispositif de contrôle sont facilement inter-

changeables contre des bobines exploratrices de coupe transversale aux dimensions et éventuellement aux formes autres, ainsi des objets à tester aux dimensions de coupe transversale les plus diverses peuvent être contrôlés avec un

seul dispositif de contrôle.

Les avantages de bobines exploratrices basculantes pourraient également être utilisés pour des objets à tester dont la coupe transversale diffère de la forme elliptique, en particulier pour ceux dont la périphérie de la coupe transversale se compose de segments d'ellipse ou de cercle assemblés. Ainsi, des coupes transversales ovales pourraient être décrites comme se composant approximativement d'un segment de cercle et d'un segment d'ellipse. De même, un objet à tester, dont la coupe transversale est sensiblement un tétraèdre à angle

droit, peut être entouré par deux bobines exploratrices tour-

nées l'une par rapport à l'autre à 90 autour du sens de passage et dont la coupe transversale est elliptique. Des objets à tester de coupe transversale en forme de lentille

peuvent également être contrôlés quand deux coupes ellipti-

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ques transversales de détection dont le rapport radial est identique ou différent sont décalées l'une par rapport à

l'autre par exemple en direction du petit axe de l'ellipse.

Trois projections de passage elliptiques tournées à 120 l'une par rapport à l'autre autour d'un axe parallèle au sens de passage pourraient réaliser une coupe transversale de détection commune hexagonale. Si les axes de rotation des révolutions à 120 ne coinïcident pas, des objets à tester de coupe transversale triangulaire pourraient être englobés par les bobines exploratrices de manière à placer chaque surface de l'objet à tester à proximité d'un segment d'ellipse d'une

bobine exploratrice.

De tels contrôles composés de parties de la surface d'un objet à tester par des bobines exploratrices basculées selon les circonstances pourraient être obtenus par le fait de

disposer plusieurs dispositifs de contrôle conformes à l'in-

vention vu dans le sens de passage de l'objet à tester les uns derrière les autres. Vu dans le sens de passage, ceux-ci pourraient être décalés les uns par rapport aux autres et ils pourraient être tournés autour d'axes parallèles au sens de passage et toujours les uns par rapport aux autres. Entre autres et pour des raisons de constance dans les conditions de mesure et de déploiement technique en matière d'analyse des signaux de mesure ainsi que pour des raisons économiques, il peut être cependant également avantageux de prévoir des possibilités en vue de la rotation et/ou du coulissement des

bobines exploratrices basculées et/ou non basculées à l'in-

térieur d'un dispositif. Pour ce faire l'élément de palier, dans lequel une bobine exploratrice est logée de manière à pouvoir basculer, est conçu de façon à pouvoir tourner autour d'un axe de rotation parallèle au sens de passage. L'élément

de palier est alors un élément rotatif. De manière fonction-

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nelle, ceci peut également être obtenu par exemple par le fait que l'élément rotatif essentiellement en forme de

douille présente une périphérie externe sensiblement circu-

laire, et qu'il est logé dans un autre élément le long de ses zones périphériques par exemple par des roulements à billes ou à rouleaux. De même, entre l'élément rotatif et l'autre élément la connexion électrique peut s'établir par des fils métalliques, par contacts à frottement ou par des transformateurs-transmetteurs. De manière fonctionnelle, l'élément, dans lequel est logé l'élément rotatif, est coulissant dans au moins une direction perpendiculaire au sens de passage si bien que cet élément est un élément coulissant. Le coulissement de l'élément coulissant peut s'effectuer le long de dispositifs de guidage appropriés, ainsi par exemple par l'intermédiaire de rails de guidage ou bien le long de connexion en queue d'aronde. Des dispositifs de guidage peuvent être disposés de telle manière que, vu dans le sens de passage, leurs sens de coulissement soient perpendiculaires entre eux. En présence d'un tel type de dispositif, une bobine exploratrice basculante peut alors être placée dans n'importe quelle position par rapport à

l'objet à tester.

Bien qu'en principe une bobine peut suffire au contrôle, pour obtenir de meilleurs résultats de contrôle, on préfère, de nos Jours, souvent des dispositifs spéciaux à plusieurs bobines et comprenant un câblage électrique approprié entre eux. Ainsi, une seule bobine ou bien une série de bobines placées les unes derrière les autres en série répond aussi bien à des changements abrupts qu'à des changements continus dans les propriétés de la matière en défilement. De ce fait, on est en mesure de détecter autant les défauts courts comme les longs dans le sens de passage. En général, les signaux de

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mesure sont simples à analyser et indiquent la longueur totale de la détérioration de surface. Dans le cas de telles bobines dites absolues, il y a lieu de constater une tendance à la dérive lors d'une instabilité thermique et elles sont également sensibles à des inexactitudes de guidage de l'objet à tester. En revanche, si on place au moins deux bobines exploratrices l'une derrière l'autre et l'une contre l'autre, on réalise ainsi un circuit différenciateur. Les bobines exploratrices dans le circuit différenciateur ne sont pas sensibles à des modifications progressives des propriétés de la matière ou des dimensions et n'ont pas tendance à dériver en cas d'instabilité thermique. Elles subissent moins l'influence des inexactitudes de guidage que les bobines

exploratrices absolues. L'insensibilité vis-à-vis des modifi-

cations progressives des propriétés de la matière à tester peut en outre conduire à ce que des défauts continus ne soient absolument pas détectés. Seulement le début et la fin d'un défaut allongé seront détectés et les signaux peuvent être assez compliqués à analyser. I1 est donc avantageux de prévoir dans un dispositif de contrôle une combinaison de bobines exploratrices montées en circuit absolu et en circuit

différenciateur les unes par rapport aux autres.

Les avantages de tels montages peuvent être exploités dans le dispositif de contrôle de manière que plusieurs bobines exploratrices disposées l'une derrière l'autre, vu dans le sens de passage, forment un groupe de bobines. De préférence, les bobines exploratrices d'un groupe de bobines sont logées

sur un élément de palier commun, donc par exemple sur l'élé-

ment de logement ou sur l'élément rotatif. Si les axes de

basculemement des bobines exploratrices d'un groupe de bobi-

nes sont placés parallèllement entre eux dans un plan compre-

nant le sens de passage, les bobines exploratrices placées les unes derrière les autres et basculées de la même manière il 2709348 semblent, vu dans le sens de passage, être une seule bobine exploratrice. A l'intérieur d'un groupe de bobines, par câblage approprié des sorties des bobines, on peut monter aussi bien des bobi- nes absolues que des bobines différenciatrices, mais de

préférence une combinaison de bobines absolues et différen-

ciatrices. Ainsi les avantages spécifiques à chacun des deux modes de montage peuvent être exploités dans une opération de

mesure.

Chacune des bobines exploratrices d'un groupe de bobines

pourrait être disposée à distance l'une derrière l'autre.

Dans l'intérêt d'une homogénéité du champ magnétique aussi bonne que possible à l'intérieur d'un groupe de bobines, il

est cependant recommandé de disposer les bobines exploratri-

ces d'un groupe de bobines les unes derrières les autres directement attenantes entre elles, chacune des bobines exploratrices étant de préférence très courtes dans le sens perpendiculaire à leur plan de bobine. La surface interne d'un groupe de bobines exploratrices basculées, qui est particulièrement plus éloignée des zones des paliers, semble être en gradin, la hauteur des gradins inclinés diminuant

avec la longueur décroissante des différentes bobines explora-

trices et avec le basculement moins prononcé hors du plan perpendiculaire au sens de passage. Ainsi, à l'intérieur du groupe de bobines, il peut être établi un champ alternatif électromagnétique le plus homogène possible, ce qui a pour avantage de simplifier le plus possible l'analyse des signaux

de mesure.

Si on dispose, à l'intérieur d'un dispositif de contrôle, plusieurs groupes de bobines de ce genre qui, indépendamment les uns des autres, sont éventuellement basculants et/ou rotatifs et/ou coulissants, les différentes projections de

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passage décrites plus haut pour des objets à tester peuvent

entre autres être obtenues avec un tel dispositif de contrô-

le. En ce qui concerne la détection des défauts sur chaque surface, ne contribuent à la mesure de manière significative que les segments de bobines le long desquels la surface de l'objet à tester est guidée à une distance relativement faible. La grandeur de la distance est corrélative à la portée des champs alternatifs magnétiques produits par les

courants de Foucault.

Le réglage d'une projection de passage souhaité du dispositif de contrôle peut être effectué par des moyens de réglage actionnés manuellement ou automatiquement. On peut envisager

par exemple des curseurs blocables et déblocables ou similai-

res qui agissent sur chacun des éléments mobiles. On préfère cependant avoir recours à des moyens de réglage par vis donc à des vis de réglage ou à des broches filetées intervenant au niveau de chaque pièce mobile. Ainsi, un moyen de réglage du basculement pour l'ajustement de l'état basculé d'une bobine exploratrice ou également d'un groupe de bobines, dont le sens de vissage est parallèle au sens de passage de l'objet, peut agir sur au moins l'une des bobines et entraîner, en vissant ou dévissant, une réduction respectivement un agrandissement de l'angle d'incidence. Des broches filetées

ou vis de réglage montées de la même manière peuvent égale-

ment avoir une action parallèle aux éléments de guidage sur les éléments coulissants et les déplacer par torsion. Des éléments de palier logés de manière rotative peuvent être réglés manuellement dans leur état de rotation et être bloqués par des moyens de fixation simples tels que par exemple des vis de fixation. L'ajustement des moyens de réglage peut être fait manuellement. En particulier dans le cas o il faut procéder à de fréquentes modifications de la coupe transversale de détection, tous les moyens de réglage

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peuvent être automatisés en ajoutant simplement par exemple

des moteurs pas à pas réglables.

Mais, il est avantageux dans tous les cas que l'ajustement effectif de chaque élément réglable puisse être surveillé à

tout moment depuis l'extérieur du dispositif de contrôle.

Pour ce faire, dans un simple cas de figure, on peut faire appel à des marquages sur les éléments considérés dont les positions relatives entre elles fournissent à l'utilisateur l'information sur le réglage du dispositif de contrôle. De

même, par exemple par l'intermédiaire de capteurs de dépla-

cement inductifs, des moyens d'affichage opto-électroniques

dotés de données de réglage, notamment des écrans de configu-

rations les plus diverses, peuvent servir à l'indication de l'état de réglage du dispositif de contrôle. A chaque coupe

transversale de détection correspond une combinaison parti-

culière des valeurs de réglage des éléments mobiles du

dispositif de contrôle.

Le terme de bobine exploratrice englobe du reste tous les

dispositifs qui servent à l'enregistrement ou à la généra-

tion et à l'enregistrement de la répartition spatiale de grandeurs de mesure physiques et qui peuvent être mis en relation spatiale avec l'objet à tester, tel que par exemple des bobines de mesure selon le principe du flux magnétique de dispersion. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention: a) le plan de la bobine est placé par rapport au sens de

passage suivant un angle d'incidence différent de 90 .

b) l'axe de basculement est solidaire de la bobine et s'étend

de préférence de manière centrale à travers la bobine explo-

ratrice dans le plan de la bobine.

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c) la coupe transversale prédéterminée pour la traversée du

plan de la bobine est ronde et circulaire.

d) il est prévu pour la bobine exploratrice, dans la zone de la périphérie de la bobine exploratrice, au moins deux

éléments de palier de préférence diamétralement opposés.

e) la bobine exploratrice est logée dans les éléments de

palier de manière à tourner autour de l'axe de basculement.

f) les éléments de palier s'appliquent à un élément de loge-

ment ou à un élément rotatif ou à un élément coulissant ou éventuellement à des moyens de support pour les paliers, ces moyens étant disposés, de préférence de manière mobile, sur

l'élément de logement ou sur l'élément rotatif ou sur l'élé-

ment coulissant.

g) il est prévu des moyens de transmission pour l'entrée en contact électrique de la bobine exploratrice, les moyens de transmission étant disposés de préférence dans la zone des

éléments de palier.

h) les moyens de transmission sont conç,us sous la forme de transformateurs-transmetteurs fonctionnant de préférence sans

contact pour des tensions alternatives.

i) l'axe de basculement est rotatif autour d'un axe de rota-

tion s'étendant parallèlement au sens de passage, de préfé-

rence en ce que l'élément rotatif est logé de manière à tourner autour d'un axe de rotation s'étendant parallèlement

au sens de passage.

j) l'axe de basculement peut coulisser dans un plan de cou-

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lissement perpendiculaire au sens de passage, de préférence en ce que l'élément de rotation est logé sur ou dans un

élément coulissant mobile clans au moins une direction per-

pendiculaire au sens de passage.

k) dans le sens de passage. plusieurs bobines exploratrices

sont disposées les unes derrière les autres.

1) plusieurs bobines exploratrices, disposées les unes derriè- re les autres, vu dans le sens de passage, sont montées en

série (montage absolu).

m) au moins deux bobines exploratrices placées l'une derrière l'autre vu dans le sens de passage, sont montées l'une contre

l'autre (montage différenciateur).

n) plusieurs bobines exploratrices, disposées les unes

derrière les autres, constituent un groupe de bobines.

o) les axes de basculement des bobines exploratrices d'un groupe de bobines sont disposés parallèlement entre eux dans

un plan comprenant le sens de passage.

p) des bobines exploratrices d'un groupe de bobines, qui se suivent directement les unes derrière les autres dans le sens

de passage, sont directement attenantes entre elles.

q) il est prévu des moyens d'amorce du basculement agissant sur au moins une bobine exploratrice et, ce, pour l'état basculé de la bobine exploratrice. le réglage des moyens

d'amorçage du basculement pouvant être déterminé éventuelle-

ment par des marquages et/cu des moyens d'affichage opto-

électroniques, depuis l'extérieur du dispositif de contrôle.

r) il est prévu un moyen d'amorce de la rotation agissant sur

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un élément de palier pour la mise en rotation de l'élément de palier, le réglage des moyens d'amorce de la rotation pouvant être déterminé éventuellement par des marquages et/ou des moyens d'affichage optoélectroniques, depuis l'extérieur du dispositif de contrôle. s) il est prévu un moyen d'amorce du coulissement agissant sur l'élément coulissant pour la position coulissante de l'élément coulissant, le réglage des moyens d'amorce du coulissement pouvant être déterminé éventuellement par des marquages et/ou des moyens d'affichage opto- électroniques,

depuis l'extérieur du dispositif de contrôle.

t) dans le sens de passage plusieurs groupes de bobines sont disposés les uns derrière les autres qui, indépendamment les uns des autres, sont éventuellement basculants et/ou rotatifs

et/ou coulissants.

Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent

d'ailleurs de la description détaillée qui suit.

Chacune des caractéristiques peut être réalisée en tant que telle ou bien en combinaison avec d'autres dans une forme de réalisation de l'invention et dans d'autres domaines et chacune d'entre elles peut représenter des réalisations

avantageuses et, en tant que telles, susceptibles de protec-

tion et pour lesquelles la protection est revendiquée.

Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs. aux dessins annexés. La figure 1 est une vue schématique d'une bobine exploratrice

dans le sens de passage d'un objet (représenté en coupe).

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La figure 2 est une vue latérale en coupe de la bobine ex-

ploratrice montrée à la figure 1 et traversée par un objet à tester. La figure 3 est une vue schématique d'une bobine exploratrice basculée dans le sens de passage d'un objet (représenté en

coupe) dont la coupe transversale est elliptique.

La figure 4 est une vue latérale schématique en coupe de la

bobine exploratrice basculée montrée à la figure 3 et traver-

sée par un objet à tester.

La figure 5 est une vue latérale schématique en coupe partiel-

le d'un dispositif de contrôle avec un groupe de bobines ex-

ploratrices basculées.

Les figures 6a à 6e sont des représentations schématiques de diverses coupes transversales de détection réalisables par le

dispositif de contrôle de l'invention.

* La figure 1 montre une bobine exploratrice 11 dont la coupe

transversale pour la traversée du plan de bobine est circu-

laire. Un objet à tester 12, dont la surface de coupe trans-

versale est circulaire, est guidé perpendiculairement au plan du papier à travers la bobine exploratrice 11. Il existe une

petite distance de détection 15 entre la surface 13 de l'ob-

Jet à tester et la zone interne 14, tournée vers elle, de la bobine exploratrice. Au moment de l'application du courant alternatif à haute fréquence à la bobine exploratrice 11, est

généré, dans la zone de l'objet à tester 12, un champ magné-

tique alternatif à haute fréquence qui induit dans la zone de l'objet à tester 12 des courants de Foucault électriques dont l'intensité diminue vers le milieu de l'objet à tester. Les courants de Foucault en surface induisent pour leur part des champs magnétiques alternatifs qui, au- delà de la distance de

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détection 15, entrent en interaction avec la bobine explora-

trice 11. Dans le cas de sondes à courant de Foucault, une fissure en surface, soit une zone de manque de matière près de la surface, se manifeste en perturbant les courants de Foucault en surface. La modification des champs magnétiques

induits par les courants de Foucault dans la zone d'une fis-

sure est détectée par la bobine exploratrice et sert à iden-

tifier les défauts. La mesure s'effectue sans contact et sans détérioration. La vue latérale à la figure 2 montre la bobine exploratrice 11 en coupe, o on peut reconnaître l'enroulement 16, dont le sens d'enroulement est illustré par la flèche 17. L'objet à tester 12 est guidé dans le sens de passage 18 à travers la

bobine exploratrice 11.

La figure 3 montre la même bobine exploratrice qu'à la figure 1 mais à la différence que la bobine exploratrice 11 de la figure 3 est basculée autour de l'axe de basculement 19 de sorte que dans la zone supérieure de la bobine exploratrice,

on peut voir la zone interne 14 de la bobine exploratrice.

Par conséquent, en partant du plan du papier, cette zone est

basculée vers l'arrière tandis que dans la zone diamétrale-

ment opposée de la bobine exploratrice on peut reconnaître la périphérie externe 20 de la bobine. Un objet à tester 12 de coupe transversale elliptique est guidé, perpendiculairement au plan du papier, à travers la bobine exploratrice basculée 11 et remplit presque complètement la coupe transversale de détection sensiblement elliptique de la bobine exploratrice basculée. Dans la zone de la surface de l'objet à tester, il n'existe à nouveau qu'une (ourte distance de détection 15 entre l'objet à tester et la bobine exploratrice. La vue

latérale de la fig 4 fait partie de la vue montrée à la figu-

re 3 et explique le fait que la bobine exploratrice 11 a été basculée autour de l'axe de basculement 19 dans le sens

19 2709348

contraire des aiguilles d'une montre. L'angle d'incidence 22 entre le plan de la bobine exploratrice et le sens de passage 18 s'écarte de 90' dans le cas d'une bobine exploratrice basculée. A la figure 5, quatre bobines exploratrices similaires 23, 24, 25, 26 sont disposées les unes derrière les autres vu dans le sens de passage 18 et sont basculées à l'encontre du sens de passage 18 suivant le même angle d'incidence 22. Les flèches 17 indiquent que toutes les bobines présentent le même sens d'enroulement. Chaque bobine présente des arbres de palier 27 diamétralement opposés entre eux dont les faces avant tournées vers l'observateur sont représentées à la figure. Les arbres de palier 27 fixés aux bobines s'engagent

dans des roulements à billes qui ne sont pas représentés ici.

Ces roulements à billes sont disposés dans des moyens de support de palier qui, dans l'exemple montré ont la forme de

plaques-supports de palier 28 de coupe transversale rectangu-

laire. Dans la zone des arbres de palier 27 est établie la connexion électrique des bobines exploratrices 23, 24, 25, 26

à la zone des plaques-supports de palier 28.

La connexion électrique de la zone des plaques-supports de palier 28 vers l'extérieur est représentée symboliquement à la figure 5 par des symboles de lignes. Il faut voir que la bobine 23 est montée en série avec la bobine 24 et que la bobine 25 est montée en série avec la bobine 26. Les deux paires de bobines montées respectivement en série 23, 24 resp. 25, 26 sont en revanche montées l'une contre l'autre et

leur signal total qui est un signal différenciateur est ap-

pliqué aux bornes de sortie 29. Naturellement, des prises de réglage peuvent également être envisagées entre les bobines exploratrices. Ainsi par exemple un signal absolu généré dans les bobines exploratrices 23 et 24 peut être intercepté aux

bornes de sortie 53.

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Les quatre plaques-supports de palier 28 disposées les unes derrière les autres vu dans le sens de passage 18 sont

guidées dans un évidement de guidage 30 de manière à coulis-

ser dans le sens de passage 18. L'évidement de guidage 30 est ménagé dans l'élément rotatif 31 qui, vu dans le sens de passage 18, présente une périphérie externe circulaire et une forme tubulaire dans sa zone entourant le groupe de bobines 32. L'élément rotatif 31 est logé sur un palier 33 de manière

à pouvoir tourner autour de son axe central s'étendant paral-

lèlement au sens de passage 18. Par l'intermédiaire du palier 33, l'élément rotatif 31 est logé de manière à tourner dans l'élément coulissant 34. L'élément coulissant 34 qui n'est représenté que de façon schématique à la figure 5, peut coulisser de manière connue, notamment par exemple au moyen de guides en queue d'aronde ou similaire dans deux directions différentes perpendiculaires l'une par rapport à l'autre et par rapport au sens de passage 18. L'élément coulissant 34 présente des passages 35 à travers lesquels un objet à tester peut être guidé dans la zone de l'élément de palier 31 et le

groupe de bobines exploratrices 32.

Dans le dispositif montré à la figure 5, les bobines explo-

ratrices peuvent bien entendu être placées également perpendi-

culairement au sens de passage 18, de sorte que l'angle d'in-

cidence 22 est de 90 . Vu clans le sens de passage 18, le dispositif présente alors une coupe transversale telle que celle montrée à la figure 1. Les différentes bobines du groupes de bobines 32 sont directement attenantes les unes aux autres. Dans cet état basculé, les plaques-supports de palier 28 se touchent également par leurs surfaces latérales non guidées. L'application les unes contre les autres des bobines exploratrices est assurée par le ressort à pression 36 qui agit sur la plaque-support de palier 37 extérieure qui est tournée vers lui. Dans cette position, des objets à

21 2709348

tester de coupe transversale circulaire et de dimensions

correspondantes peuvent être contrôlés.

Si un objet à tester dont la coupe transversale correspond à celle de l'objet à tester 12 de la figure 3, doit être contrôlé avec le dispositif, une vis de réglage (non représentée à la figure) est alors actionnée pour basculer

les bobines du groupe de bobines 32, vis qui vient s'appli-

quer contre la bobine 26 au-dessus de l'évidement de guidage 30 et, ce, parallèlement au sens de passage 18. En serrant la vis de réglage, on diminue l'angle d'incidence 22 en même temps que le petit axe de la coupe transversale elliptique de

détection du groupe de bobines exploratrices. L'angle d'inci-

dence 22, qui est nécessaire pour un certain rapport radial d'une coupe transversale elliptique de détection, peut être ici dérivé de conditions géométriques simples. Pour ce faire, la longueur d'une seule bobine exploratrice (non basculée) dans le sens de passage est importante. Celle-ci est de préférence choisie pour que, quand la bobine exploratrice est basculée, la distance entre la zone interne 14 de la bobine exploratrice et l'objet à tester ne se modifie qu'à peine de

manière qu'autant les zones de la zone interne 14 qui attei-

gnent l'objet à tester que celles qui en sont le plus éloi-

gnées contribuent encore de manière efficace au contrôle.

Ainsi, les bobines exploratrices sont de préférence des

bobines courtes.

La force exercée par la vis de réglage sur la bobine explora-

trice 26, qui amène cette dernière à basculer, est transmise

à sa bobine voisine 25 et également à toutes les bobines ex-

ploratrices du groupe de bobines et, ce, par la force d'adhé-

rence. Si le basculement augmente, donc si l'angle d'inci-

dence 22 diminue, les plaques-supports de palier 28 sont également éloignées les unes des autres à l'encontre de la force du ressort de pression 36, le ressort de pression 36

22 2709348

faisant en sorte de maintenir la force d'adhérence entre chacune des bobines du groupe de bobines. Par exemple, à l'aide de ressorts de rappel (non montrés) on peut obtenir que l'adhérence soit conservée, même si la vis de serrage est déplacée dans l'autre sens, auquel cas l'angle d'incidence 22 augmente à nouveau et les plaques-supports de palier 28 se rapprochent les unes des autres. Quand la coupe transversale de détection souhaitée du groupe de bobines est réglée, un objet à tester peut alors être guidé à travers le dispositif et le contrôle peut commencer. L'ajustement de la coupe transversale de détection peut également être réalisé quand l'objet à tester est déjà passé à travers le dispositif de

contrôle ou quand l'objet présente la même coupe transversa-

le, le groupe de bobines pouvant être alors basculé jusqu'à ce que les zones internes 14 supérieures resp. inférieures des bobines exploratrices viennent à toucher l'objet à tester resp. l'objet. Ensuite, en desserrant la vis de réglage, on

peut supprimer le contact et le contrôle peut commencer.

La figure 6 représente schématiquement quelques unes des variantes possibles de coupes transversales de détection qui peuvent être réalisées en combinant des bobines exploratrices resp. des groupes de bobines éventuellement basculés ou bien tournés les uns vers les autres et également décalés les uns par rapport aux autres. Il peut s'agir ici de plusieurs groupes, tels qu'ils sont représentés à la figure 5, qui sont disposés à l'intérieur d'un dispositif de contrôle dans le sens de passage les uns derrière les autres. On pourrait également envisager de prévoir plusieurs dispositifs de contrôle de construction simple suivant le principe de la figure 5, o l'élément coulissant est remplacé par un boîtier. Ainsi plusieurs de ces boîtiers pourraient être disposés les uns derrière les autres en étant décalés

éventuellement les uns par rapport aux autres.

23 2709348

Les ellipses resp. les cercles à la figure 6 symbolisent les délimitations internes de coupes transversales de détection de bobines resp. de groupes de bobines basculés resp. non basculés qui, vu dans le sens de passage, sont disposés les uns derrière les autres. A la figure 6a, deux bobines resp. groupes de bobines, dont le diamètre et l'angle d'incidence sont identiques, sont tournées l'une par rapport à l'autre suivant un angle de 90 autour du sens de passage de l'objet à tester 12, le sens de passage étant perpendiculaire au plan du papier sur toutes les figures de la figure 6. L'objet à tester 12 présente une surface de coupe transversale carrée, les surfaces latérales 38, 39 opposées l'une à l'autre étant testées par des segments d'ellipse 40 resp. 41 de la bobine exploratrice 42. La même chose est valable pour les surfaces latérales opposées l'une à l'autre 43 et 44 qui sont testées

par les segments d'ellipse 45 resp. 46 de la bobine explo-

ratrice 47.

Les bobines exploratrices ne sont proches des surfaces de l'objet à tester 12 qu'entre les zones d'intersection 48, dans la mesure o, à cet endroit, des signaux significatifs à

courant de Foucault peuvent être réceptionnés. La sensibili-

té différente de la méthode entre les différentes zones d'intersection 48, qui est conditionnée par le fait que la distance entre la surface à tester et le segment de bobine se modifie le long du segment, a une importance secondaire dans de nombreuses applications, en particulier si l'on considère que l'information de contrôle, qui peut en être dérivée, à

savoir si l'on est en présence d'un défaut ou pas, est obte-

nue à partir de la comparaison des signaux intégraux prove-

nant des coupes transversales de détection se suivant les

unes derrière les autres vues dans le sens de passage.

Comme à la figure 6a, les bobines exploratrices ont, à la figure 6b, un axe de rotation commun. Dans le cas de la

24 2709348

figure 6b, trois bobines exploratrices de même diamètre sont basculées de la même manière et sont tournées à 120 les unes par rapport aux autres autour d'un axe commun parallèlement au sens de passage de l'objet 12. Ainsi, un objet hexagonal isocèle peut être englobé. Sans changer les bobines explora- trices et sans changer l'état de basculement des bobines exploratrices, une coupe transversale de détection commune sensiblement triangulaire peut également être réalisée, telle qu'elle est montrée à la figure 6c. Dans ce cas, les axes de rotation de chaque bobine ne coïncident plus entre eux mais

sont décalés les uns par rapport aux autres.

La figure 6d montre comment, à l'aide d'une bobine explora-

trice non basculée 49 et d'une bobine exploratrice basculée 50, dont le diamètre est plus grand que celui de la bobine 49, un objet à tester 12, dont la coupe transversale est

sensiblement ovale, peut être englobé.

Pour finir, la figure 6e montre deux bobines exploratrices

disposées l'une derrière l'autre avec deux segments s'éten-

dant partiellement en ligne droite. On peut reconnaître à la bobine exploratrice 51 non basculée que la coupe transversale de détection d'une telle bobine ressemble à un rectangle aux coins arrondis. La bobine exploratrice basculée 51 et tournée à 90 par rapport à l'autre bobine exploratrice 52 autour du sens de passage présente la même coupe transversale que la bobine 51, en revanche sa coupe transversale de détection est modifiée par le basculement. Les deux bobines ensemble

englobent l'objet à tester 12 de coupe transversale rectangu-

laire.

2709348

Claims (22)

REVENDICATIONS

1. Procédé pour le contrôle d'objets allongés, dont la coupe transversale diffère éventuellement de la forme circulaire par au moins une bobine exploratrice (11) qui est traversée par un objet à tester (12) et dont la coupe transversale pour

la traversée du plan de la bobine est prédéterminée, en par-

ticulier par une bobine à courant de Foucault, caractérisé en

ce que la position de la bobine exploratrice (11) est modi-

fiée par basculement de manière à présenter, vu dans le sens

de passage (18) de l'objet. une coupe transversale d'explora-

tion différente de la coupe transversale pour la traversée du

plan de la bobine.

2. Dispositif pour le contrôle d'objets allongés dont la

coupe transversale diffère éventuellement de la forme circu-

laire comprenant au moins une bobine exploratrice (11) pré-

sentant un plan de bobine dont la coupe transversale pour la

traversée du plan de la bobine est prédéterminée, en particu-

lier une bobine à courant de Foucault, et comprenant éven-

tuellement un élément (31) pour le logement de la bobine exploratrice, caractérisé en ce que le plan de la bobine est placé de manière à basculer autour d'un axe de basculement (19, 27) par rapport au sens de passage de l'objet et que, vu

dans le sens de passage de l'objet à tester, la bobine explo-

trice présente une coupe transversale d'exploration différente de la coupe transversale pour la traversée du plan de la bobine.

3. Dispositif de contrôle selon la revendication 2, caracté-

risé en ce que le plan de la bobine (11) est placé par rap-

port au sens de passage suivant un angle d'incidence (22)

différent de 90'.

4. Dispositif de contrôle selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'axe de basculement (19) est solidaire

26 2709348

de la bobine et s'étend de préférence de manière centrale à

travers la bobine exploratrice dans le plan de la bobine.

5. Dispositif de contrôle selon l'une des revendications 2 à

4, caractérisé en ce que li coupe transversale prédéterminée pour la traversée du plan de la bobine est ronde et circulaire.

6. Dispositif de contrôle selon l'une des revendications 2 à

5, caractérisé en ce qu'il est prévu pour la bobine exploratrice, dans la zone de la périphérie de la bobine exploratrice, au moins deux éléments de palier (33) de

préférence diamétralement opposés.

7. Dispositif de contrôle selon l'une des revendications 2 à

6, caractérisé en ce que la bobine exploratrice est logée dans les éléments de palier de manière à tourner autour de

l'axe de basculement.

8. Dispositif de contrôle selon l'une des revendications 2 à

7, caractérisé en ce que les éléments de palier (27) s'appliquent à un élément de logement ou à un élément rotatif ou à un élément coulissant ou éventuellement à des moyens de support pour les paliers, ces moyens étant disposés, de préférence de manière mobile, sur l'élément de logement ou

sur l'élément rotatif ou sur l'élément coulissant.

9. Dispositif de contrôle selon l'une des revendications 2 à

7, caractérisé par des moyens de transmission pour l'entrée en contact électrique de la bobine exploratrice, les moyens de transmission étant disposés de préférence dans la zone des

éléments de palier.

10. Dispositif de contrôle selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de transmission sont conçus

27 2709348

sous la forme de transformateurs-transmetteurs fonctionnant

de préférence sans contact pour des tensions alternatives.

11. Dispositif de contrôle selon l'une des revendications 2 à

10, caractérisé en ce que l'axe de basculement est rotatif autour d'un axe de rotation s'étendant parallèlement au sens de passage, de préférence en ce que l'élément rotatif est logé de manière à tourner autour d'un axe de rotation

s'étendant parallèlement au sens de passage.

12. Dispositif de contrôle selon l'une des revendications 2 à

11, caractérisé en ce que l'axe de basculement peut coulisser dans un plan de coulissement perpendiculaire au sens de passage, de préférence en ce que l'élément de rotation est logé sur ou dans un élément: coulissant mobile (37) dans au

moins une direction perpendiculaire au sens de passage.

13. Dispositif de contrôle selon l'une des revendications 2 à

12, caractérisé en ce que dclans le sens de passage, plusieurs bobines exploratrices (23 - 26) sont disposées les unes

derrière les autres.

14. Dispositif de contrôle selon l'une des revendications 2 à

13, caractérisé en ce que plusieurs bobines exploratrices (23 - 26), disposées les unes derrière les autres, vu dans le

sens de passage, sont montées en série (montage absolu).

15. Dispositif de contrôle selon l'une des revendications 2 à

14, caractérisé en ce qu'au moins deux bobines exploratrices

placées l'une derrière l'autre vu dans le sens de passage.

sont montées l'une contre l'autre (montage différenciateur).

16. Dispositif de contrôle selon l'une des revendications 2 à

, caractérisé en ce que plusieurs bobines exploratrices (23

28 2709348

- 26), disposées les unes derrière les autres, constituent un

groupe de bobines (32).

17. Dispositif de contrôle selon la revendication 16, caractérisé en ce que les axes de basculement des bobines exploratrices d'un groupe de bobines sont disposés parallèlement entre eux dans un plan comprenant le sens de passage.

18. Dispositif de contrôle selon l'une des revendications 2 à

12, caractérisé en ce que des bobines exploratrices (23 - 26) d'un groupe de bobines, qui se suivent directement les unes derrière les autres dans le sens de passage, sont directement

attenantes entre elles.

19. Dispositif de contrôle selon l'une des revendications 2 à

18, caractérisé par des moyens d'amorce du basculement agissant sur au moins une bobine exploratrice et, ce, pour l'état basculé de la bobine exploratrice, le réglage des

moyens d'amorçage du basculement pouvant être déterminé éven-

tuellement par des marquages et/ou des moyens d'affichage optoélectroniques, depuis l'extérieur du dispositif de contrôle.

20. Dispositif de contrôle selon l'une des revendications 2 à

19, caractérisé par un moyen d'amorce de la rotation agissant

sur un élément de palier pour la mise en rotation de l'élé-

ment de palier, le réglage des moyens d'amorce de la rotation pouvant être déterminé éventuellement par des marquages et/ou des moyens d'affichage opto-électroniques. depuis l'extérieur

du dispositif de contrôle.

21. Dispositif de contrôle selon l'une des revendications 8 à

, caractérisé par un moyen d'amorce du coulissement agis-

sant sur l'élément coulissant pour la position coulissante de l'élément coulissant, le réglage des moyens d'amorce du coulissement pouvant être déterminé éventuellement par des marquages et/ou des moyens d'affichage opto-électroniques, depuis l'extérieur du dispositif de contrôle.

22. Dispositif de contrôle selon l'une des revendications 16

à 21, caractérisé en ce que dans le sens de passage plusieurs groupes de bobines sont disposés les uns derrière les autres qui, indépendamment les uns des autres, sont éventuellement

basculants et/ou rotatifs et/ou coulissants.