FR2934686A1 - Procede et dispositif de controle non-destructif par ultrasons a couplage aerien d'une structure. - Google Patents
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Abstract
Un dispositif (1) de contrôle non-destructif par ultrasons à couplage aérien d'une structure (2), comporte au moins une sonde émettrice (10), pour l'émission d'ondes ultrasonores en direction de ladite structure et au moins une sonde réceptrice (11), pour la réception d'ondes ultrasonores renvoyées par ladite structure, l'émission et la réception d'ondes ultrasonores s'effectuant au travers d'un milieu gazeux sans contact entre lesdites sondes et la structure (2). L'au moins une sonde émettrice (10) et l'au moins une sonde réceptrice (11) sont physiquement disjointes et ont des bandes fréquentielles respectivement d'émission (BE) et de réception (BR) de largeurs différentes. Suivant un procédé de contrôle non-destructif par ultrasons à couplage aérien d'une structure (2) mis en oeuvre par le dispositif, on émet des ondes ultrasonores aériennes sur une bande fréquentielle d'émission (BE) étroite, et on mesure les ondes ultrasonores aériennes renvoyées par la structure (2) sur une bande fréquentielle de réception (BR) large par rapport à la bande fréquentielle d'émission (BE).
Description
La présente invention appartient au domaine du contrôle non-destructif par ultrasons de structures. Plus particulièrement, la présente invention concerne un procédé et un dispositif de contrôle non-destructif par ultrasons à couplage aérien.
Les procédés de contrôle non-destructif permettent de contrôler une structure pour détecter des défauts en surface et/ou en profondeur de ladite structure sans la dégrader. Ces procédés sont utilisés dans une phase de production de la structure pour en vérifier la qualité de fabrication et/ou dans une phase de maintenance pour vérifier si des défauts sont apparus.
Dans les procédés de contrôle non-destructif par ultrasons, des ondes acoustiques ultrasonores sont émises en direction de la structure à contrôler, et une partie des ondes ultrasonores émises est reçue après réflexion ou propagation dans ladite structure. Des caractéristiques (amplitude, temps de vol, etc.) des ondes reçues sont utilisées pour évaluer des caractéristiques structurelles de la structure inspectée. Les procédés de contrôle non-destructif par ultrasons utilisent le plus souvent un milieu de couplage liquide, bon conducteur des ondes ultrasonores comme par exemple de l'eau ou du gel, entre une ou des sondes ultrasonores et la structure, afin de réaliser notamment une adaptation d'impédance acoustique entre lesdites sondes et ladite structure. La présence du milieu de couplage liquide entre les sondes et la structure est par exemple assurée par immersion partielle ou totale de la structure dans ledit milieu, ou par apport continu dudit milieu par exemple dans le cas d'un couplage par jets d'eau. Un inconvénient des procédés de contrôle non-destructif à couplage liquide réside dans le fait qu'ils sont relativement pénalisants à mettre en oeuvre du fait même de la mise en oeuvre de cuves ou de dispositifs d'apport de liquide, et dans le fait qu'ils ne sont pas adaptés au contrôle de certains types de structures. C'est le cas par exemple des structures sandwich intégrant une ou des couches alvéolaires (mousse, nid d'abeille, etc.), largement répandues dans l'industrie aéronautique, qui peuvent être endommagées et/ou polluées par un milieu de couplage liquide, notamment lorsqu'on utilise des jets d'eau. Pour pallier à ce problème, une solution possible consiste à mettre en oeuvre des procédés de contrôle non-destructif par ultrasons à couplage aérien, pour lesquels le milieu de couplage est gazeux, typiquement de l'air ambiant. De tels procédés utilisent un dispositif comportant une sonde émettrice pour l'émission d'ondes ultrasonores et une sonde réceptrice pour la réception d'ondes, lesdites sondes n'étant pas au contact de la structure. Les sondes ont des caractéristiques spectrales très voisines afin d'éviter d'introduire des pertes liées à un filtrage par la sonde réceptrice des ondes ultrasonores émises par la sonde émettrice, c'est-à-dire pour limiter au maximum les pertes inhérentes à la chaîne d'émission/réception. De telles pertes seraient d'autant plus préjudiciables que l'air étant moins bon conducteur des ondes ultrasonores qu'un milieu liquide, les pertes par propagation sont déjà très importantes. De plus les structures type sandwich sont également très absorbantes dans le domaine acoustique, ce qui fait que les ondes ultrasonores reçues sont difficilement exploitables pour évaluer les caractéristiques structurelles de la structure. En pratique, cette configuration exige de mettre en oeuvre des sondes émettrice et réceptrice dont les caractéristiques spectrales sont quasiment identiques, les sondes étant appariées pour obtenir ce résultat, et le plus souvent à bande étroite (généralement inférieure à quelques dizaines de kilohertz) pour améliorer le rapport signal sur bruit en réception, ce qui présente divers inconvénients. Tout d'abord, cette configuration impose des contraintes très fortes sur la fabrication des sondes, et il n'est pas rare que le transducteur d'émission et le transducteur de réception soient réalisés non seulement suivant une même technologie, par exemple piézoélectrique céramique, mais également dans un même bloc du matériau céramique, pour avoir des caractéristiques spectrales aussi voisines que possible. De plus, les caractéristiques spectrales des sondes évoluent indépendamment dans le temps, et des caractéristiques spectrales initialement quasiment identiques peuvent ne plus l'être au bout d'un certain temps, avec pour effet une introduction de pertes importantes par filtrage des ondes ultrasonores par la sonde réceptrice. En outre, si une sonde est endommagée, la deuxième sonde devient généralement inutilisable en association avec une autre sonde qui de fait ne sera pas appariée. Un autre problème apparaît en cas de décalage en fréquence des ondes ultrasonores reçues par rapport aux ondes ultrasonores émises, par exemple dû à un comportement non-linéaire de la structure. Le niveau des ondes ultrasonores mesurées est alors faible du fait de la sélectivité fréquentielle de la sonde réceptrice, notamment dans le cas d'une sonde réceptrice à bande étroite. Il n'est pas connu d'autre configuration de contrôle non-destructif par ultrasons à couplage aérien permettant de résoudre les problèmes susmentionnés tout en limitant les pertes inhérentes à la chaîne d'émission/réception. La présente invention propose de résoudre les problèmes susmentionnés en introduisant un dispositif de contrôle non-destructif par ultrasons à couplage aérien d'une structure, comportant au moins une sonde émettrice, pour l'émission d'ondes ultrasonores en direction de la structure et au moins une sonde réceptrice, pour la réception d'ondes ultrasonores renvoyées par la structure. Selon l'invention, l'au moins une sonde émettrice et l'au moins une sonde réceptrice, physiquement disjointes, ont des bandes fréquentielles respectivement d'émission et de réception de largeurs différentes, la bande fréquentielle d'émission de l'au moins une sonde émettrice étant de préférence de largeur inférieure à la largeur de la bande fréquentielle de réception de l'au moins une sonde réceptrice, et comprise dans la bande fréquentielle de réception de l'au moins une sonde réceptrice. Avantageusement, l'au moins une sonde émettrice comporte au moins un transducteur réalisé avec un matériau piézoélectrique céramique ou piézoélectrique composite, et l'au moins une sonde réceptrice comporte au moins un transducteur électro-capacitif, comportant de préférence au moins une membrane en matériau polymère ou copolymère. Pour effectuer une inspection large bande de la structure, le dispositif comporte dans un mode particulier de réalisation une pluralité de sondes émettrices de bandes fréquentielles d'émission différentes et étroites, comprises dans la bande fréquentielle de réception de l'au moins une sonde réceptrice. Suivant d'autres caractéristiques, le dispositif comporte : - un module de sélection d'une ou plusieurs sondes émettrices, - un module de filtrage muni d'au moins un filtre à bande fréquentielle étroite par rapport à la bande fréquentielle de réception de l'au moins une sonde réceptrice. L'invention concerne également un procédé de contrôle non-destructif par ultrasons à couplage aérien dans lequel on émet des ondes ultrasonores aériennes en direction de la structure, on mesure des ondes ultrasonores renvoyées par la structure, et on évalue des caractéristiques structurelles de la structure à partir de caractéristiques des ondes ultrasonores mesurées. Selon l'invention, on émet les ondes ultrasonores aériennes sur une bande fréquentielle d'émission étroite, et on mesure les ondes ultrasonores aériennes renvoyées par la structure sur une bande fréquentielle de réception large par rapport à la bande fréquentielle d'émission. Pour réduire le niveau du bruit mesuré sur la bande fréquentielle de réception large, on filtre un signal obtenu en mesurant les ondes ultrasonores renvoyées par la structure avec un filtre de bande fréquentielle étroite voisine de la bande fréquentielle d'émission sur laquelle on a émis les ondes ultrasonores aériennes. Pour effectuer une inspection large bande de la structure, on émet des ondes ultrasonores sur une pluralité de bandes fréquentielles d'émission étroites différentes, et on filtre un signal obtenu en mesurant les ondes ultrasonores renvoyées par la structure avec des filtres de bandes fréquentielles étroites voisines des bandes fréquentielles d'émission sur lesquelles on a émis les ondes ultrasonores aériennes. La description suivante de modes de l'invention est faite en se référant aux figures, dans lesquelles des références identiques désignent des éléments identiques ou analogues, qui représentent de manière non limitative : - Figures 1 a et 1 b : des représentations schématiques d'un premier mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention, suivant deux modes d'utilisation, - Figures 2a et 2b : des exemples de caractéristiques spectrales d'une sonde émettrice (figure 2a) et d'une sonde réceptrice (figure 2b) d'un dispositif selon l'invention, - Figure 3 : une représentation schématique d'un second mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention. Un dispositif 1 de contrôle non-destructif par ultrasons à couplage aérien, tel que représenté sur la figure 1 a, comporte notamment de manière connue les éléments suivants : - une sonde ultrasonore dite émettrice 10, utilisée pour l'émission d'ondes ultrasonores, munie d'au moins un transducteur pour la conversion d'un signal électrique en onde ultrasonore, - une sonde ultrasonore dite réceptrice 11, utilisée pour la réception d'ondes ultrasonores, munie d'au moins un transducteur pour la conversion d'une onde ultrasonore en signal électrique, et physiquement disjointe de la sonde émettrice 10, - un générateur d'impulsions électriques 12 connecté à la sonde émettrice 10, - une unité d'analyse 13 des signaux électriques obtenus en mesurant les ondes ultrasonores reçues par la sonde réceptrice 11, 20 comportant par exemple un module d'échantillonnage desdits signaux électriques en signaux numériques, un module de traitement desdits signaux numériques, un module d'affichage desdits signaux numériques, etc. Les sondes émettrice 10 et réceptrice 11 sont des sondes adaptées au 25 contrôle non-destructif par ultrasons à couplage aérien, dans lequel les sondes ne sont pas au contact d'une structure 2 à inspecter, et l'espace séparant lesdites sondes de ladite structure à inspecter est occupé par un milieu gazeux comme par exemple de l'air ambiant. Les ondes ultrasonores émises et reçues se propagent dans le milieu gazeux et sont dites ondes ultrasonores aériennes. 30 Lesdites ondes ultrasonores aériennes ont des fréquences généralement basses, c'est-à-dire inférieures à 1 MHz, mais l'invention n'est pas limitée à cette gamme de fréquences. Selon l'invention, les caractéristiques spectrales de la sonde émettrice 10 15 10 et celles de la sonde réceptrice 11 sont différentes. Par caractéristiques spectrales , on entend le comportement fréquentiel desdites sondes, pouvant être représenté, pour la sonde émettrice 10, sous la forme d'un spectre fréquentiel représentant par exemple la densité spectrale de puissance des différentes composantes fréquentielles des ondes ultrasonores émises ou, pour la sonde réceptrice 11, sous la forme d'une réponse en fréquence caractérisant le filtrage qui sera introduit sur les ondes ultrasonores reçues. En particulier, les caractéristiques fréquentielles des sondes émettrice 10 et réceptrice 11 diffèrent au moins par la largeur de leur bandes fréquentielles, c'est-à-dire pour la sonde émettrice 10 l'intervalle de fréquences dans lequel est compris l'essentiel de la puissance rayonnée et pour la sonde réceptrice 11 l'intervalle de fréquences en dehors duquel des composantes fréquentielles d'ondes ultrasonores reçues seront fortement atténuées par ladite sonde réceptrice 11, conformément à sa réponse en fréquence. Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, les bandes fréquentielles diffèrent notamment par leur largeur. Dans ce cas, l'une des bandes, dite bande étroite, a une largeur inférieure à celle de l'autre bande, dite bande large, par exemple d'un facteur 10 ou plus.
Avantageusement, la bande étroite correspond à la bande d'émission de la sonde émettrice 10, et la bande large correspond à la bande de réception de la sonde réceptrice 11. C'est le cas qui est considéré dans la suite de la description. Toutefois il est envisageable, quoique d'un intérêt moindre en raison d'une utilisation moins efficace de l'énergie rayonnée par la sonde émettrice 10, d'avoir une bande d'émission large et une bande de réception étroite dans d'autres modes de réalisation non décrits. Les sondes émettrices 10 et réceptrice 11 ayant des caractéristiques spectrales différentes, elles sont de préférence réalisées avec des technologies adaptées auxdites caractéristiques spectrales, et avantageusement avec des matériaux différents choisis par exemple pour optimiser le fonctionnement desdites sondes en émission d'une part, et en réception d'autre part. Par exemple, la sonde émettrice 10 comporte un ou des transducteurs réalisés en matériau piézoélectrique céramique et/ou piézoélectrique composite, par exemple à base de titano-zirconate de plomb (ou PZT ). De tels transducteurs ont généralement une bande d'émission étroite (de l'ordre de la dizaine de kilohertz ou moins) et sont puissants à l'émission, ce qui en fait de bons transducteurs pour l'émission d'ondes ultrasonores aériennes.
La sonde réceptrice 11 comporte par exemple un ou des transducteurs électro-capacitifs, comportant de préférence des membranes réalisées en matériau polymère tel que du polyfluorure de vinylidène (ou PVDF ), ou en matériau copolymère tel que comportant du PVDF et du trifluoroéthylène. De tels transducteurs ont généralement une bande passante large (de l'ordre de la centaine de kilohertz ou plus) et également une sensibilité élevée, ce qui en fait de bons transducteurs pour la réception d'ondes ultrasonores aériennes. Des exemples de caractéristiques spectrales d'une sonde émettrice 10 à bande étroite et d'une sonde réceptrice 11 à bande large sont représentées respectivement sur les figures 2a et 2b.
Sur la figure 2a, on a représenté l'impédance Z (en Ohms) mesurée en fonction de la fréquence f pour une sonde émettrice 10 à transducteur en matériau piézoélectrique céramique. Les fréquences pour lesquelles un maxima est observé correspondent à des fréquences de résonance de la sonde émettrice 10, correspondant aux fréquences auxquelles ladite sonde doit être excitée pour produire efficacement des ultrasons. Sur la figure 2a, on a essentiellement deux fréquences de résonance, une aux alentours de 140 kHz correspondant à un mode de résonance radial non utilisé pour le contrôle non-destructif à couplage aérien, et une aux alentours de 360 kHz correspondant à un mode de résonance longitudinal. La bande d'émission, désignée par la référence BE, centrée sur la fréquence centrale 360 kHz, a une largeur de quelques kilohertz. Sur la figure 2b, on a représenté l'efficacité E (en Volts / Pascals) mesurée en fonction de la fréquence pour une sonde réceptrice 11 à transducteur électro-capacitif. La bande de réception, désignée par la référence BR, a une largeur d'environ 300 kHz pour une fréquence centrale d'environ 280 kHz. L'exemple des figures 2a et 2b illustre un mode préféré de réalisation dans lequel la bande d'émission étroite de la sonde émettrice 10 est comprise dans la bande de réception large de la sonde réceptrice 11. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux du fait que l'essentiel des ondes ultrasonores émises par la sonde émettrice 10 est capté par la sonde réceptrice 11 après propagation dans la structure 2, au moins en l'absence de décalage en fréquence des ondes ultrasonores reçues par rapport aux ondes ultrasonores émises par la sonde émettrice 10. En effet, les composantes fréquentielles des ondes ultrasonores reçues sont alors essentiellement comprises dans la bande de réception de la sonde réceptrice. Ce mode de réalisation présente en outre l'avantage d'une faible sensibilité à un éventuel décalage en fréquence des ondes ultrasonores reçues par rapport aux ondes ultrasonores émises par la sonde émettrice 10. On voit sur les figures 2a et 2b que si les ondes ultrasonores émises sont reçues avec un décalage en fréquence inférieur à 50 kHz (pour l'exemple représenté sur lesdites figures 2a et 2b) les composantes fréquentielles des ondes ultrasonores reçues sont toujours comprises dans la bande de réception de la sonde réceptrice 11, c'est-à-dire que l'essentiel des ondes ultrasonores est capté par ladite sonde réceptrice. Du fait de la faible sensibilité à certains décalages en fréquence, le dispositif 1 trouve également une application particulièrement intéressante dans le contrôle non-destructif par ultrasons à couplage aérien de structures caractérisées par une fonction de transfert non linéaire, lesquelles dites non-linéarités introduisent des décalages en fréquence des ondes ultrasonores reçues par rapport aux ondes ultrasonores émises. Il est à noter que la sonde émettrice 10 peut être remplacée par une autre sonde émettrice à bande d'émission étroite, de caractéristiques voisines ou non de celles de la sonde émettrice 10, sans qu'il soit nécessaire de changer la sonde de réception 11 du fait de sa bande de réception large. De même, la sonde réceptrice 11 n'est pas sensible à une évolution des caractéristiques spectrales de la sonde émettrice 10.
Il apparaît clairement que la contrainte de fort appariement des sondes, imposée aux dispositifs de contrôle non-destructif par ultrasons à couplage aérien connus, est levée. L'utilisation d'une bande étroite à l'émission permet d'avoir à puissance totale d'émission constante des composantes fréquentielles de puissance en moyenne plus élevée qu'avec une bande large, ce qui est avantageux pour améliorer le rapport signal sur bruit en réception. Un signal obtenu en mesurant les ondes ultrasonores reçues, renvoyées par la structure 2, comporte un bruit, mesuré sur la même bande fréquentielle large que lesdites ondes ultrasonores, qui est par exemple d'origine thermique, causé par des interférences, etc. Avantageusement, le dispositif 1 comporte un module de filtrage 14, compris dans l'unité d'analyse 13 dans l'exemple non limitatif de la figure la, mettant en oeuvre un filtrage dont la fonction de transfert est adaptée pour réduire le niveau des composantes fréquentielles du bruit mesurées en dehors de la bande d'émission de la sonde émettrice 10, par exemple de caractéristiques (largeur de bande, fréquence centrale, etc.) voisines de celles de ladite bande d'émission. En cas de décalage en fréquence des ondes ultrasonores reçues par rapport aux ondes ultrasonores émises, le filtrage est adapté à la bande d'émission décalée reçue. Dans un mode particulier de réalisation, la bande de réception est décalée volontairement par rapport à la bande d'émission de telle sorte que des ondes ultrasonores reçues avec un décalage attendu en fréquence par rapport aux ondes ultrasonores émises, du fait d'une fonction de transfert non- linéaire de la structure 2, soient reçues avec une atténuation minimale. Dans un autre mode de réalisation du dispositif 1, représenté schématiquement sur la figure 3, ledit dispositif comporte une pluralité de sondes émettrices 10.
Dans ce mode de réalisation, les sondes émettrices 10 sont de préférence toutes à bande étroite, et de bandes fréquentielles différentes, se recouvrant partiellement ou non, et de préférence toutes comprises dans la bande de réception large de la sonde réceptrice 10. Un tel dispositif permet de réaliser une caractérisation large bande d'une structure 2 par un contrôle non-destructif par ultrasons à couplage aérien, en effectuant une pluralité d'inspections à bande étroite, simultanées ou successives, en utilisant une même sonde réceptrice 11. De préférence dans ce mode de réalisation, le dispositif 1 comporte un module de sélection 15 d'une ou plusieurs sondes émettrices à utiliser. Par exemple, le module de sélection 15 change de sonde émettrice utilisée de façon sensiblement périodique. De manière analogue, le dispositif 1 comporte de préférence un module de filtrage 14 comportant un ou plusieurs filtres analogiques ou numériques, utilisés pour réduire le niveau du bruit mesuré avec les ondes ultrasonores reçues. Dans le cas où le module de filtrage 14 comporte un filtre, les caractéristiques dudit filtre sont de préférence modifiables pour être adaptées aux différentes bandes d'émission des différentes sondes émettrices 10 considérées. Dans le cas où le module de filtrage 14 comporte une pluralité de filtres, chaque filtre est de préférence adapté à une bande d'émission d'une des sondes émettrices 10. Le dispositif 1 comporte dans un autre mode de réalisation non représenté une pluralité de sondes réceptrices 11, de bandes larges se chevauchant partiellement ou non. De manière générale, le nombre de sondes émettrices 10 est supérieur au nombre de sondes réceptrices 11 du fait qu'une sonde réceptrice à bande large est apte à recevoir des ondes ultrasonores émises par une pluralité de sonde émettrices différentes à bandes étroites. Les sondes émettrice 10 et réceptrice 11 du dispositif 1 sont physiquement disjointes et sont agencées dans des positions différentes par rapport à la structure 2. De manière conventionnelle, les sondes émettrice 10 et réceptrice 11 sont agencées en mode transmission ou en mode réflexion suivant une configuration tandem (également connu sous le nom de pitch and catch dans la littérature anglo-saxonne).
En mode transmission, représenté sur la figure 1 a, les sondes émettrice 10 et réceptrice 11 sont agencées de sorte que la structure 2 est intercalée entre lesdites sondes, et les ondes ultrasonores reçues par la sonde réceptrice 11 sont des ondes ultrasonores ayant été émises par la sonde émettrice 10 et ayant traversé la structure 2.
En configuration tandem, représenté sur la figure 1 b, les sondes émettrice 10 et réceptrice 11 sont agencées d'un même côté de la structure 2, et les ondes ultrasonores reçues par la sonde réceptrice 11 sont des ondes ultrasonores ayant été émises par la sonde émettrice 10 et ayant été renvoyées par la structure 2, par exemple réfléchies sur des faces de ladite structure et/ou s'étant propagées en surface de ladite structure. Le dispositif 1 selon l'invention est adapté à la mise en oeuvre d'un procédé de contrôle non-destructif par ultrasons à couplage aérien de la structure 2. De manière classique, le procédé comporte une étape d'inspection dans laquelle on émet des ondes ultrasonores aériennes en direction de la structure 2, et dans laquelle on mesure des ondes ultrasonores renvoyées par ladite structure. Des caractéristiques des ondes ultrasonores mesurées (amplitude, temps de vol, etc.) sont utilisées pour évaluer des caractéristiques structurelles de la structure 2, comme par exemple la présence de défauts internes qui peuvent être dans le cas de structures sandwich un écrasement de la couche alvéolaire, un oubli de séparateur, etc. Selon l'invention, on émet des ondes ultrasonores aériennes en direction de la structure 2 sur une bande fréquentielle étroite, par exemple au moyen de la sonde émettrice 10 du dispositif 1 utilisée dans un mode de résonance longitudinal, et on mesure des ondes ultrasonores renvoyées par ladite structure 2 sur une bande fréquentielle large, par exemple au moyen de la sonde réceptrice 11.
La mise en oeuvre du procédé selon l'invention introduit les mêmes avantages que ceux décrits précédemment dans le cadre du dispositif 1. Dans un mode préféré de mise en oeuvre du procédé, on filtre un signal obtenu en mesurant les ondes ultrasonores renvoyées par la structure 2 avec un filtre sélectif, de fonction de transfert adaptée pour réduire la puissance des composantes fréquentielles mesurées en dehors de la bande d'émission étroite sur laquelle on a émis les ondes ultrasonores aériennes, par exemple de caractéristiques (largeur de bande, fréquence centrale, etc.) voisines de celles de ladite bande d'émission. En cas de décalage en fréquence des ondes ultrasonores reçues par rapport aux ondes ultrasonores émises, la fonction de transfert du filtrage est adaptée à la bande d'émission décalée reçue. Dans un mode particulier de mise en oeuvre du procédé, on émet des ondes ultrasonores aériennes sur des bandes fréquentielles étroites différentes simultanément ou successivement. Les bandes fréquentielles étroites différentes se recouvrent partiellement ou non, et sont de préférence toutes comprises dans la bande de réception large sur laquelle on mesure les ondes ultrasonores aériennes.
Avantageusement, on filtre le signal correspondant aux ondes ultrasonores reçues avec des filtres sélectifs de fonctions de transfert adaptées aux différentes bandes fréquentielles étroites sur lesquelles on a émis des ondes ultrasonores, le cas échéant décalées en fréquence. Le dispositif et le procédé selon l'invention permettent d'effectuer un contrôle non-destructif par ultrasons à couplage aérien peu sensible aux caractéristiques spectrales des sondes émettrice et réceptrice, et peu sensible aux décalages en fréquence des ondes ultrasonores reçues par rapport aux ondes ultrasonores émises. De plus, il est possible d'optimiser les transducteurs desdites sondes soit pour l'émission (en matériau piézoélectrique céramique et/ou piézoélectrique composite) soit pour la réception (transducteurs électro-capacitifs à base de matériau polymère ou copolymère) d'ondes ultrasonores aériennes.
Claims (9)
- REVENDICATIONS1 - Dispositif (1) de contrôle non-destructif par ultrasons à couplage aérien d'une structure (2), comportant au moins une sonde ultrasonore, dite sonde émettrice (10), pour l'émission d'ondes ultrasonores en direction de ladite structure et au moins une sonde ultrasonore, dite sonde réceptrice (11), pour la réception d'ondes ultrasonores renvoyées par ladite structure, l'émission et la réception d'ondes ultrasonores s'effectuant au travers d'un milieu gazeux sans contact entre lesdites sondes ultrasonores et la structure (2), ledit dispositif étant caractérisé en ce que l'au moins une sonde émettrice (10) et l'au moins une sonde réceptrice (11) sont physiquement disjointes et ont des bandes fréquentielles respectivement d'émission (BE) et de réception (BR) de largeurs différentes.
- 2 - Dispositif (1) selon la revendication 1, dans lequel la bande fréquentielle d'émission (BE) de l'au moins une sonde émettrice (10) est de largeur inférieure à une largeur de la bande fréquentielle de réception (BR) de l'au moins une sonde réceptrice (11).
- 3 - Dispositif (1) selon la revendication 2, dans lequel la bande fréquentielle d'émission (BE) de l'au moins une sonde émettrice (10) est comprise dans la bande fréquentielle de réception (BR) de l'au moins une sonde réceptrice (11).
- 4 - Dispositif (1) selon la revendication 2 ou 3, dans lequel l'au moins une sonde émettrice (10) comporte au moins un transducteur réalisé avec un matériau piézoélectrique céramique ou piézoélectrique composite.
- 5 - Dispositif (1) selon la revendication 4, dans lequel l'au moins une sonde réceptrice (11) comporte au moins un transducteur électro-capacitif.
- 6 - Dispositif (1) selon la revendication 5, dans lequel l'au moins un transducteur électro-capacitif de l'au moins une sonde réceptrice (11) comporte au moins une membrane en matériau polymère ou copolymère.
- 7 - Dispositif (1) selon l'une des revendications 2 à 6, comportant une pluralité de sondes émettrices (10) de bandes fréquentielles d'émission (BE) différentes et étroites par rapport à la bande fréquentielle de réception (BR) de l'au moins une sonde réceptrice (11).
- 8 - Dispositif (1) selon la revendication 7, comportant un module de sélection (15) d'une ou plusieurs sondes émettrices (10).
- 9 - Dispositif (1) selon l'une des revendications 2 à 8, comportant un module de filtrage (14) en réception muni d'au moins un filtre à bande fréquentielle de largeur inférieure à la largeur de la bande fréquentielle de réception (BR) de l'au moins une sonde réceptrice (11). - Procédé de contrôle non-destructif par ultrasons à couplage aérien d'une structure (2) dans lequel on émet des ondes ultrasonores aériennes en direction de ladite structure, on mesure des ondes ultrasonores renvoyées 10 par ladite structure, et on évalue des caractéristiques structurelles de la structure (2) à partir de caractéristiques des ondes ultrasonores mesurées, ledit procédé étant caractérisé en ce que : - on émet les ondes ultrasonores aériennes sur une bande fréquentielle d'émission (BE) étroite, - on mesure les ondes ultrasonores aériennes sur une bande fréquentielle de réception (BR) large par rapport à la bande fréquentielle d'émission (BE). 11 - Procédé selon la revendication 10, dans lequel on filtre un signal obtenu en mesurant les ondes ultrasonores renvoyées par la structure (2) avec un filtre de bande fréquentielle étroite voisine de la bande fréquentielle d'émission (BE) sur laquelle on a émis les ondes ultrasonores aériennes. 12 - Procédé selon la revendication 10, dans lequel on émet des ondes ultrasonores sur une pluralité de bandes fréquentielles d'émission (BE) étroites différentes, et on filtre un signal obtenu en mesurant les ondes ultrasonores renvoyées par la structure (2) avec des filtres de bandes fréquentielles étroites voisines des bandes fréquentielles d'émission sur lesquelles on a émis les ondes ultrasonores aériennes.
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