FR3033896A3 - METHOD FOR INSPECTING AN OBJECT, IN PARTICULAR A SOLDERED OR GLUE LINK BETWEEN TWO MATERIALS - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé d'inspection d'un objet par des ondes émises depuis au moins un élément ultrasonore. Le procédé comporte une étape d'injection d'un gel visqueux dans une colonne creuse disposée entre l'objet à inspecter et l'élément ultrasonore, de sorte que les ondes transitent entre l'élément et l'objet à travers le gel remplissant la colonne creuse. L'étape d'injection inclut : - d'émettre des ondes sonores depuis l'élément vers l'objet ; - de recevoir au niveau de l'élément les échos desdites ondes à la surface de l'objet ; - de mesurer une valeur caractéristique desdits échos ; l'injection du gel étant interrompue dès lors que la valeur caractéristique atteint un maximum local initial. Application : domaine automobile, chaudronnerie, aéronautique, naval, mobilier, ferroviaire, électroménagerThe present invention relates to a method of inspecting an object by waves emitted from at least one ultrasound element. The method comprises a step of injecting a viscous gel into a hollow column disposed between the object to be inspected and the ultrasound element, so that the waves transit between the element and the object through the gel filling the hollow column. The injection step includes: - emitting sound waves from the element to the object; receiving at the level of the element the echoes of said waves on the surface of the object; measuring a characteristic value of said echoes; the injection of the gel being interrupted as soon as the characteristic value reaches an initial local maximum. Application: automotive field, boilermaking, aeronautics, naval, furniture, railway, household appliances
Description
1 Procédé pour inspecter un objet, notamment une liaison soudée ou collée entre deux matériaux La présente invention concerne un procédé pour inspecter un objet, notamment une liaison soudée ou une liaison collée entre deux matériaux. Elle s'applique notamment, mais pas exclusivement, au domaine 5 de l'automobile. Une problématique générale de l'assemblage par soudure est de vérifier la qualité des liaisons soudées sans les altérer, ainsi que de vérifier la 10 santé des matières à proximité de ces liaisons. Une solution connue est le contrôle par ultrasons, notamment en environnement industriel. Mais dans la mesure où les ultrasons se transmettent mal dans l'air, des techniques assez complexes doivent être déployées pour effectuer ce type de contrôle. En effet, une liaison entre deux 15 éléments, qu'il s'agisse d'éléments en plastique ou en tôle, peut ne pas présenter une surface uniforme au droit de la liaison, comme c'est le cas par exemple sur des points soudés d'une caisse d'automobile : les électrodes déforment les deux surfaces d'assemblage, cette déformation étant appelée « indentation ». Ainsi, des poches d'air peuvent apparaître entre la liaison à 20 inspecter et le capteur ultrasonore, atténuant la transmission des ondes. Il s'agit là d'un inconvénient que la présente invention se propose de résoudre. Dans le but de surmonter ce problème, la demanderesse a déposé une demande de brevet de numéro de dépôt FR1462290, qui divulgue un dispositif et un procédé d'inspection d'une liaison entre deux 25 matériaux par des ondes émises par un élément ultrasonore. En particulier, le procédé comporte une étape d'injection d'un gel visqueux, sauf de l'eau, dans une colonne creuse disposée entre la liaison à inspecter et l'élément ultrasonore, de sorte que les ondes transitent entre l'élément et la liaison à travers le gel remplissant la colonne creuse. Une difficulté de mise en oeuvre 30 de ce procédé est l'injection du gel dans la colonne. En effet, afin d'éviter tout risque de formation de poches d'air dans la colonne, ces poches dégradant la transmission des ondes entre le capteur à ultrasons et la liaison à inspecter, on est tenté d'injecter le gel en grande quantité, quitte à 3033896 2 surconsommer ce gel. L'invention a notamment pour but de résoudre cette difficulté du dispositif et du procédé selon FR1462290. Dans ce but, un principe de l'invention est d'adapter le volume de gel injecté au juste nécessaire, que ce soit dans le cas d'un contrôle statique, le capteur étant maintenu immobile au-dessus d'une liaison ponctuelle à inspecter, ou dans le cas d'un contrôle dynamique, le capteur étant déplacé au-dessus d'une liaison linéaire à inspecter. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'inspection d'un objet par des ondes émises depuis au moins un élément ultrasonore. Il comporte une étape d'injection d'un gel visqueux dans une colonne creuse disposée entre l'objet à inspecter et l'élément ultrasonore, de sorte que les ondes transitent entre l'élément et l'objet à travers le gel remplissant la colonne creuse. L'étape d'injection inclut d'émettre des ondes sonores depuis l'élément vers l'objet, de recevoir au niveau de l'élément les échos desdites ondes à la surface de l'objet et de mesurer une valeur caractéristique desdits échos de surface. L'injection du gel est interrompue dès lors que la valeur caractéristique atteint un maximum local initial. Avantageusement, la valeur caractéristique peut être l'amplitude ou l'énergie véhiculée par les échos de surface.The present invention relates to a method for inspecting an object, in particular a welded connection or a bond bonded between two materials. It applies in particular, but not exclusively, to the domain 5 of the automobile. A general problem of welding assembly is to check the quality of the welded connections without altering them, as well as to check the health of the materials in the vicinity of these connections. A known solution is ultrasonic testing, especially in an industrial environment. But since ultrasound is poorly transmitted in the air, rather complex techniques must be deployed to perform this type of control. Indeed, a connection between two elements, whether of plastic elements or sheet metal, may not have a uniform surface to the right of the connection, as is the case for example on welded points of an automobile body: the electrodes deform the two assembly surfaces, this deformation being called "indentation". Thus, air pockets may appear between the connection to be inspected and the ultrasonic sensor, attenuating the wave transmission. This is a disadvantage that the present invention proposes to solve. In order to overcome this problem, the Applicant has filed a patent application for filing number FR1462290, which discloses a device and method for inspecting a bond between two materials by waves emitted by an ultrasound element. In particular, the method comprises a step of injecting a viscous gel, except water, into a hollow column disposed between the connection to be inspected and the ultrasound element, so that the waves pass between the element and binding through the gel filling the hollow column. A difficulty in carrying out this process is the injection of the gel into the column. Indeed, to avoid any risk of forming air pockets in the column, these pockets degrading the transmission of waves between the ultrasonic sensor and the connection to be inspected, it is tempting to inject the gel in large quantities, left at 3033896 2 overuse this gel. The invention aims in particular to solve this difficulty of the device and the method according to FR1462290. For this purpose, a principle of the invention is to adapt the volume of injected gel to the necessary, whether in the case of a static control, the sensor being kept stationary over a point link to inspect , or in the case of a dynamic control, the sensor being moved over a linear link to be inspected. For this purpose, the subject of the invention is a method of inspecting an object by waves emitted from at least one ultrasound element. It comprises a step of injecting a viscous gel into a hollow column disposed between the object to be inspected and the ultrasound element, so that the waves pass between the element and the object through the gel filling the column. dig. The injection step includes emitting sound waves from the element to the object, receiving at the element level the echoes of said waves on the surface of the object and measuring a characteristic value of said echoes of the object. area. The injection of the gel is interrupted as soon as the characteristic value reaches an initial local maximum. Advantageously, the characteristic value may be the amplitude or the energy conveyed by the surface echoes.
Dans un mode de réalisation préféré, le procédé peut comprendre en outre, dès lors que l'injection de gel est interrompue, de faire suivre à l'élément ultrasonore un déplacement en regard de la surface de l'objet, l'injection de gel reprenant dès lors que la valeur caractéristique mesurée devient inférieure au maximum local initial.In a preferred embodiment, the method may further comprise, as soon as the gel injection is interrupted, to cause the ultrasound element to follow a displacement facing the surface of the object, the gel injection resuming therefore that the measured characteristic value becomes lower than the initial local maximum.
Avantageusement là encore, le procédé peut comprend en outre, dès lors que l'injection de gel est interrompue, de faire suivre à l'élément ultrasonore un déplacement en regard de la surface de l'objet, l'injection de gel reprenant en suivant un profil prédéterminé de débit du gel le long du déplacement.Advantageously again, the method may furthermore comprise, as soon as the gel injection is interrupted, to cause the ultrasound element to follow a displacement facing the surface of the object, the gel injection taking again following a predetermined profile of gel flow along the displacement.
Par exemple, ce profil prédéterminé de débit du gel peut être acquis lors d'une étape préalable d'apprentissage. Par exemple, l'étape préalable d'apprentissage peut inclure de positionner l'élément ultrasonore en regard de l'objet en des positions discrétisées du déplacement, puis de mesurer, en chacune des positions 35 discrétisées, la quantité de gel nécessaire pour amener la valeur 3033 896 3 caractéristique des échos de surface à un maximum local et de déduire le profil de débit par interpolation entre les quantités nécessaires aux positions d iscrétisées. Dans un autre mode de réalisation, le procédé peut comprendre 5 en outre, dès lors que l'injection de gel est interrompue, de faire suivre à l'élément ultrasonore un déplacement en regard de la surface de l'objet, l'injection de gel étant reprise en prédisant en permanence durant le déplacement, en fonction des variations du profil de la surface de l'objet se présentant devant l'élément, la quantité de gel nécessaire pour amener la 10 valeur caractéristique des échos de surface à un maximum local. Avantageusement, en cas d'erreur sur la quantité prédite de gel nécessaire pour amener la valeur caractéristique des échos de surface à un maximum local, cette erreur peut être compensée en l'ajoutant ou en la retirant à la dernière quantité prédite devant encore être injectée, de manière 15 à ramener la valeur caractéristique des échos de surface à un maximum local. Par exemple, tout au long du déplacement en regard de la surface de l'objet, les erreurs sur la quantité prédite de gel peuvent être moyennées, la moyenne des erreurs étant ajoutée ou retirée à la dernière quantité prédite 20 devant encore être injectée. L'invention a également pour objet un capteur ultrasonore comportant au moins un élément ultrasonore, une colonne creuse et des 25 moyens matériels et logiciels aptes à mettre en oeuvre l'une quelconque des revendications précédentes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront 30 à l'aide de la description qui suit faite en regard des figures annexées 1, 2a, 2b, 2c, 2d, 3a, 3b, 3b, 4a, 4b, 5, 6a, 6b, 6c, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17a et 17b qui illustrent, par un échogramme, par des graphes et par des schémas, des exemples non-limitatifs de mise en oeuvre du procédé selon l'invention.For example, this predetermined profile of gel flow can be acquired during a preliminary learning step. For example, the prior learning step may include positioning the ultrasound element facing the object at discrete positions of the displacement, and then measuring, in each of the discretized positions, the amount of gel needed to bring the value 3033 896 3 characteristics of the surface echoes at a local maximum and to deduce the flow profile by interpolation between the quantities required at the iscretized positions. In another embodiment, the method may further comprise, as soon as the gel injection is interrupted, to cause the ultrasound element to move relative to the surface of the object, the injection of gel being taken up by continuously predicting during the displacement, as a function of the variations in the profile of the surface of the object in front of the element, the amount of gel necessary to bring the characteristic value of the surface echoes to a local maximum . Advantageously, in case of error on the predicted amount of gel necessary to bring the characteristic value of the surface echoes to a local maximum, this error can be compensated by adding or removing it to the last predicted quantity to be injected. in order to reduce the characteristic value of the surface echoes to a local maximum. For example, throughout the displacement facing the surface of the object, the errors on the predicted amount of freezing can be averaged, the average of the errors being added or removed to the last predicted quantity to be injected. The invention also relates to an ultrasonic sensor comprising at least one ultrasound element, a hollow column and hardware and software means capable of implementing any one of the preceding claims. Other characteristics and advantages of the invention will become apparent with the aid of the description which follows, with reference to the appended figures 1, 2a, 2b, 2c, 2d, 3a, 3b, 3b, 4a, 4b, 5, 6a. , 6b, 6c, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17a and 17b which illustrate, by an echogram, by graphs and diagrams, non-limiting examples of implementation of the method according to the invention.
3033896 4 A - Régulation du volume de gel dans le cas d'un contrôle statique avec capteur ultrasonore mono-élément La figure 1 illustre un échogramme typique, avec en abscisse le 5 temps et en ordonnée l'amplitude. Dans le cas d'un contrôle statique avec un capteur ultrasonore mono-élément, le capteur ultrasonore est piloté en continu par un système électronique suivant une séquence répétée à l'infini. Cette séquence comprend une première phase d'excitation de l'élément piézoélectrique à des fins d'émission d'ultrasons. Une fois le capteur couplé 10 à l'objet à contrôler, une majeure partie des ultrasons est réfléchie par la surface de l'objet à contrôler et renvoyée vers l'élément piézoélectrique sensible du capteur : ce premier écho (reçu le premier, avant tout autre écho), est appelé écho de surface, référencé 10 sur la figure 1. Il est l'écho de plus grande amplitude. Le reste des ultrasons pénètre l'objet, au sein 15 duquel de nouveaux échos sont générés en fonction des caractéristiques internes de l'objet à contrôler, qu'il s'agisse d'inclusions, de retassures, du fond de l'objet ou de rebonds multiples internes à l'objet à contrôler. Ces échos sont référencés 11 sur la figure 1. Ces échos, qui suivent le premier écho de surface, se suivent dans le temps et voient leur amplitude diminuer 20 progressivement. Dans une seconde phase de réception des échos, ceux-ci sont affichés sur un écran rafraichi en temps réel au sens des capacités de perception visuelle.3033896 4 A - Regulation of the gel volume in the case of a static control with a single-element ultrasonic sensor FIG. 1 illustrates a typical echogram, with the abscissa the time and the ordinate the amplitude. In the case of a static control with a single element ultrasonic sensor, the ultrasonic sensor is continuously controlled by an electronic system in a sequence repeated at infinity. This sequence comprises a first excitation phase of the piezoelectric element for ultrasound emission purposes. Once the sensor coupled to the object to be controlled, a major part of the ultrasound is reflected by the surface of the object to be controlled and sent back to the sensitive piezoelectric element of the sensor: this first echo (received first, above all other echo), is called surface echo, referenced 10 in Figure 1. It is the echo of greater amplitude. The remainder of the ultrasound penetrates the object, within which new echoes are generated according to the internal characteristics of the object to be controlled, whether it be inclusions, shrinkage, the bottom of the object or multiple rebounds internal to the object to be controlled. These echoes are referenced 11 in FIG. 1. These echoes, which follow the first surface echo, follow each other in time and their amplitude gradually decreases. In a second phase of reception of the echoes, these are displayed on a screen refreshed in real time in the sense of the capacities of visual perception.
25 Un principe de l'invention est d'injecter du gel jusqu'à ce que l'amplitude de l'écho de surface atteigne un maximum en amplitude. Ce maximum en amplitude correspond à une surface maximum de couplage par l'intermédiaire du gel, qui correspond en fait à l'ensemble de la largeur/surface d'ouverture du capteur. Une fois l'écho de surface stabilisé à 30 son maximum d'amplitude, l'ensemble de la largeur/surface d'ouverture du capteur peut donc être considérée comme couplée à la surface de l'objet à contrôler et on stoppe alors l'injection de gel. L'ensemble des traitements présentés dans la présente demande, 35 notamment la décision de poursuivre ou d'arrêter l'injection du gel en 3033896 5 fonction de l'amplitude de l'écho de surface, est assurée par le dispositif électronique 11 de pilotage décrit à la figure 1 de la demande FR1462290.It is a principle of the invention to inject gel until the amplitude of the surface echo reaches a maximum amplitude. This amplitude maximum corresponds to a maximum coupling surface through the gel, which in fact corresponds to the entire width / aperture area of the sensor. Once the surface echo has stabilized at its maximum amplitude, the whole of the width / aperture area of the sensor can thus be considered as coupled to the surface of the object to be controlled and then stopped. gel injection. All the treatments presented in the present application, in particular the decision to continue or stop injection of the gel depending on the amplitude of the surface echo, is provided by the electronic control device 11. described in Figure 1 of the application FR1462290.
5 B - Régulation du volume de gel dans le cas d'un contrôle statique avec capteur ultrasonore multiéléments Tout d'abord, deux méthodes connues permettent de piloter l'émission d'ultrasons sur les différents éléments d'un capteur multiéléments, qu'il soit linéaire ou matriciel : la méthode SAUL (« Surface Adaptative 10 ULtrasound ») et la méthode FMC (« Full Matrix Capture »). Dans les deux méthodes, l'ensemble des éléments est utilisé pour capter les échos sonores. Toutefois, la méthode SAUL consiste à émettre simultanément des ultrasons depuis chaque élément, alors que la méthode FMC consiste à émettre des ultrasons en mode séquentiel, en excitant chaque élément 15 piézoélectrique séparément. La méthode SAUL permet d'adapter un front d'ondes par tirs successifs des éléments piézoélectriques du capteur ultrasons multiéléments : 20 - un premier tir (émission d'un pulse ultrasonore simultanément sur l'ensemble des éléments piézoélectriques du capteur), avec réception des échos sonores sur chaque élément : chaque élément N du capteur comportant N éléments reçoit l'écho 51-N ; - un second tir intègre une loi de retard spécifique sur chaque 25 élément piézoélectrique, avec réception des échos sonores sur chaque élément : chaque élément du capteur comportant N éléments reçoit l'écho S2-N ; - après 3-4 itérations le profil d'émission (loi de retard spécifique à chaque élément du capteur) est parfaitement adapté à la surface 30 de l'objet à contrôler. Le premier tir (sans loi de retard sur les éléments piézoélectriques) permet d'acquérir le profil de surface de l'objet à contrôler et la position de ce dernier par rapport au capteur grâce à l'exploitation des temps de vol des ultrasons.5 B - Regulation of the gel volume in the case of a static control with phased array ultrasound sensor Firstly, two known methods make it possible to control the emission of ultrasound on the various elements of a multi-element sensor, which it either linear or matrix: the SAUL method ("Surface Adaptative 10 ULtrasound") and the FMC method ("Full Matrix Capture"). In both methods, all elements are used to capture sound echoes. However, the SAUL method consists in simultaneously emitting ultrasound from each element, whereas the FMC method consists of emitting ultrasound in sequential mode, by exciting each piezoelectric element separately. The SAUL method makes it possible to adapt a wavefront by successive shots of the piezoelectric elements of the ultrasonic multi-element sensor: a first shot (emission of an ultrasonic pulse simultaneously on all the piezoelectric elements of the sensor), with reception of sound echoes on each element: each element N of the sensor comprising N elements receives the echo 51-N; a second shot integrates a specific delay law on each piezoelectric element, with reception of sound echoes on each element: each element of the sensor comprising N elements receives the echo S2-N; after 3-4 iterations the emission profile (delay law specific to each element of the sensor) is perfectly adapted to the surface 30 of the object to be controlled. The first shot (without a delay law on the piezoelectric elements) makes it possible to acquire the surface profile of the object to be controlled and the position of the latter with respect to the sensor by exploiting the ultrasound flight times.
3033896 6 La méthode FMC consiste quant à elle en N étapes pour un capteur ultrasonores multiéléments comportant N éléments : - émission d'un pulse ultrasonore sur le premier élément piézoélectrique, et réception des échos sonores sur l'ensemble 5 des N éléments : chaque élément N reçoit l'écho sonore Fi-N; - émission d'un pulse ultrasonore sur le second élément piézoélectrique, et réception des échos sonores sur l'ensemble des N éléments : chaque élément N reçoit l'écho sonore F2-N ; - et ainsi de suite jusqu'à l'émission sur le dernier élément.The FMC method consists of N steps for a multi-element ultrasonic sensor comprising N elements: emission of an ultrasonic pulse on the first piezoelectric element, and reception of sound echoes on the set of N elements: each element N receives the sound echo Fi-N; - Emitting an ultrasonic pulse on the second piezoelectric element, and receiving sound echoes on all N elements: each element N receives the sound echo F2-N; - and so on until the broadcast on the last element.
10 Chaque élément N reçoit donc l'écho sonore Fj-N lors de l'émission sur l'élément «j ». Le mode FTP (« focalisation tout point ») permet de reconstruire l'ensemble du volume de l'objet à contrôler, dont le profil de surface ainsi que la position de ce dernier par rapport au capteur grâce à l'exploitation des temps de vol des ultrasons.Each element N thus receives the sound echo Fj-N during transmission on the element "j". The FTP ("point-to-point") mode allows to reconstruct the entire volume of the object to be controlled, including the surface profile and the position of the latter with respect to the sensor by exploiting flight times. ultrasound.
15 B.1 - Analyse de l'évolution des échos de surface au fil de l'injection de gel Pour optimiser le volume de gel injecté selon l'invention, on pourra procéder de deux façons avec chacune de ces deux méthodes, comme 20 explicité par la suite. On commence par procéder à une sommation de l'ensemble des échos de surface reçus sur chaque élément piézoélectrique : SAUL : FMC : -k Les figures 2a, 2b, 2c et 2d illustrent un exemple avec 3 échos 25 sonores. Après sommation des échos de surface reçus sur chaque élément, à savoir un écho 1 de surface illustré par la figure 2a, un écho 2 de surface illustré par la figure 2b et un troisième écho 3 de surface illustré par la figure 2c, on obtient ainsi un écho synthétique illustré par la figure 2d. On peut alors procéder de deux façons pour décider quand stopper l'injection de gel : 30 3033896 7 B.1.a - Surveillance de l'évolution de l'amplitude de l'écho synthétique au fil de l'injection Dans une première variante, on peut procéder comme dans le cas d'un capteur mono-élément décrit à la section A: on observe comment 5 évolue l'amplitude maximale de l'écho de surface et on stoppe l'injection de gel quand l'amplitude n'augmente plus. Cette méthode présente néanmoins des limites car, avec un capteur multiéléments, tous les échos de surface ne vont pas parvenir aux différents éléments du capteur au même moment. En effet, comme illustré par les figures 3a et 3b, la présence ou non de l'écho 3 10 ne change rien à la valeur d'amplitude maximal de l'écho synthétique, ce qui conduit à proposer la autre variante détaillée à la section B1b qui suit. B.1.b - Surveillance de l'évolution de l'énergie reçue par les échos de surface 15 Comme illustré par les figures 4a et 4b, la surface située sous la courbe d'écho synthétique diffère selon que l'on prenne en compte l'écho 3 ou non pour générer l'écho synthétique. Cette surface est caractéristique de l'énergie portée par les échos sonores. Une fois l'écho synthétique acquis par sommation des échos de surface reçus par les différents éléments 20 piézoélectriques du capteur, on procède au calcul de l'énergie reçue par l'ensemble des échos de surface, ce qui revient à calculer la surface sous la courbe de sommation. Comme dans le cas du capteur mono-élément, on procède à des tirs successifs au fil de l'injection de gel couplant dans la colonne du capteur.B.1 - Analysis of the evolution of the surface echoes during the injection of gel To optimize the injected gel volume according to the invention, two methods can be carried out with each of these two methods, as explained. thereafter. We begin by summing the set of surface echoes received on each piezoelectric element: SAUL: FMC: -k Figures 2a, 2b, 2c and 2d illustrate an example with 3 sonic echoes. After summation of the surface echoes received on each element, namely a surface echo 1 illustrated in FIG. 2a, a surface echo 2 illustrated in FIG. 2b and a third surface echo 3 illustrated in FIG. a synthetic echo illustrated in Figure 2d. One can then proceed in two ways to decide when to stop the injection of gel: 30 - 30 - Monitor the evolution of the amplitude of the synthetic echo over the injection In a first variant it is possible to proceed as in the case of a single-element sensor described in section A: it is observed how the maximum amplitude of the surface echo changes and the gel injection is stopped when the amplitude n ' increases more. This method nevertheless has limitations because, with a multi-element sensor, all the surface echoes will not reach the different elements of the sensor at the same time. Indeed, as illustrated by FIGS. 3a and 3b, the presence or absence of the echo 3 does not change the maximum amplitude value of the synthetic echo, which leads to proposing the other variant detailed in the section. B1b that follows. B.1.b - Monitoring the evolution of the energy received by the surface echoes As illustrated by FIGS. 4a and 4b, the area under the synthetic echo curve differs according to whether one takes into account echo 3 or not to generate synthetic echo. This surface is characteristic of the energy carried by the sound echoes. Once the synthetic echo acquired by summation of the surface echoes received by the different piezoelectric elements of the sensor, the energy received by all the surface echoes is calculated, which amounts to calculating the area under the summation curve. As in the case of the single-element sensor, successive shots are made during the injection of gel coupling in the sensor column.
25 Au fur et à mesure que le gel est injecté, la surface de réflexion augmente et, avec elle, l'énergie globale remontée au capteur via les échos sonores reçus sur chaque élément du capteur multiéléments (c'est-à-dire la surface située sous la courbe de sommation des différents échos). La stabilisation de la valeur de cette énergie signifie que l'ensemble de la zone d'ouverture du 30 capteur est couplée à l'objet à contrôler par du gel et que l'injection de ce dernier peut donc être stoppée. Une fois cette étape atteinte, on peut procéder au contrôle de l'objet.As the gel is injected, the reflective surface increases and, with it, the overall energy returned to the sensor via the sound echoes received on each element of the array sensor (i.e. the surface under the summation curve of the different echoes). The stabilization of the value of this energy means that the entire opening zone of the sensor is coupled to the object to be controlled by gel and that the injection of the latter can therefore be stopped. Once this step is reached, the object can be checked.
3033896 8 B.2 - Analyse de l'évolution du profil de surface construit à partir des échos sonores au fil de l'injection de gel Puisque des méthodes comme SAUL ou FMC permettent de reconstruire le profil de surface de l'objet, on acquiert de façon successive le 5 profil de surface dès le début de l'injection du gel, ce qui revient à acquérir la surface de couplage par le gel. Au fil de l'injection du gel, on va constater entre deux acquisitions que la surface de couplage par le gel s'étend. Lorsqu'elle n'évoluera plus, on aura alors acquis le fait que l'ensemble de la zone d'ouverture du capteur est couplée par du gel à l'objet à contrôler et 10 que l'injection de ce dernier peut donc être stoppée. Une fois cette étape atteinte, on peut procéder au contrôle de l'objet. C - Régulation du débit de gel dans le cas d'un contrôle dynamique avec 15 capteur ultrasonore mono-élément C.1 - Régulation sur la base d'un seuil d'amplitude maximal de l'écho de surface acquis au moment du couplage statique avant déplacement du capteur 20 Il est explicité en section A que, une fois le capteur couplé à la surface de l'objet à contrôler, l'amplitude maximale de l'écho de surface était atteinte et donc connue. Le principe est donc ici de réguler le débit de gel au fil du déplacement du capteur, en fonction de l'écart entre l'amplitude de l'écho de surface et un seuil donné par l'amplitude maximale de l'écho de 25 surface. En début de déplacement du capteur, un débit de gel est appliqué par excès pour éviter toute perte de couplage. Le couplage étant assuré, l'amplitude mesurée de l'écho de surface se situe au niveau de son amplitude maximale. Pour optimiser le débit de gel, on réduit 30 progressivement sa valeur. Dès que l'on détecte une baisse d'amplitude d'un écart supérieur à une certaine valeur prédéfinie entre l'amplitude mesurée et l'amplitude maximale, on augmente de nouveau le débit jusqu'à retrouver une amplitude mesurée sensiblement égale à l'amplitude maximale. On arrive ainsi rapidement par régulation à se maintenir sur un débit optimal de 3033896 9 gel. Si, pour une raison ou une autre, un écart est de nouveau constaté en cours de déplacement, on régule de nouveau le débit de la même façon. Cette stratégie présente cependant certaines limites, notamment en cas de variation significative de la forme de la surface de l'objet à 5 contrôler. En effet, une forte variation de forme va impliquer une variation de l'amplitude maximale de l'écho de surface : si la surface n'est pas plane localement, une partie des ultrasons réfléchis en surface va être perdue car réfléchie en dehors de la largeur/surface d'ouverture du capteur. Si l'amplitude maximale varie, une méconnaissance de l'évolution de cette 10 dernière sur le parcours du capteur conduira à l'impossibilité de calculer l'écart d'amplitude par rapport au seuil. C.2 - Régulation sur la base d'une courbe d'amplitude maximale de l'écho de 15 surface acquise par apprentissage Pour pallier les limites de la solution présentée à la section précédente, on peut considérer une phase préalable destinée à acquérir la courbe d'amplitude maximale de l'écho de surface sur le parcours du capteur. Pour ce faire, le principe consiste à procéder à un premier parcours 20 en générant un débit de gel important de façon à s'assurer qu'il n'y aura pas de perte de couplage. Si le couplage est ainsi garanti sur l'ensemble du parcours, l'amplitude de l'écho de surface acquis sur ce parcours correspondra à l'amplitude maximale, qui est alors mémorisée. Sur la courbe d'amplitude maximale ainsi acquise, on procède 25 alors pour les contrôles ultérieurs (contrôles répétitifs, par exemple en environnement industriel) de la même façon qu'à la section précédente pour réguler le débit, par écart entre la courbe d'amplitude mesurée et la courbe d'amplitude maximale mémorisée.3033896 8 B.2 - Analysis of the evolution of the surface profile constructed from the sound echoes during the injection of gel Since methods such as SAUL or FMC make it possible to reconstruct the surface profile of the object, one acquires successively the surface profile from the beginning of the injection of the gel, which amounts to acquiring the coupling surface by the gel. During the injection of the gel, it will be noted between two acquisitions that the gel coupling surface extends. When it will no longer evolve, it will then be acquired that the entire opening zone of the sensor is coupled by gel to the object to be controlled and that the injection of the latter can therefore be stopped. . Once this step is reached, the object can be checked. C - Control of the gel flow rate in the case of a dynamic control with 15 single-element ultrasonic sensor C.1 - Regulation based on a threshold of maximum amplitude of the surface echo acquired at the moment of the static coupling Before moving the sensor 20 It is explained in section A that, once the sensor coupled to the surface of the object to be controlled, the maximum amplitude of the surface echo was reached and therefore known. The principle here is therefore to regulate the gel flow rate during the displacement of the sensor, as a function of the difference between the amplitude of the surface echo and a threshold given by the maximum amplitude of the surface echo. . At the beginning of displacement of the sensor, a gel flow is applied excessively to avoid any loss of coupling. The coupling being ensured, the measured amplitude of the surface echo is at its maximum amplitude. To optimize the gel flow rate, its value is gradually reduced. As soon as a decrease in amplitude of a difference greater than a certain predefined value is detected between the measured amplitude and the maximum amplitude, the flow rate is again increased until a measured amplitude substantially equal to maximum amplitude. We thus arrive quickly by regulation to maintain an optimal flow of 3033896 9 gel. If, for one reason or another, a deviation is found again during the trip, the flow is again regulated in the same way. This strategy, however, has certain limitations, especially in the case of a significant variation in the shape of the surface of the object to be controlled. Indeed, a strong variation of shape will imply a variation of the maximum amplitude of the surface echo: if the surface is not planar locally, a part of the ultrasound reflected on the surface will be lost because reflected outside the width / opening area of the sensor. If the maximum amplitude varies, a lack of knowledge of the evolution of this latter on the sensor path will lead to the impossibility of calculating the amplitude difference with respect to the threshold. C.2 - Regulation on the basis of a maximum amplitude curve of the learning surface echo To overcome the limitations of the solution presented in the previous section, we can consider a preliminary phase intended to acquire the curve maximum amplitude of the surface echo on the sensor path. To do this, the principle consists in making a first run 20 by generating a large gel flow so as to ensure that there will be no loss of coupling. If the coupling is thus guaranteed over the entire path, the amplitude of the surface echo acquired on this path will correspond to the maximum amplitude, which is then stored. On the maximum amplitude curve thus acquired, the subsequent controls (repetitive controls, for example in an industrial environment) are then carried out in the same way as in the previous section to regulate the flow rate, by difference between the curve of measured amplitude and the maximum amplitude curve stored.
30 C.3 - Régulation par déplacement discret du capteur Le principe est ici de procéder comme dans le cas de contrôles statiques : une fois un contrôle statique effectué, on réalise un déplacement 3033896 10 du capteur d'une distance D et on procède à un nouveau contrôle statique. On procède ainsi de suite jusqu'à avoir parcouru l'ensemble de la zone à contrôler. Le contrôle ne se fait donc pas de façon continue sur l'ensemble de la zone à contrôler, mais de façon discrète en des points précis, la 5 distance D entre deux positions du capteur permettant de couvrir l'ensemble de la zone à contrôler. La distance D est choisie en fonction des objectifs du contrôle. Pour une couverture de l'ensemble de la zone, cette distance devrait en toute logique est inférieure à la largeur d'ouverture du capteur. Cette distance D peut par ailleurs ne pas être constante d'une position à une 10 autre sur l'ensemble de la zone à contrôler, et ce en fonction de facteurs comme les caractéristiques géométriques locales. C.4 - Régulation du débit de gel par déplacement en continu du capteur sur 15 la base d'une mémoire acquise par apprentissage du volume injecté par déplacement discret du capteur On commence par procéder comme décrit à la section précédente dans le cas d'une régulation par déplacement discret du capteur. A chaque position du capteur, on enregistre le volume de gel injecté pour coupler la 20 largeur d'ouverture du capteur à l'objet à contrôler. Cette première phase constitue une étape d'apprentissage. Puis, sur la base de cet apprentissage, on procède à un calcul de débit pour un déplacement en continu du capteur. Ce déplacement en continu est celui mis en oeuvre lors des contrôles successifs ultérieurs.C.3 - Regulation by discrete displacement of the sensor The principle here is to proceed as in the case of static controls: once a static control has been carried out, the sensor 3033896 10 is moved a distance D and a procedure is carried out. new static control. This is done right away until you have covered the entire area to be controlled. The control is therefore not done continuously over the entire area to be controlled, but discretely at specific points, the distance D between two positions of the sensor to cover the entire area to be controlled. The distance D is chosen according to the objectives of the control. For a coverage of the entire area, this distance should logically be less than the opening width of the sensor. This distance D may also not be constant from one position to another over the entire area to be controlled, and this according to factors such as local geometrical characteristics. C.4 - Control of the gel flow rate by continuous displacement of the sensor on the basis of a memory acquired by learning the injected volume by discrete displacement of the sensor We begin by proceeding as described in the previous section in the case of a discrete displacement control of the sensor. At each position of the sensor, the injected gel volume is recorded to couple the opening width of the sensor to the object to be monitored. This first phase is a learning step. Then, on the basis of this learning, a flow calculation is made for a continuous displacement of the sensor. This continuous movement is that implemented during subsequent successive checks.
25 En regard des figures 5 et 6a, on définit : - P1 à PM les différentes positions du capteur pour couvrir la zone à contrôler ; - Di-(i+1), les distances séparant deux positions successives du capteur (D1-2, D2-3, ) : on note que la distance séparant deux 30 positions successives doit de préférence être choisie de telle sorte à pouvoir capter l'ensemble des variations de forme de surface de l'objet à contrôler ; 3033 896 11 - V1 à VM les volumes de gel injectés respectivement aux positions P1 à PM pour coupler le capteur à l'objet à contrôler sur la largeur d'ouverture du capteur.With reference to FIGS. 5 and 6a, the following are defined: P1 to PM the different positions of the sensor to cover the area to be checked; - Di- (i + 1), the distances separating two successive positions of the sensor (D1-2, D2-3,): it is noted that the distance separating two successive positions should preferably be chosen so as to be able to capture the set of surface shape variations of the object to be controlled; 3033 896 11 - V1 to VM the gel volumes injected respectively at positions P1 to PM to couple the sensor to the object to be controlled over the opening width of the sensor.
5 La figure 5 illustre un exemple variation du volume de gel injecté sur un parcours comprenant 5 positions P1 à P5. A partir des volumes de gel injectés à chaque position, on procède à un calcul de débit de gel pour un déplacement du capteur en continu et non plus discret. Dans une configuration idéale illustrée par la figure 6a, qui illustre un capteur 10 ultrasonore 15 comportant un élément ultrasonore 152 adjacent à une colonne cylindrique creuse 151, un gel injecté via un orifice d'injection 1511 comblerait exactement l'espace entre l'extrémité de la colonne, dans laquelle est déjà présent du gel, et la surface de l'objet à contrôler, et ce sur toute la largeur/surface d'ouverture du capteur. Il faut noter que les figures 6b, 6c, 7, 15 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 qui suivent illustrent ce même capteur 15, c'est pourquoi les références 15, 151, 152 et 1511 sont omises par la suite, dans un souci de clarté. Dans la configuration idéale de la figure 6a, le volume de gel à injecter pour passer d'une position Hi (couplage déjà effectué) à une position Hi+1 serait représenté par un volume V. Toujours 20 dans cette configuration idéale, et comme illustré par la figure 6b, on peut considérer pour simplifier qu'aux positions Hi et Hi+1, la surface de l'objet à contrôler en regard de la surface d'ouverture du capteur est plane et perpendiculaire à l'axe du capteur. Cette simplification permet d'approximer le volume de gel entre le 25 capteur et la surface de l'objet à contrôler aux positions « i » et « i+1 » comme suit : - Volume Vi = S * Hi, avec S la surface d'ouverture du capteur, - Volume Vi+1 = S *Hi+1, Comme illustré sur la figure 6c, le volume de gel à injecter pour passer de la 30 position Hi (couplage déjà effectué) à la position Hi+1 peut être représenté par la somme des volumes V' et V" à laquelle on retranche le volume V". Ce qui donne comme volume de gel Vi-i+1 à injecter pour passer de la position « i » (couplage déjà effectué) à la position « i+1 »: ^ +1* Sb- H, Sb + HÉ+ 35 2 3033896 12 + 1-41 2 où L est la largeur apparente d'ouverture du capteur illustrée par la figure 7. On remarque que si S est la surface d'ouverture du capteur, alors S = Sa + 5 Sb. On notera que les surfaces Sa et Sb peuvent être différentes pour un capteur ayant une surface d'ouverture de forme quelconque et non symétrique. En regard de la figure 8, on définit une abscisse SI(x) telle que : 10 51(0) = 0 au point Hi 51(1) = 1 au point Hi+1 Si on découpe le volume V' en tranches d'épaisseur dx, comme illustré par la figure 8, alors le volume Vsi(x) de gel à injecter à une position SI(x) d'une 15 largeur dx sans perdre le couplage entre le capteur et la surface de l'objet à contrôler est donné par : 20 Le débit de gel instantané à la position SI(x), entre les positions « i » et « i+1 » et pour une vitesse instantanée Ci = dx/dt peut s'exprimer comme suit : I 25 Soit VRi le volume de gel nécessaire pour coupler le capteur à l'objet à contrôler dans une configuration réelle. Ce volume sera acquis dans notre cas par apprentissage, et donc mesuré via ce dernier. On sait alors 30 recalculer la hauteur Hi correspondante pour que, en ramenant le cas réel au cas idéal, le volume de gel à injecter soit égal au volume VRi : V RÉ IIÉ = 3033896 13 où S la surface d'ouverture du capteur. Le cas réel étant ainsi ramené au cas idéal, le débit de gel QSI(x) en un point situé entre les points «j » et « i+1 » (SI(0) = point « i » ; SI(1) = point « i+1 ») s'exprime alors comme suit : 5 D - Régulation du débit de gel dans le cas d'un contrôle dynamique avec capteur ultrasonore multiéléments linéaire ou matriciel 10 D.1 - Régulation sur la base d'un seuil d'amplitude maximale de l'écho de surface acquis au moment du couplage statique avant déplacement du capteur La section B.1.a, on a vu qu'une fois le capteur couplé à la 15 surface de l'objet à contrôler, l'amplitude maximale de l'écho de surface était atteinte et donc connue. Le principe est donc ici de réguler le débit de gel au fil du déplacement du capteur, en fonction de l'écart entre l'amplitude de l'écho de surface et le seuil donné par l'amplitude maximale de l'écho de surface. Cette solution est analogue à celle présentée à la section C.1 pour 20 le cas du capteur mono-élément, et présente la même limite liée à une variation importante de l'amplitude maximale de l'écho de surface sur le parcours du capteur.FIG. 5 illustrates an example variation of the volume of gel injected on a path comprising 5 positions P1 to P5. From the gel volumes injected at each position, a gel flow calculation is carried out for continuous and no longer discrete sensor displacement. In an ideal configuration illustrated in FIG. 6a, which illustrates an ultrasonic sensor 15 having an ultrasound member 152 adjacent to a hollow cylindrical column 151, a gel injected via an injection port 1511 would fill exactly the space between the the column, in which is already present gel, and the surface of the object to control, and this over the entire width / opening area of the sensor. It should be noted that FIGS. 6b, 6c, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 which follow illustrate this same sensor 15, which is why the references 15, 151, 152 and 1511 are subsequently omitted for the sake of clarity. In the ideal configuration of FIG. 6a, the volume of gel to be injected to pass from a position Hi (coupling already effected) to a position Hi + 1 would be represented by a volume V. Always in this ideal configuration, and as illustrated in FIG. 6b, it can be considered for simplification that at the positions Hi and Hi + 1, the surface of the object to be checked opposite the opening surface of the sensor is plane and perpendicular to the axis of the sensor. This simplification makes it possible to approximate the gel volume between the sensor and the surface of the object to be controlled at positions "i" and "i + 1" as follows: - Volume Vi = S * Hi, with S the surface of opening of the sensor, Volume Vi + 1 = S * Hi + 1, As illustrated in FIG. 6c, the volume of gel to be injected to go from the Hi position (coupling already effected) to the position Hi + 1 can be represented by the sum of the volumes V 'and V "to which the volume V" is subtracted. Which gives as volume of gel Vi-i + 1 to be injected to move from the position "i" (coupling already effected) to the position "i + 1": ^ + 1 * Sb-H, Sb + H + + 2 Where L is the apparent opening width of the sensor illustrated in FIG. 7. It should be noted that if S is the sensor opening surface, then S = Sa + 5 Sb. Note that the surfaces Sa and Sb may be different for a sensor having an opening surface of any shape and unsymmetrical. With reference to FIG. 8, an abscissa SI (x) is defined such that: 51 (0) = 0 at the point Hi 51 (1) = 1 at the point Hi + 1 If the volume V 'is cut into slices thickness dx, as illustrated by FIG. 8, then the volume Vsi (x) of gel to be injected at a position SI (x) of a width dx without losing the coupling between the sensor and the surface of the object to be controlled. is given by: The instantaneous gel flow at the SI (x) position between the "i" and "i + 1" positions and for an instantaneous speed Ci = dx / dt can be expressed as follows: VRi the volume of gel needed to couple the sensor to the object to be controlled in a real configuration. This volume will be acquired in our case by learning, and thus measured via the latter. It is then known to recalculate the corresponding height Hi so that, by bringing the real case back to the ideal case, the volume of gel to be injected is equal to the volume VRi: where the sensor opening surface. The real case being thus brought back to the ideal case, the flow of gel QSI (x) at a point situated between the points "j" and "i + 1" (SI (0) = point "i"; SI (1) = point "i + 1") is then expressed as follows: 5 D - Control of the gel flow rate in the case of a dynamic control with linear or array multi-element ultrasonic sensor 10 D.1 - Regulation based on a threshold Maximum amplitude of the surface echo acquired at the time of static coupling before displacement of the sensor Section B.1.a, it has been seen that once the sensor coupled to the surface of the object to be controlled, the maximum amplitude of the surface echo was reached and therefore known. The principle here is to regulate the flow of gel over the displacement of the sensor, as a function of the difference between the amplitude of the surface echo and the threshold given by the maximum amplitude of the surface echo. This solution is similar to that presented in section C.1 for the case of the single-element sensor, and has the same limit related to a large variation in the maximum amplitude of the surface echo on the sensor path.
25 D.2 - Régulation sur la base d'une courbe d'amplitude maximale de l'écho de surface acquise au moment du couplage statique avant déplacement du capteur Cette solution est analogue à celle présentée à la section C.2 sans le cas du capteur mono-élément, mais avec un capteur multiéléments.D.2 - Regulation on the basis of a maximum amplitude curve of the acquired surface echo at the moment of the static coupling before displacement of the sensor This solution is similar to that presented in section C.2 without the case of single-element sensor, but with a multi-element sensor.
30 D.3 - Régulation sur la base d'un seuil d'énergie maximale de l'écho de surface acquise au moment du couplage statique avant déplacement du capteur 3033896 14 On a vu à la section B.1.b que l'énergie globale retournée par les échos de surface était plus robuste pour confirmer le couplage entre un capteur multiéléments et l'objet à contrôler. Le principe est donc de proposer une variante similaire à celle présentée à la section D.1, mais en s'appuyant 5 non plus sur un seuil d'amplitude de l'écho de surface acquis en statique avant déplacement du capteur, mais sur un seuil d'énergie de l'écho de surface acquis dans les même conditions. Cette solution présente néanmoins les mêmes limites que celles mentionnées aux sections Cl et D1, limites liées à une variation importante de l'énergie maximale de l'écho de 10 surface sur le parcours du capteur. D.4 - Régulation sur la base d'une courbe d'amplitude maximale de l'écho de surface acquise par apprentissage 15 Cette variante est, pour la solution décrite à la section D3, l'équivalent de ce que sont respectivement les solutions décrites aux sections C2 et D2 pour Cl et D1, sur la base non plus de l'amplitude de l'écho de surface, mais de l'énergie de cet écho.30 D.3 - Regulation on the basis of a maximum energy threshold of the acquired surface echo at the moment of the static coupling before displacement of the sensor 3033896 14 We saw in section B.1.b that the energy global return by surface echoes was more robust to confirm the coupling between a phased array sensor and the object to be controlled. The principle is therefore to propose a variant similar to that presented in section D.1, but no longer relying on an amplitude threshold of the surface echo acquired in static mode before displacement of the sensor, but on a energy threshold of the surface echo acquired under the same conditions. This solution, however, has the same limits as those mentioned in sections C1 and D1, limits related to a large variation in the maximum energy of the surface echo on the sensor path. D.4 - Regulation on the basis of a maximum amplitude curve of the learning acquired surface echo This variant is, for the solution described in section D3, the equivalent of the solutions described respectively. in sections C2 and D2 for Cl and D1, on the basis not of the amplitude of the surface echo, but of the energy of this echo.
20 D.5 - Régulation par déplacement discret du capteur Le principe est de procéder comme dans le cas de contrôles statiques. Une fois un contrôle statique effectué suivant la méthode présentée aux sections B.1.a, B.1.b, ou encore celle présentée à la section 25 B.2, on réalise un déplacement du capteur d'une distance D et on procède à un nouveau contrôle statique. On procède ainsi de suite jusqu'à avoir parcouru l'ensemble de la zone à contrôler. Le contrôle ne se fait donc pas de façon continue sur l'ensemble de la zone à contrôler, mais en des points précis, le pas entre deux positions du capteur permettant de couvrir 30 l'ensemble de la zone à contrôler. La distance D est choisie en fonction des objectifs du contrôle. Pour une couverture de l'ensemble de la zone, cette distance devrait en toute logique est inférieure à la largeur d'ouverture du capteur. Cette distance D peut par ailleurs ne pas être constante d'une position à une autre.D.5 - Discrete sensor displacement control The principle is to proceed as in the case of static controls. Once a static control is carried out according to the method presented in sections B.1.a, B.1.b, or that presented in section B.2, a displacement of the sensor of a distance D is carried out and to a new static control. This is done right away until you have covered the entire area to be controlled. The control is therefore not done continuously over the entire area to be controlled, but at specific points, the pitch between two sensor positions to cover the entire area to be controlled. The distance D is chosen according to the objectives of the control. For a coverage of the entire area, this distance should logically be less than the opening width of the sensor. This distance D may also not be constant from one position to another.
35 3033896 15 D.6 - Régulation du débit de gel sur la base d'une mémoire du volume injecté à chaque position du capteur lors d'un déplacement discret de ce dernier sur l'ensemble de la zone à contrôler 5 On commence par procéder comme dans le cas d'une régulation par déplacement discret du capteur, comme décrit à la section D.2. A chaque position du capteur, on enregistre le volume de gel injecté pour coupler la largeur d'ouverture du capteur à l'objet à contrôler. Cette première phase constitue une étape d'apprentissage. Après cette étape d'apprentissage, on 10 procède comme pour un capteur mono-élément pour déterminer la courbe de débit instantané sur l'ensemble du déplacement du capteur, comme décrit à la section C.3.D.6 - Control of the gel flow rate on the basis of a memory of the volume injected at each position of the sensor during a discrete movement of the latter over the entire area to be controlled 5 We begin by proceeding as in the case of discrete displacement control of the sensor, as described in section D.2. At each position of the sensor, the injected gel volume is recorded to couple the opening width of the sensor to the object to be controlled. This first phase is a learning step. After this learning step, the procedure is as for a single-element sensor to determine the instantaneous flow rate curve over the entire displacement of the sensor, as described in section C.3.
15 D.7 - Régulation par anticipation du volume de gel à injecter lors de la prochaine étape de déplacement Suivant cette méthode, il n'y a pas d'apprentissage de surface : on commence par coupler le capteur à l'objet à contrôler suivant la méthode présentée à la section B.2, ou encore B.1.a ou B.1.b. On va acquérir le profil 20 de surface de l'objet à contrôler sous la surface d'ouverture du capteur, suivant une méthode d'excitation des éléments piézoélectriques du type SAUL ou FMC. D'une façon générale, lorsque le capteur avance en continu sans apprentissage de surface préalable, il faut anticiper la quantité de gel à injecter au juste nécessaire pour combler le découplage qui va se créer à 25 l'avant du capteur, du fait que du gel adhère à la surface de l'objet à contrôler en aval du capteur. Une régulation du débit de gel en temps réel doit donc être faite en fonction du profil de surface situé à l'avant du capteur relativement à son sens de déplacement. Cet ajustement se fait globalement sur la base de l'évolution anticipée de la surface de l'objet. Pour ce faire, on 30 exploite les caractéristiques du profil de surface situées à l'avant du capteur relativement au sens de déplacement de ce dernier, comme illustré à la figure 9 où un gel 141 est injecté via l'orifice 1511, et plus précisément : - la hauteur réelle Hr : distance entre le capteur et le profil de surface en limite d'ouverture avant du capteur ; 3033896 16 - l'angle A: orientation du profil de surface par rapport à un axe orthogonal à l'axe vertical du capteur, et ce en limite d'ouverture avant du capteur. Cet ajustement peut se faire tous les D millimètres parcourus par le capteur 5 et donc à une certaine fréquence relativement à la vitesse de déplacement du capteur, qui sera choisie pour le contrôle On remarque cependant que la distance D peut varier au fil du déplacement, tout comme la vitesse de déplacement du capteur. En effet, par une connaissance a priori du profil de surface et de ses variations sur la 10 parcours du capteur, on peut : - faire varier la vitesse de déplacement du capteur sur l'ensemble du contrôle dynamique ; - faire varier la distance D et implicitement le niveau d'extrapolation du profil de surface à l'avant du capteur pour 15 minimiser les erreurs de pronostic et, avec elles, celui d'injecter trop ou pas assez de gel. D.7.a - Gestion du débit en début de déplacement du capteur 20 Comme évoqué précédemment, une fois le capteur couplé, on exploite les caractéristiques du profil de surface situées à l'avant du capteur relativement au sens de déplacement de ce dernier comme illustré à la figure 10, et plus précisément : - la distance entre le capteur et le profil de surface : hauteur Hr0 25 pour la hauteur initiale avant déplacement ; - l'orientation du profil de surface par rapport à un axe orthogonal à l'axe vertical du capteur : angle A(0) pour l'angle initial avant déplacement. Cette hauteur et cet angle permettent de calculer le volume de gel à injecter 30 lorsque le déplacement du capteur est initié. Comme illustré à la figure 10, une fois le capteur mis en mouvement, il parcoure une distance D(04) entre sa position initiale et la position lorsque l'on procède à l'étape suivante de vérification/anticipation. On peut noter que, sur la figure 10, la surface Sb fait référence aux éléments décrits à la section C3. En regard de la figure 11, à 35 partir de Hr(0) et A(0), on sait estimer a priori une hauteur Hth(1), qui est une 3033896 17 hauteur théorique obtenue par calcul, distante du bord avant d'ouverture du capteur d'une distance D(0-1). Les figures 11 et 12 illustrent le volume V(4) qui est à combler via l'apport de gel couplant pour un capteur de surface circulaire. Mais le volume de gel à injecter pour conserver le couplage lors du 5 déplacement D(0-1) ne saurait s'exprimer via la formule suivante : 10 2 est la surface théorique/calculée, où : tan(ACI)), où : Hr(0) est la hauteur réelle en limite d'ouverture avant du capteur à la position O; 15 Hth(1) est la hauteur (supposée/calculée) en limite d'ouverture avant du capteur, une fois que ce dernier se sera déplacé de la distance D(0-1). En effet, la surface de l'objet à contrôler Rth(0-1) n'est pas forcément 20 uniforme. La valeur de la surface Sth(0-1) telle que formulée ci-dessus ne saurait donc être représentative qu'au niveau de l'axe T. De par la connaissance de la surface de l'objet couplée au capteur, on sait néanmoins déterminer les valeurs des surfaces Sth(0-1)k illustrée sur la figure 13, pour k variant de 1 à N où le nombre N est représentatif de la discrétisation choisie 25 sur la largeur d'ouverture L du capteur, à partir : - des valeurs Hr(0)k au niveau de différents axes Tk couvrant l'ensemble de la surface Rth(0-1) ; - des angles A(0)k. Partant de la discrétisation illustrée sur la figure 13, le volume de gel à 30 injecter pour conserver le couplage en déplaçant le capteur d'une distance D(0-1) pourra aussi être représenté par la somme des micro-volumes représentés sur la figure 14. Chaque morceau de surface issu du découpage de Rth(0-1) est approximé par un rectangle Sj sur la figure 14. On obtient une surface Rth(0-1)k pour chaque rectangle, avec : 35 3033896 18 L = largeur d'ouverture apparente du capteur, comme défini dans les pages précédentes ; 5 N = discrétisation choisie sur la largeur d'ouverture apparente du capteur. Ainsi, le volume approximé de gel à injecter lors du déplacement de la position 0 à la position 1 est donné par : 10 V th(0-1) Hr(COir 1- Hr! 2 - k - D(0-1) tan (A k) 2 15 k=N e thco-f) - N 2 Hr.O.k - D(D_I)* tan (A. 2 k=1 On peut noter que plus la discrétisation est fine, c'est-à-dire plus N est grand, moins l'approximation est grossière.15 D.7 - Advance regulation of the volume of gel to be injected during the next moving step In this method, there is no surface learning: we start by coupling the sensor to the object to be controlled next the method presented in section B.2, or B.1.a or B.1.b. The surface profile of the object under control will be acquired under the opening surface of the sensor, according to a method of excitation of the piezoelectric elements of the SAUL or FMC type. In general, when the sensor is continuously advancing without preliminary surface learning, it is necessary to anticipate the amount of gel to be injected at the level necessary to fill the decoupling which will be created at the front of the sensor, because of the fact that gel adheres to the surface of the object to be checked downstream of the sensor. A regulation of the real-time gel flow rate must therefore be made according to the surface profile located at the front of the sensor relative to its direction of travel. This adjustment is done globally on the basis of the anticipated evolution of the surface of the object. To do this, the characteristics of the surface profile situated at the front of the sensor are used relative to the direction of movement of the latter, as illustrated in FIG. 9, where a gel 141 is injected via the orifice 1511, and more precisely : - the actual height Hr: distance between the sensor and the surface profile at the front opening limit of the sensor; The angle A: orientation of the surface profile with respect to an axis orthogonal to the vertical axis of the sensor, and at the front opening limit of the sensor. This adjustment can be done every D millimeters traveled by the sensor 5 and therefore at a certain frequency relative to the speed of movement of the sensor, which will be chosen for the control. Note, however, that the distance D may vary as the displacement like the speed of displacement of the sensor. Indeed, by a priori knowledge of the surface profile and its variations on the sensor path, it is possible to: vary the speed of movement of the sensor over the entire dynamic control; varying the distance D and implicitly the extrapolation level of the surface profile at the front of the sensor in order to minimize the errors of prognosis and, with them, that of injecting too much or not enough gel. D.7.a - Flow management at the beginning of displacement of the sensor 20 As mentioned previously, once the sensor has been coupled, the characteristics of the surface profile situated at the front of the sensor are used in relation to the direction of movement of the latter as illustrated in FIG. 10, and more precisely: the distance between the sensor and the surface profile: height Hr0 for the initial height before displacement; the orientation of the surface profile with respect to an axis orthogonal to the vertical axis of the sensor: angle A (0) for the initial angle before displacement. This height and this angle make it possible to calculate the volume of gel to be injected 30 when the displacement of the sensor is initiated. As illustrated in FIG. 10, once the sensor is set in motion, it travels a distance D (04) between its initial position and the position when the next verification / anticipation step is carried out. It may be noted that in Fig. 10 the surface Sb refers to the elements described in section C3. With reference to FIG. 11, from Hr (0) and A (0), it is possible to estimate a priori a height Hth (1), which is a theoretical height obtained by calculation, distant from the front edge of opening of the sensor with a distance D (0-1). Figures 11 and 12 illustrate the volume V (4) which is to be filled via the supply of coupling gel for a circular surface sensor. However, the volume of gel to be injected to maintain the coupling during the displacement D (0-1) can not be expressed by the following formula: ## EQU1 ## where is the theoretical / calculated surface, where: tan (ACI)), where: Hr (0) is the actual height at the front open limit of the sensor at position O; Hth (1) is the (assumed / calculated) height at the front open limit of the sensor, once the sensor has moved from the distance D (0-1). Indeed, the surface of the object to be controlled Rth (0-1) is not necessarily uniform. The value of the surface Sth (0-1) as formulated above can therefore only be representative at the level of the axis T. By knowing the surface of the object coupled to the sensor, we nevertheless know determine the values of the surfaces Sth (0-1) k illustrated in FIG. 13, for k varying from 1 to N where the number N is representative of the discretization chosen over the opening width L of the sensor, from: values Hr (0) k at different axes Tk covering the entire surface Rth (0-1); angles A (0) k. Starting from the discretization illustrated in FIG. 13, the volume of gel to be injected to maintain the coupling by displacing the sensor by a distance D (0-1) may also be represented by the sum of the micro-volumes represented in FIG. 14. Each piece of surface resulting from the cutting of Rth (0-1) is approximated by a rectangle Sj in FIG. 14. We obtain a surface Rth (0-1) k for each rectangle, with: 3033896 18 L = width apparent opening of the sensor, as defined in the previous pages; N = discretization chosen over the apparent opening width of the sensor. Thus, the approximate volume of gel to be injected when moving from position 0 to position 1 is given by: 10 V th (0-1) Hr (COir 1 Hr 2 - k - D (0-1) tan (A k) 2 k = N e thco-f) - N 2 Hr.Ok - D (D_I) * tan (A. 2 k = 1 It can be noted that the more the discretization is fine, that is to say to say more N is big, the less the approximation is rough.
20 Soit C(0-1) la vitesse instantanée de mise en mouvement du capteur, cette vitesse étant considérée comme constante depuis la position 0 jusqu'à la position 1) : 25 où dt(0-1) est le délai de passage de la position 0 à la position 1. Sur la base d'une vitesse instantanée C(0-1) à cette position du capteur, le débit instantané pour passer de la position 0 à la position 1 s'exprime alors ainsi : 30 3033896 19 2 0 ,k - D (0_ 1) * tan (A 2 =1 D.7.b - Généralisation à une gestion du débit en cours de déplacement du 5 capteur Comme évoqué dans les sections précédentes, le débit pour passer d'une position P à une position P+1 est calculé sur la base d'un pronostic sur le volume à coupler lors du déplacement de P vers P+1, comme on le fait pour passer de la position 0 à la position 1 du capteur.Let C (0-1) be the instantaneous speed of motion of the sensor, this speed being considered constant from position 0 to position 1): where dt (0-1) is the transit time of position 0 to position 1. On the basis of an instantaneous speed C (0-1) at this position of the sensor, the instantaneous flow rate from position 0 to position 1 is then expressed as: 3033896 19 2 0, k - D (0_ 1) * tan (A 2 = 1 D.7.b - Generalization to flow management during displacement of the sensor As mentioned in the previous sections, the flow rate to pass from one position P at a position P + 1 is calculated on the basis of a prediction on the volume to be coupled during the displacement of P to P + 1, as is done to move from the 0 position to the 1 position of the sensor.
10 En référence aux éléments décrits précédemment pour le passage de la position 0 à la position 1 ainsi qu'à la figure 15, le pronostic de volume et de débit pour passer le capteur de la position P la position P+1 s'exprime ainsi : -N C k=141 +f ' P-F). 1 tan (A, k=1 15 Q +1)) k1 rh(p H(p+if) = -N C(_1 - = P k tan P k1 2 Où: D(P-(P+1)) est la distance de déplacement entre le point P en limite d'ouverture avant du capteur et le prochain point en limite d'ouverture 20 du capteur, une fois que ce dernier aura été déplacé de cette distance ; Hr(P)k est la hauteur réelle en limite d'ouverture avant du capteur, au niveau de la zone discrétisée k, cette discrétisation s'étendant sur la largeur d'ouverture du capteur.With reference to the elements previously described for the transition from position 0 to position 1 as well as to FIG. 15, the prognosis of volume and flow rate to pass the sensor from position P to position P + 1 is thus expressed : -NC k = 141 + f 'PF). 1 tan (A, k = 1 × Q +1)) k1 rh (p H (p + if) = -NC (_1 - = P k tan P k1 2 Where: D (P- (P + 1)) is the displacement distance between the point P at the front opening limit of the sensor and the next point at the opening limit 20 of the sensor, once the latter has been moved from this distance; Hr (P) k is the actual height at the front opening limit of the sensor, at the level of the discretized area k, this discretization extending over the opening width of the sensor.
25 D.7.c - Déclinaison au cas d'un capteur linéaire de largeur L Les caractéristiques du capteur sont telles qu'il n'y a pas lieu de procéder à une discrétisation sur la largeur L, ceci parce-que, d'une part, la 30 largeur L est souvent faible et, d'autre part, le capteur ne comportant qu'un 3033896 20 unique élément sur cette largeur, il ne saurait acquérir les variations de surface de l'objet à contrôler sur cette dernière. Dans le cas du passage de la position 0 à la position 1, les formules présentées aux sections D.7.a et D.7.b deviennent donc les 5 suivantes dans le cas d'un capteur linéaire : Où: 10 2 est la surface théorique/calculée = - - (D r(0) D'où : 15 VrTlO_1) - - D, 0 * tan (A0) 2 Si on définit C(0-1) la vitesse instantanée de mise en mouvement du capteur, cette vitesse étant considérée comme constante depuis la position 0 jusqu'à 20 la position 1, on a: C;j1:1-1 où dt(0-1) est le délai de passage de la position 0 à la position 1. Sur la base 25 d'une vitesse instantanée C(0-1) à cette position du capteur, le débit instantané pour passer de la position 0 à la position 1 s'exprime de la manière suivante : Q ch 4 e(0-1)* fj* tan CA0) 2 30 Dans le cas du passage d'une position P à la position suivante P+1, en cours de déplacement, les formules présentées aux sections D.7.a et D.7.b deviennent les suivantes dans le cas d'un capteur linéaire : 3033896 21 th(P-(P+1.))- L PA-1. -{y+ 1)) an(Ap) 2 2 * -DT (pi in tan (Ar) IgthCP-(Pi-t) - 1 4- C CP-(P) 2 5 D.8 - Régulation par anticipation du volume de gel à injecter lors de la prochaine étape de déplacement avec correction additionnelle a posteriori de l'erreur d'anticipation faite à l'étape précédente La méthode décrite en section D.4 présente le risque d'une erreur 10 d'anticipation, et avec lui, un manque ou un trop-plein de gel. Le principe consiste ici à procéder à une vérification a posteriori de l'évolution de Hr après déplacement du capteur comparativement à sa future valeur anticipée Hth, ceci pour pouvoir corriger une anticipation potentiellement optimiste ou pessimiste. A défaut, on risque de toujours injecter à chaque étape trop de 15 gel dans une anticipation pessimiste et pas assez dans une anticipation optimiste. On procède donc à une correction du volume injecté pour passer de la position P-1 à la position P, en comparant le pronostic fait à l'étape suivante, c'est-à-dire au passage de P-1 à P, avec le volume réel à coupler lors du passage de P-1 à P, ceci une fois en position P.D.7.c - Declination in the case of a linear sensor of width L The characteristics of the sensor are such that there is no need to discretize the width L, this because of on the one hand, the width L is often small and, on the other hand, since the sensor comprises only one element over this width, it can not acquire the surface variations of the object to be controlled on the latter. In the case of the transition from position 0 to position 1, the formulas presented in sections D.7.a and D.7.b thus become the following in the case of a linear sensor: Where: 10 2 is the theoretical / calculated surface = - - (D r (0) where: VrTlO_1) - - D, 0 * tan (A0) 2 If C (0-1) is defined as the instantaneous speed of motion of the sensor, this speed being considered constant from position 0 to position 1, we have: C; j1: 1-1 where dt (0-1) is the delay from position 0 to position 1. On the base 25 of an instantaneous speed C (0-1) at this position of the sensor, the instantaneous flow rate to pass from the position 0 to the position 1 is expressed as follows: Q ch 4 e (0-1) In the case of the transition from a position P to the next position P + 1, while moving, the formulas presented in sections D.7.a and D.7.b become the following in the case of a linear sensor: 3033896 21 th (P- (P + 1)) - L PA-1. - (y + 1)) an (Ap) 2 2 * -DT (pi in tan (Ar) IgthCP- (Pi-t) -1-4C CP- (P) 2 5 D.8 - Anticipating volume control of gel to be injected in the next displacement step with additional correction a posteriori of the anticipation error made in the previous step The method described in section D.4 presents the risk of a mistake of anticipation, and with it, a lack or an overflow of freezing.The principle here is to carry out a posteriori verification of the evolution of Hr after displacement of the sensor compared to its future expected value Hth, this to be able to correct a potentially optimistic anticipation In the absence of this, we risk always injecting at each stage too much gel in a pessimistic anticipation and not enough in an optimistic anticipation, so we proceed to a correction of the injected volume to move from the P-1 position to the position. P, comparing the prognosis made in the next step, that is, say at the passage from P-1 to P, with the actual volume to be coupled during the transition from P-1 to P, this once in position P.
20 En regard de la figure 16, lorsque le capteur était en position P-1, pour passer à la position P, un volume de gel Vth((P-1)-P) et un débit de gel Qth((P-1)-P) ont été déterminés. Suivant la méthode exposé ici, chacune de ces grandeurs intégrait (sauf pour passer de la position 0 à la position 1, c'est-à-dire donc sauf pour P>1 : 25 - une part Vth correspondant au pronostic pour passer de la position P-1 à la position P ; - une part AVr correspondant à la correction opérée pour tenir compte de l'écart entre le pronostic fait pour la position P-1 (quand le capteur était en position P-2) et la réalité mesurée a posteriori 30 une fois le capteur passé en position P-1. Nous obtenons ainsi un volume à injecter Va et un débit à mettre en oeuvre Qa tels que : 3033896 22 V titOE.P-13-12 -1D - -P-1 -PD P - Q P - 5 P-1)- P-1-. où, si P>1 : - Vth est le volume de gel pronostiqué/calculé pour passer à la 10 position suivante en conservant le couplage ; - Qth est le débit de gel pronostiqué/calculé pour passer à la position suivante en conservant le couplage ; - Va est le volume de gel à injecter au juste nécessaire pour passer à la position suivante en conservant le couplage ; 15 - Qa est le débit de gel à mettre en oeuvre pour passer à la position suivante en conservant le couplage ; - Vr est le volume de gel qui aurait dû être réellement injecté au juste nécessaire pour passer à la position actuelle en conservant le couplage ; 20 - Qr est le débit de gel qui aurait dû être mis en oeuvre pour passer à la position actuelle en conservant le couplage. Et où, si P=1 : - Va = Vth ; 25 - Qa = Qth. Une fois en position P>0, le volume et le débit instantanés à mettre en oeuvre pour passer de la position P à la position P+1 s'expriment comme suit : V th(P-(p+i)) + (V P-1)- 30 où : 3033896 ik=N 23 -r-Fj si P>1 : ,-13) - si P=1 :1 P +1"): 5 P-1)) - Va( 211 P-1))) Et où : P +4) = eg,-(p+1)) - D(p FA 4 tan (A(17) 2 10 :P-1)-F) C «P-11)-13; si P>1 : + Q -(15 -ri) -(P-1))) 15 si P=1 : D.9 - Régulation par anticipation du volume de gel à injecter lors de la 20 prochaine étape de déplacement, avec correction additionnelle a priori et arbitraire de l'erreur d'anticipation Si la méthode présentée en section D.8 permet de corriger une erreur d'anticipation, une correction a posteriori présente toujours un risque de manque de gel, ne serait-ce que du fait que la correction a justement lieu 25 a posteriori. Pour pallier ce défaut, on peut envisager d'ajouter au calcul de volume Vth, qui est le volume de gel théorique à injecter lors du passage à la position suivante, sur la base de Hr et de l'angle A, un volume complémentaire dit « de sécurité » pour prévenir tout manque de gel lors du déplacement suivant. Deux options sont possibles. Une première option est 30 d'ajouter un complément de volume fixe au volume anticipé Vth. Une seconde option est de prendre en compte un coefficient de sécurité CS. Par exemple, si CS = 10%, on augmente de 10% le volume Vth calculé pour 3033896 24 définir le volume à injecter lors de la prochaine étape. Cette option de correction a priori permet de prévenir tout risque de manque de gel, même si elle suppose un risque de gaspillage par injection d'un surplus de gel comparé au juste nécessaire.With reference to FIG. 16, when the sensor was in position P-1, to move to position P, a gel volume Vth ((P-1) -P) and a gel flow rate Qth ((P-1 ) -P) were determined. According to the method described here, each of these magnitudes integrated (except to pass from the position 0 to the position 1, that is to say, except for P> 1: 25 - a part Vth corresponding to the prognosis to pass from the position P-1 at position P - a part AVr corresponding to the correction made to take into account the difference between the prognosis made for position P-1 (when the sensor was in position P-2) and the measured reality a posteriori 30 once the sensor passed to the P-1 position.We thus obtain a volume to be injected Va and a flow rate to be used Qa such that: ## EQU1 ## -PD P - QP-5 P-1) - P-1. where, if P> 1: - Vth is the predicted / calculated gel volume to proceed to the next position while maintaining the coupling; Qth is the predicted / calculated gel rate to move to the next position while maintaining the coupling; - Va is the volume of gel to inject just necessary to move to the next position by maintaining the coupling; Qa is the gel flow rate to be used to move to the next position while maintaining the coupling; - Vr is the volume of gel that should have been really injected just needed to move to the current position while maintaining the coupling; Qr is the gel flow that should have been implemented to move to the current position while maintaining the coupling. And where, if P = 1: - Va = Vth; Qa = Qth. Once in the P> 0 position, the instantaneous volume and flow rate to be used to move from the P position to the P + 1 position are expressed as follows: V th (P- (p + i)) + (V P-1) where: 3033896 ik = N 23 -r-Fj if P> 1:, -13) - if P = 1: 1 P +1 "): 5 P-1)) - Va (211 P -1))) and where: P + 4) = eg, - (p + 1)) - D (p FA 4 tan (A (17) 2 10: P-1) -F) C "P-11) If P> 1: + Q - (15-iri) - (P-1))) if P = 1: D.9 - Anticipating regulation of the volume of gel to be injected at the next step of displacement, with a priori and arbitrary additional correction of the anticipation error If the method presented in section D.8 makes it possible to correct an error of anticipation, a posterior correction always poses a risk of lack of freezing, would not it- This is due to the fact that the correction takes place a posteriori in order to overcome this defect, it is possible to consider adding to the volume calculation Vth, which is the theoretical gel volume to be injected when moving to the next position, on the b Ase of Hr and angle A, a complementary volume called "security" to prevent any lack of frost during the next move. Two options are possible. A first option is to add a fixed volume supplement to the anticipated volume Vth. A second option is to take into account a CS safety factor. For example, if CS = 10%, the volume Vth calculated to define the volume to be injected in the next step is increased by 10%. This a priori correction option makes it possible to prevent any risk of lack of freezing, even if it supposes a risk of wastage by injecting a surplus of gel compared to the just necessary.
5 D.10 - Régulation par anticipation du volume de gel à injecter lors de la prochaine étape de déplacement, avec correction additionnelle a priori s'appuyant sur une extrapolation des erreurs d'anticipation faites lors des 10 étapes précédentes et mesurées a posteriori Une autre option pour pallier la limite de la méthode présentée en section D8 peut consister à ajouter au volume calculé Va une correction anticipée pour tenter de réduire le niveau de correction a posteriori et le risque de manque de gel associé. Pour ce faire, on peut utiliser l'historique 15 des corrections effectuées sur les M dernières étapes (AVr=Vr-Va) et extrapoler cet historique pour l'étape suivante via une moyenne mobile des M derniers AVr. On définit Vb(P-(P+1)) le volume de gel à injecter et qui tient compte de l'historique des corrections effectuées sur les M dernières étapes 20 de la manière suivante : - sil3M et M>0 : Vb(p_(y+1).) Vt -(,Y+1)) - vb 'f=P - si P=0, quelle que soit la valeur de M: 25 Pour P<M, cette loi ne saurait être appliquée. Par exemple, si M=3 qui correspond à une moyenne mobile glissante des erreurs d'anticipation sur 30 les 3 dernières étapes, cette formule n'est applicable qu'à partir de P=3. Pour P <3, on peut néanmoins envisager de procéder comme suit : - pour P=2 : moyenne mobile glissante des corrections apportées sur les deux dernières étapes ; 3033896 25 - pour P=1 : correction apportée sur la dernière étape. Dans un tel cas de figure, la formule devient alors : - sil=0 et M>0 : V b(r ;irà tilzgà g, ry) (VP - t) 4==tP,orlytip.;;:p--,74 »11/ - - -,j-hf0 - si P = 0, quelle que soit la valeur de M: vb -12+1:.. On peut remarquer que plus M est élevé, moins la méthode est réactive à de fortes variations de la surface de l'objet à contrôler au fil du déplacement.5 D.10 - Anticipating regulation of the volume of gel to be injected during the next displacement step, with additional correction a priori based on an extrapolation of the anticipation errors made during the 10 previous steps and measured a posteriori Another Option to overcome the limit of the method presented in section D8 may be to add to the calculated volume Va an anticipated correction in an attempt to reduce the level of a posteriori correction and the risk of lack of associated gel. To do this, one can use the history of the corrections made on the last M steps (AVr = Vr-Va) and extrapolate this history for the next step via a moving average of the last M AVr. Vb (P- (P + 1)) is defined as the volume of gel to be injected and which takes into account the history of the corrections made on the last M steps in the following manner: - sil3M and M> 0: Vb (p_ (y + 1).) Vt - (, Y + 1)) - vb 'f = P - if P = 0, whatever the value of M: For P <M, this law can not be applied. For example, if M = 3 which corresponds to a sliding moving average of the anticipation errors on the last 3 steps, this formula is only applicable from P = 3. For P <3, one can nevertheless consider proceeding as follows: - for P = 2: sliding moving average of the corrections made on the last two stages; 3033896 25 - for P = 1: correction made on the last step. In such a case, the formula then becomes: ## EQU1 ## , 74 »11 / - - -, j-hf0 - if P = 0, whatever the value of M: vb -12 + 1: It can be noticed that the higher M, the less reactive the method is to strong variations of the surface of the object to be controlled during the displacement.
15 D.11 - Régulation par anticipation du volume de gel à injecter lors de la prochaine étape de déplacement par l'utilisation d'éléments sensibles dédiés à cette fonction en partie avant du capteur relativement à son sens de déplacement 20 Le principe consiste soit à ajouter des éléments sensibles piézoélectriques à l'avant du capteur relativement à son sens de déplacement, soit à réserver des éléments sensibles piézoélectriques à l'avant du capteur relativement à son sens de déplacement. Ces éléments, représentés en clair sur les figures 17a (capteur matriciel) et 17b (capteur linéaire), ne servent alors pas à 25 contrôler l'objet mais uniquement à calculer le volume de gel en amont : - l'ensemble des éléments, c'est-à-dire les éléments représentés en clair et les éléments représentés en foncé sur les figures 17a et 17b, sont utilisés pour calculer le volume de gel à injecter suivant une des stratégies présentée aux sections D7, D8 ou D10; 30 - seuls les éléments représentés en foncé sont utilisés pour le contrôle proprement dit de l'objet. En cas d'erreur d'anticipation conduisant à un manque de gel, cette erreur est détectée a posteriori par les éléments représentés en clair. Une 5 10 3033896 26 correction peut alors être apportée de façon à garantir qu'il y aura du gel au juste nécessaire au droit des éléments représentés en foncé.D.11 - Anticipating regulation of the volume of gel to be injected during the next displacement step by the use of sensitive elements dedicated to this function at the front of the sensor relative to its direction of travel 20 The principle consists either in add piezoelectric sensitive elements to the front of the sensor relative to its direction of movement, or to reserve piezoelectric sensitive elements at the front of the sensor relative to its direction of movement. These elements, shown clearly in FIGS. 17a (matrix sensor) and 17b (linear sensor), do not then serve to control the object but only to calculate the volume of gel upstream: - the set of elements, c that is, the elements shown in the light and the elements shown in dark in FIGS. 17a and 17b are used to calculate the volume of gel to be injected according to one of the strategies presented in sections D7, D8 or D10; Only the elements represented in dark are used for the actual control of the object. In case of anticipation error leading to a lack of freezing, this error is detected a posteriori by the elements represented in clear. A correction can then be made to ensure that there will be just the right gel at the right of the elements shown in dark.
5 L'invention a donc bien pour principal avantage d'adapter le volume de gel injecté au juste nécessaire, que ce soit dans le cas d'un contrôle statique ou dans le cas d'un contrôle dynamique, que ce soit avec un capteur linéaire ou avec un capteur matriciel.The main advantage of the invention is therefore to adapt the volume of injected gel to the necessary amount, whether in the case of a static control or in the case of a dynamic control, whether with a linear sensor. or with a matrix sensor.
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