WO1999004253A1 - Sonde a courants de foucault pour le controle non destructif de la paroi d'un tube et procede de traitement des signaux de la sonde - Google Patents

Sonde a courants de foucault pour le controle non destructif de la paroi d'un tube et procede de traitement des signaux de la sonde Download PDF

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WO1999004253A1
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probe
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PCT/FR1998/001533
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Inventor
Eric Savin
Christophe Dehan
Dominique Placko
Dominique Miller
Yves Joubert
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Framatome
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/90—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
    • G01N27/9046—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents by analysing electrical signals

Definitions

  • the invention relates to an eddy current probe for non-destructive testing of the wall of a tube, from the inside of the tube and in particular of a tube of the bundle of a steam generator of a nuclear reactor. pressurized water.
  • the steam generators of pressurized water nuclear reactors comprise a bundle made up of several thousand pin-folded tubes and each comprising two straight branches which are fixed in holes passing through a tubular plate. These tubes have a length of the order of twenty meters, an internal diameter of the order of twenty millimeters.
  • the tubes are in contact with cooling water and supply water to the steam generator at high pressure and at high temperature and circulating at high speed in contact with the walls of the tube.
  • tubes of the steam generators which ensure the separation between the primary coolant of the nuclear reactor at very high pressure, of the order of 155 bars, and the supply water of the steam generator at a significantly lower pressure (around 55
  • the devices used must allow effective control of the entire wall of each of the bundle tubes, in one very short time, inside the tube.
  • the tubes are in fact accessible only by their inlet or outlet end in the water box of the steam generator and the bundles of tubes of the steam generators comprise a very large number of tubes. It is therefore necessary to carry out the control with a small probe which can be introduced by one end of a tube of the steam generator and moved inside the tube so as to carry out a scanning at very high speed. from the inner surface of the tube.
  • the signals supplied by the control probe must be able to be processed either in real time or in a deferred manner, so that it is possible to easily detect and size any faults in the wall of a tube, the purpose of the control is to determine precisely whether the tube is healthy or has defects that require repair, plugging or replacement.
  • the measurement probes must have sufficiently small dimensions to be introduced and moved in all the parts of the tubes of the bundle and in particular in the bent parts of the tubes.
  • the excitation winding is. generally wound on a part of a magnetic circuit having the shape of a U, the ends of which constitute poles around which are wound measurement coils.
  • Such an eddy current probe can be moved in axial rotation inside the tube, to perform an inspection of the tube over its entire length or in translation and rotation, but, in this case, can only use it on limited tube lengths for localized inspections, due to the limited displacement speed in translation.
  • the measurements carried out or the signals provided by an eddy current probe during its movement inside a tube do not make it possible to accurately detect and size all the defects in the wall of the tube, because disturbances introduced into the coupling conditions of the probe and the tube, during the displacement of the probe inside the tube.
  • the radial clearance between the probe and the inner wall of the tube is liable to vary during the movements of the probe in rotation and in translation inside the steam generator tube.
  • the object of the invention is therefore to propose an eddy current probe for non-destructive testing of the wall of a tube, from inside the tube, comprising at least one excitation coil supplied with multifrequency currents, at less means for detecting the magnetic field produced by the currents induced in the wall of the tube, means for processing signals received by the detection means and means for moving the probe inside the tube, this probe making it possible to carry out non-destructive, precise and rapid control inside tubes such as the tubes of a steam generator of a pressurized water nuclear reactor.
  • the excitation coil is a solenoid whose maximum outside diameter is less than the inside diameter of the tube
  • the magnetic field detection means is constituted by a plurality of sensors of the radial component of the magnetic field distributed circumferentially around the excitation coil, in an arrangement coaxial with the excitation coil,
  • the signal processing means of the sensors comprise a unit for statistical analysis of a noise signal collected during the movement of the probe in the tube and means for displaying aberrant signals due to isolated faults in the signal noise, and
  • the means for moving the probe inside the tube are means for moving the probe in translation in the tube so that the excitation coil is coaxial with the tube.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of an eddy current probe according to the invention in the control position inside a portion of the tube of a steam generator.
  • FIG. 2 is a schematic sectional view of the excitation coil of an eddy current probe according to the invention and according to a first embodiment shown inside a portion of a generator tube steam under control.
  • FIG. 2A is a diagram showing the density of currents induced in the tube by the excitation coil shown in FIG. 2, along a generator
  • Figure 3 is a schematic partial sectional view of an excitation coil of an eddy current probe according to the invention and according to a second embodiment in the control position inside a portion of a steam generator tube
  • FIG. 3A is a diagram showing the density of currents induced in the tube by the excitation coil shown in FIG. 3, along a generator of the tube
  • FIG. 4 is a schematic partial sectional view of an excitation coil of an eddy current probe according to the invention and according to a third embodiment in the control position inside a portion of tube of a steam generator
  • FIG. 4A is a diagram showing the density of the currents induced in the tube by the excitation coil shown in FIG. 4, along a generator of the tube
  • Figure 5 is a side elevational view with partial section of an eddy current probe according to the invention in the control position inside a portion of tube which is controlled
  • Figure 5A is an enlarged perspective view of part 5A of the probe shown in Figure 5
  • Figure 5B is an enlarged view of detail 5B of Figure 5A
  • FIG. 6A is a perspective view of a part similar to part 5A of the probe, in the case of an excitation coil according to the embodiment shown in FIG. 4
  • FIG. 7A is a perspective view of a part similar to part 5A represented in FIGS. 5A and 6A further comprising a winding for measuring the excitation flux of the probe.
  • FIG. 8 is a diagram relating to the analysis signals from the eddy current probe as main components
  • FIG. 9 is a representation of a filter bank associated with the transform into a wavelet of the signals of the eddy current probe
  • FIG. 10A is a three-dimensional representation of the map of the signal from the eddy current probe
  • FIG. 10B is a three-dimensional image of the mapping corresponding to FIG. 10A of tube defects detected by eddy currents after treatment by wavelet transform
  • FIG. 11A is a three-dimensional representation of the map of the signal from the eddy current sensor inside a tube.
  • FIG. 11 B is the map corresponding to FIG. 11A of faults detected by eddy currents after wavelet transform processing
  • FIG. 12A is a three-dimensional image of the map of the signal from the eddy current sensor inside a tube
  • FIG. 12B is a three-dimensional image of the mapping corresponding to FIG. 12A of defects detected in the tube after treatment by wavelet transform
  • FIG. 12C is an expanded image of part C of FIG. 12B In FIG. 1, a portion of tube 1 is shown, which can be a portion of the tube of a steam generator into which a probe 2 has been introduced. eddy currents according to the invention
  • the probe 2 comprises in particular a measuring head 3 which is fixed to the end of a flexible sheath 10 making it possible to move the measuring head 3 inside the tube 1, in translation in the direction of the axis 5 of the tube, by pushing and pulling, as shown by arrow 11
  • the measuring head 3 comprises in particular an excitation winding
  • the measuring head 3 fixed to the end of the sheath 10 has an overall outside diameter very slightly less than the internal diameter of the tube, so that the measuring head 3 fixed to the end of the sheath 10 can be moved the inside of the tube 1 in a coaxial arrangement with respect to the tube 1.
  • the measuring head 3 and / or the sheath 10 may be integral with means for centering and guiding the probe in the tube.
  • the sheath 10 carries electrical conductors allowing the supply of electric current to the excitation coil 4 and the collection of the measurement signals from the sensors 6.
  • the cable 10 is connected at its end opposite to the measurement head 3 to the outside of the tube 1, to a power supply and signal processing assembly 8.
  • the excitation coil 4 must have a total length making it possible to obtain currents induced in the wall of the tube of sufficient intensity to carry out the measurements.
  • the total length of the excitation coil 4 must make it possible to move the measuring head 3 in all the parts of the tubes of the bundle and in particular in the curved parts of the tubes having the smallest radii of curvature.
  • This critical length is approximately 25 mm in the case of steam generator tubes whose internal diameter is close to 20 mm.
  • FIGS. 2, 3 and 4 show excitation coils, respectively 4a, 4b and 4c which are produced so as to present the total length required to produce induced currents of desired intensity in the wall of the tube 1 and which are produced according to three different embodiments.
  • the winding 4a consists of two elementary windings 4'a and 4 "a which can be supplied so as to be traversed by sinusoidal currents in phase or in phase opposition. In all cases, the two windings placed end to end have the length wanted to produce in the wall of the tube 1 the induced currents necessary for the measurement.
  • the diameter of the excitation winding In order to obtain a maximum intensity of the currents induced in the wall of the tube, the diameter of the excitation winding must be as large as possible, that is to say as close as possible to the internal diameter of the tube 1 to be checked.
  • induced currents are then obtained in the wall of the tube which are substantially identical to the induced currents obtained in the case of a large diameter winding, as shown in FIG. 2
  • FIG. 5 a measuring head is shown according to the invention and according to a first embodiment.
  • the elements of the probe are designated by the same references as the corresponding elements of the probe shown in FIG. 1
  • the measuring head 3 comprises an excitation winding 4 in two parts 4 'and 4 "between which is inserted a disc 7 whose diameter is substantially equal to the outside diameter of the windings 4' and 4"
  • the measuring sensors 6 of the radial component of the magnetic field created by the currents induced in the wall of the tube 1 are fixed around the lateral surface of the disc 7, along a surface having a diameter substantially equal to the diameter of the excitation winding
  • FIG. 5A the disk 7 representing the support of the sensors 6 has been shown.
  • a support 7 ′ in the form of a crown carrying the sensors 6 which can be engaged on the external surface d '' an excitation winding consisting of two joined windings, as shown in Figure 2
  • This assembly requires a diameter of the excitation winding substantially smaller than the inner diameter of the tube, that is to say the use of a excitation coil having a ferrite core, as shown in Figure 4
  • the number of sensors 6 arranged on the lateral surface of the disc 7 or of the crown 7 'placed coaxially with respect to the excitation winding having the axis 5 of the tube in its measurement position shown in FIG. 5 must be sufficient to set the circumferential sampling pitch of the magnetic field to a value making it possible to obtain a characteristic representation of the magnetic field
  • the sensors 6 can be constituted by windings of very small dimensions It is also possible to use magnetoresistance devices
  • the coil is connected to an amplifier whose input resistance is large enough so that it can be considered that the coil is not traversed by any electric current.
  • the electromotive force at the terminals of the coil is proportional to the amplitude of the drift of the magnetic flux which crosses it.
  • the outside diameter of the coils constituting the sensors 6 must not exceed 500 ⁇ m in order to be able to separate two circumferential notches of 100 ⁇ m opening one millimeter apart
  • the measurement head in addition to the magnetic field sensors 6 placed on the external surface of a support such as the annular support 7 ′ the measurement head can comprise a flat coil of a few turns 9 situated in the plane median of excitement and having for axis the axis 5 of the measuring head constituting the axis of the excitation.
  • the diameter of the turns of the winding 9 is substantially equal to the excitation diameter.
  • the coil 9 which constitutes a sensor of the excitation flux can be placed outside or inside the field measurement sensors 6. It is also possible to envisage placing a few turns in series on either side of the disc 7 or of the crown 7 ′ carrying the sensors 6.
  • the sensor 9, by its dimensions, is not very sensitive to small defects in the tube. It gives information relating to the variations in the excitation flux due to large disturbances such as the passage in areas of the tube in contact with holding devices such as plates-e ⁇ tretoises or anti-vibration bars.
  • the measuring head 3 of the probe must be moved, to carry out the measurements, inside the tube 1, in a translational movement along the axis 5 of the tube, without rotation.
  • the axial sampling step of the measurements must not be greater than 0.50 mm.
  • the essential disturbances are caused by the surface noise of the tube which induces several effects.
  • the radial component of the field is never zero even in the absence of a defect in the wall of the tube.
  • the centering devices of the probe are subject to variations in the internal diameter of the tube and therefore the probe is never exactly centered or aligned on the axis of the tube.
  • the distance between any sensor 6 and the internal surface of the tube 1 therefore varies under the cumulative effect of the variation in internal diameter and the offset of the sensor
  • the probe according to the invention implements an original signal processing technique which generally consists in using the statistical properties of noise at the surface of the tube to extract aberrations due to faults
  • the means 8 for processing the signals from the sensors connected to the measuring head 3 comprise a unit for statistical analysis of the noise signal collected during the movement of the probe 2 in the tube
  • the pretreatment according to the invention uses one of the two techniques which will be indicated below or the combination of these two techniques
  • a first technique uses wavelets to perform filtering
  • a second technique uses principal component analysis of signals
  • the pretreatment according to the invention can advantageously combine the two methods, that is to say carry out a principal component analysis of the signals then a wavelet filtering of the components containing the fault signal.
  • Principal component analysis is a well-known technique in the field of econometrics to separate and identify influencing parameters, when a satisfactory model is not available.
  • a measurement point in a determined position on an axis parallel to the axis of the tube comprises p coordinates originating from the phase and quadrature parts of each electromotive force supplied by the sensors 6 and taken at different frequencies.
  • the analysis in principal components is all the more effective as one multiplies the number of modes of operation of the sensors, for example by carrying out an excitation in phase or in opposition, by using point field sensors and a flow sensor d 'excitation.
  • a set of twenty-four coordinates is sufficient to carry out a principal component analysis enabling the defects of the tube to be detected.
  • a probe using only the phase excitation mode that is to say a probe having a single excitation winding and not comprising a flux sensor. excitation such as winding 9.
  • This wavelet is the impulse response of an analytical bandpass filter
  • This function is symmetrical, that is to say that if it is sampled correctly, it corresponds to a linear phase filter. It can be applied to real and imaginary parts of the measurement signals without loss of phase information.
  • the function is an analytical function, that is to say that the Fourier transform is zero for negative frequencies.
  • the filtering is applied to the real part and to the imaginary part of the signal from the sensor S g (t), of each generator, by convolution with a washer according to the following formulas:
  • the signals R gf and Xg f are complex analytical signals whose interpretation of the phase is relatively difficult.
  • 2 either temporally or in the Lissa- joux figure, which makes it possible to distinguish internal faults from external faults. Examples of processing the fault signals are given in FIGS. 10A and 10B, 11A and 11B and 12A and 12C.
  • FIGS. 10A, 11 A and 12A is represented the mapping of the signal given by the sensor, along the developed circumference and along the length of the tube.
  • Wavelet filtering comes down to the convolution of the real and imaginary parts of the signals from each sensor at one or more frequencies, by a few impulse responses of which the module II is plotted seems in fact that the only frequency of 240 kHz is sufficient for the prover tubes that have been tested
  • the eddy current probe according to the invention therefore makes it possible to record and process signals so as to isolate aberrant signals due to faults in the wall of the tube, from a statistical processing of the noise signal recorded by the sensors of the radial component of the field produced by the induced currents, using, if necessary, the signals supplied by the winding for measuring the excitation flux
  • the eddy current probe according to the invention and its method of use are much more sensitive and make it possible to discriminate more effectively the signals due to faults whatever their position (internal, external) and their orientation (longitudinal, circumferential) in the wall of the tube
  • the invention is not limited to the embodiment which has been described. This is how the structure and the components of the eddy current probe can be different from the structure and of the components described above.
  • the signal processing method and means may be different from the method using the main components or from the method using wavelets or even to the method combining these two analysis means.

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Abstract

La sonde à courants de Foucault comporte une bobine d'excitation (4) constituée par un solénoïde dont le diamètre extérieur maximal est inférieur au diamètre intérieur du tube (1), une pluralité de capteurs (6) de la composante radiale du champ magnétique répartis circonférentiellement autour de la bobine d'excitation (4), dans une disposition coaxiale à la bobine d'excitation (4), des moyens (8) de traitement des signaux des capteurs (6) comportant une unité d'analyse statistique d'un signal de bruit recueilli pendant le déplacement de la sonde (2) dans le tube (1) et des moyens de détermination de signaux aberrants dus à des défauts isolés du signal de bruit, ainsi que des moyens (10) de déplacement de la sonde à l'intérieur du tube en translation.

Description

- SONDE A COURANTS DE FOUCAULT POUR LE CONTROLE NON DESTRUCTIF DE LA PAROI D'UN TUBE ET PROCEDE DE TRAITEMENT DES SIGNAUX DE LA SONDE
L'invention concerne une sonde a courants de Foucault pour le contrôle non destructif de la paroi d'un tube, par l'intérieur du tube et en particulier d'un tube du faisceau d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression. 5 Les générateurs de vapeur des réacteurs nucléaires à eau sous pression comportent un faisceau constitué de plusieurs milliers de tubes plies en épingle et comportant chacun deux branches droites qui sont fixées dans des trous traversant une plaque tubuiaire. Ces tubes ont une longueur de l'ordre de vingt mètres, un diamètre intérieur de l'ordre de vingt millimè-
10 très et une épaisseur un peu supérieure à un millimètre.
Dans le générateur de vapeur en fonctionnement, les tubes sont au contact d'eau de refroidissement et d'eau d'alimentation du générateur de vapeur à haute pression et à haute température et circulant à grande vitesse au contact des parois du tube. Les tubes du générateur de vapeur
15 sont soumis de ce fait à des contraintes mécaniques et thermiques et à la corrosion de telle sorte qu'ils sont susceptibles de présenter, après un certain temps de fonctionnement du générateur de vapeur, des détériorations telles que des fissures ou des diminutions d'épaisseur de paroi, dans les zones d'usure par frottement des tubes sur des dispositifs de maintien tels
20 que des plaques-entretoises.
En outre, les tubes des générateurs de vapeur, qui assurent la séparation entre le fluide de refroidissement primaire du réacteur nucléaire à très haute pression, de l'ordre de 155 bars, et de l'eau d'alimentation du générateur de vapeur à une pression sensiblement inférieure (de l'ordre de 55
25 bars), doivent être remplacés ou réparés, lorsque des détériorations telles que la fissuration ou l'usure sont apparues dans la paroi de ces tubes.
Il est donc nécessaire de disposer de moyens de contrôle des tubes des générateurs de vapeur des réacteurs nucléaires à eau sous pression permettant de détecter, pendant une période d'arrêt du réacteur nucléaire,
30 la présence de défauts tels que des fissures dans la paroi des tubes.
Les dispositifs utilisés doivent permettre de réaliser un contrôle efficace de l'ensemble de la paroi de chacun des tubes du faisceau, en un temps très court, par l'intérieur du tube. Les tubes ne sont en effet accessibles que par leur extrémité d'entrée ou de sortie dans la boîte à eau du générateur de vapeur et les faisceaux de tubes des générateurs de vapeur comportent un très grand nombre de tubes. Il est donc nécessaire d'effec- tuer le contrôle avec une sonde de petite dimension qui peut être introduite par une extrémité d'un tube du générateur de vapeur et déplacée à l'intérieur du tube de manière à réaliser un balayage à très grande vitesse de la surface intérieure du tube.
En outre, les signaux fournis par la sonde de contrôle doivent pouvoir être exploités soit en temps réel, soit de manière différée, de telle sorte qu'on puisse détecter et dimensionner facilement les défauts éventuels dans la paroi d'un tube, le but du contrôle étant de déterminer de manière précise si le tube est sain ou présente des défauts qui nécessitent sa réparation, son bouchage ou son remplacement. En outre, les sondes de mesure doivent présenter des dimensions suffisamment faibles pour être introduites et déplacées dans toutes les parties des tubes du faisceau et en particulier dans les parties cintrées des tubes.
On connaît des techniques de contrôle des tubes des faisceaux de générateur de vapeur, selon l'art antérieur, qui utilisent des sondes à courants de Foucault, c'est-à-dire des sondes comportant un bobinage d'excitation et un bobinage de détection dont le couplage est réalisé par une partie de la paroi du tube dont on réalise le contrôle. On mesure le flux magnétique circulant dans le circuit magnétique constitué par la sonde et la paroi du tube ou l'impédance du circuit magnétique.
Le bobinage d'excitation est. généralement enroulé sur une partie d'un circuit magnétique ayant la forme d'un U dont les extrémités constituent des pôles autour desquels sont enroulés des bobinages de mesure.
Une telle sonde à courants de Foucault peut être déplacée en trans- lation axiale à l'intérieur du tube, pour effectuer une inspection du tube sur toute sa longueur ou en translation et en rotation, mais, dans ce cas, on ne peut l'utiliser que sur des longueurs de tube limitées pour des inspections localisées, du fait de la vitesse de déplacement limitée en translation.
Pour effectuer un contrôle de toute la paroi du tube, sous toute sa longueur, il serait nécessaire d'utiliser des dispositifs mécaniques com- plexes à l'intérieur de la boîte à eau pour permettre un déplacement précis et rapide de la sonde à courants de Foucault suivant un mouvement généralement hélicoïdal, à l'intérieur du tube.
En outre, les mesures effectuées ou les signaux fournis par une sonde à courants de Foucault pendant son déplacement à l'intérieur d'un tube ne permettent pas de détecter de manière précise et de dimensionner tous les défauts dans la paroi du tube, du fait des perturbations introduites dans les conditions de couplage de la sonde et du tube, pendant le déplacement de la sonde à l'intérieur du tube. En particulier, le jeu radial entre la sonde et la paroi intérieure du tube est susceptible de varier pendant les déplacements de la sonde en rotation et en translation à l'intérieur du tube de générateur de vapeur.
Enfin, l'exploitation des signaux fournis par la sonde, par les techniques utilisées jusqu'ici ne permet pas de réaliser de manière simple une analyse conduisant à une détermination et à un dimensionnement précis des défauts.
Il est connu, dans le cas de tubes en matériau non magnétique tels que les tubes de générateur de vapeur en alliage de nickel, de réaliser l'excitation de la sonde à courants de Foucault par un courant multifréquence ce qui permet, dans certains cas, d'éliminer certains facteurs perturbateurs de la mesure, mais, dans ce cas, les méthodes d'exploitation et d'analyse des signaux utilisées jusqu'ici ne permettent pas de déterminer de manière simple la présence et les dimensions de défauts.
Le but de l'invention est donc de proposer une sonde à courants de Foucault pour le contrôle non destructif de la paroi d'un tube, par l'intérieur du tube, comportant au moins une bobine d'excitation alimentée en courants multifréquence, au moins un moyen de détection du champ magnétique produit par les courants induits dans la paroi du tube, des moyens de trai- tement de signaux reçus par le moyen de détection et des moyens de déplacement de la sonde à l'intérieur du tube, cette sonde permettant de réaliser un contrôle non destructif, précis et rapide à l'intérieur de tubes tels que les tubes d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression.
Dans ce but :
- la bobine d'excitation est un solénoïde dont le diamètre extérieur maximal est inférieur au diamètre intérieur du tube,
- le moyen de détection du champ magnétique est constitué par une pluralité de capteurs de la composante radiale du champ magnétique répartis circonférentiellement autour de la bobine d'excitation, dans une disposition coaxiale à la bobine d'excitation,
- les moyens de traitement des signaux des capteurs comportent une unité d'analyse statistique d'un signal de bruit recueilli pendant le déplace- ment de la sonde dans le tube et des moyens d'affichage de signaux aberrants dus à des défauts isolés du signal de bruit, et
- les moyens de déplacement de la sonde à l'intérieur du tube sont des moyens de déplacement de la sonde en translation dans le tube de manière que la bobine d'excitation soit coaxiale au tube. Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, en se référant aux figures jointes en annexe, à titres d'exemples, plusieurs modes de réalisation d'une sonde à courants de Foucault suivant l'invention.
La figure 1 est une vue en coupe schématique d'une sonde à cou- rants de Foucault suivant l'invention en position de contrôle à l'intérieur d'une portion de tube d'un générateur de vapeur.
La figure 2 est une vue schématique en coupe de la bobine d'excitation d'une sonde à courants de Foucault suivant l'invention et suivant un premier mode de réalisation représentée à l'intérieur d'une portion d'un tube de générateur de vapeur en cours de contrôle. La figure 2A est un diagramme montrant la densité de courants induits dans le tube par la bobine d'excitation représentée sur la figure 2, le long d'une génératrice
La figure 3 est une vue schématique en coupe partielle d'une bobine d'excitation d'une sonde à courants de Foucault suivant l'invention et suivant un second mode de réalisation en position de contrôle à l'intérieur d'une portion d'un tube de générateur de vapeur
La figure 3A est un diagramme montrant la densité de courants induits dans le tube par la bobine d'excitation représentée sur la figure 3, le long d'une génératrice du tube
La figure 4 est une vue en coupe partielle schématique d'une bobine d'excitation d'une sonde à courants de Foucault suivant l'invention et suivant un troisième mode de réalisation en position de contrôle à l'intérieur d'une portion de tube d'un générateur de vapeur La figure 4A est un diagramme montrant la densité des courants induits dans le tube par la bobine d'excitation représentée sur la figure 4, le long d'une génératrice du tube
La figure 5 est une vue en élévation latérale avec coupe partielle d'une sonde à courants de Foucault suivant l'invention en position de con- trôle à l'intérieur d'une portion de tube dont on effectue le contrôle
La figure 5A est une vue en perspective agrandie de la partie 5A de la sonde représentée sur la figure 5
La figure 5B est une vue agrandie du détail 5B de la figure 5A
La figure 6A est une vue en perspective d'une partie analogue à la partie 5A de la sonde, dans le cas d'une bobine d'excitation selon le mode de réalisation représenté sur la figure 4
La figure 7A est une vue en perspective d'une partie analogue à la partie 5A représentée sur les figures 5A et 6A comportant de plus un enroulement de mesure du flux d'excitation de la sonde La figure 8 est un diagramme relatif à l'analyse des signaux de la sonde à courants de Foucault en composantes principales La figure 9 est une représentation d'un banc de filtre associé à la transformée en ondelette continue des signaux de la sonde à courants de Foucault
La figure 10A est une représentation en trois dimensions de la carto- graphie du signal de la sonde à courants de Foucault
La figure 10B est une image en trois dimensions de la cartographie correspondant à la figure 10A de défauts du tube détectés par courants de Foucault après traitement par transformée en ondelettes
La figure 11A est une représentation en trois dimensions de la carto- graphie du signal du capteur à courants de Foucault à l'intérieur d'un tube La figure 11 B est la cartographie correspondant à la figure 11A de défauts détectés par courants de Foucault après traitement par transformée en ondelettes
La figure 12A est une image en trois dimensions de la cartographie du signal du capteur à courants de Foucault à l'intérieur d'un tube
La figure 12B est une image en trois dimensions de la cartographie correspondant à la figure 12A de défauts détectés dans le tube après traitement par transformée en ondelettes
La figure 12C est une image dilatée de la partie C de la figure 12B Sur la figure 1 , on a représenté une portion de tube 1 qui peut être une portion de tube d'un générateur de vapeur dans lequel on a introduit une sonde 2 à courants de Foucault suivant l'invention
La sonde 2 comporte en particulier une tête de mesure 3 qui est fixée à l'extrémité d'une gaine flexible 10 permettant de déplacer la tête de me- sure 3 à l'intérieur du tube 1 , en translation suivant la direction de l'axe 5 du tube, par poussée et par traction, comme représenté par la flèche 11
La tête de mesure 3 comporte en particulier un bobinage d'excitation
4 qui est constitué sous la forme d'un solénoide et un ensemble de capteurs
6 fixés sur un support, de façon à être répartis circonférentiellement autour du bobinage d'excitation 3, de manière symétrique autour de l'axe du solé- noide La tête de mesure 3 fixée à l'extrémité de la gaine 10 présente un diamètre extérieur hors tout très légèrement inférieur au diamètre intérieur du tube, de manière que la tête de mesure 3 fixée à l'extrémité de la gaine 10 puisse être déplacée à l'intérieur du tube 1 dans une disposition coaxiale par rapport au tube 1. La tête de mesure 3 et/ou la gaine 10 peuvent être solidaires de moyens de centrage et de guidage de la sonde dans le tube.
La gaine 10 porte des conducteurs électriques permettant l'alimentation en courant électrique de la bobine d'excitation 4 et le recueil des signaux de mesure des capteurs 6. Le câble 10 est relié à son extrémité opposée à la tête de mesure 3 à l'extérieur du tube 1 , à un ensemble d'alimentation et de traitement des signaux 8.
La bobine d'excitation 4 doit présenter une longueur totale permettant d'obtenir des courants induits dans la paroi du tube d'une intensité suffi- santé pour réaliser les mesures. De plus, la longueur totale de la bobine d'excitation 4 doit permettre de déplacer la tête de mesure 3 dans toutes les parties des tubes du faisceau et en particulier dans les parties cintrées des tubes présentant les plus petits rayons de courbure. A courant d'excitation constant, il existe une longueur critique au-delà de laquelle l'intensité des courants induits dans la zone de mesure n'augmente plus. Cette longueur critique est d'environ 25 mm dans le cas de tubes de générateur de vapeur dont le diamètre intérieur est proche de 20 mm.
Sur les figures 2, 3 et 4, on a représenté des bobinages d'excitation, respectivement 4a, 4b et 4c qui sont réalisés de manière à présenter la lon- gueur totale requise pour produire des courants induits d'intensité voulue dans la paroi du tube 1 et qui sont réalisés suivant trois formes de réalisation différentes.
Sur la figure 2, le bobinage 4a est constitué de deux bobinages élémentaires 4'a et 4"a qui peuvent être alimentés de manière à être parcourus par des courants sinusoïdaux en phase ou en opposition de phase. Dans tous les cas, les deux bobinages placés bout à bout présentent la longueur voulue pour produire dans la paroi du tube 1 les courants induits nécessaires pour la mesure.
La présence de deux bobinages d'excitation n'est pas une nécessité, toutefois, ils permettent, par mulitplexage rapide des deux sondes d'excita- tion en phase et en opposition de phase, de multiplier par deux le nombre de mesures relatives à chacune des positions de la tête de mesure dans le tube. Lorsqu'on utilise un seul bobinage correspondant à la réunion des deux bobinages représentés sur la figure 2, on peut encore effectuer les mesures mais celles-ci sont moins performantes. Comme il est visible sur la figure 2A, l'intensité des courants induits sur une longueur du tube correspondant sensiblement à la longueur du bobinage est sensiblement constante.
Comme il est visible sur la figure 3, il est possible également d'utiliser deux bobinages 4'b et 4"b coaxiaux placés dans le prolongement l'un de l'autre avec une faible distance dans la direction axiale les séparant. On peut par exemple utiliser deux bobinages d'une longueur de l'ordre de 12,5 mm séparés par une distance dans la direction axiale de l'ordre de 2 mm.
Dans ce cas, comme il est visible sur la figure 3A, on observe une chute assez marquée de l'intensité des courants induits dans la zone située entre les deux bobinages. Un tel dispositif comportant deux bobinages peut être utile cependant pour obtenir une tête de mesure susceptible de se déplacer dans des parties cintrées de tubes à faible courbure.
De manière à obtenir une intensité maximale des courants induits dans la paroi du tube, le diamètre du bobinage d'excitation doit être le plus grand possible, c'est-à-dire le plus proche possible du diamètre interne du tube 1 à contrôler.
Cependant, comme il est visible sur la figure 4, il est possible d'obtenir des courants induits sensiblement identiques au cas d'un bobinage à grand diamètre, en utilisant un bobinage d'excitation 4c, qui peut être en deux parties, d'un diamètre sensiblement inférieur au diamètre intérieur du tube, le bobinage d'excitation étant enroulé sur un noyau ayant une per- méabilité élevée, par exemple un noyau en ferrite Cependant, les pôles 4'c et 4"c du noyau doivent avoir un diamètre très peu inférieur au diamètre intérieur du tube 1
Comme il est visible sur la figure 4A, on obtient alors des courants induits dans la paroi du tube qui sont sensiblement identiques aux courants induits obtenus dans le cas d'un bobinage de grand diamètre, comme représenté sur la figure 2
Sur la figure 5, on a représenté une tête de mesure suivant l'invention et suivant un premier mode de réalisation Les éléments de la sonde sont désignés par les mêmes repères que les éléments correspondants de la sonde représentée sur la figure 1
La tête de mesure 3 comporte un bobinage d'excitation 4 en deux parties 4' et 4" entre lesquelles est intercalé un disque 7 dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre extérieur des bobinages 4' et 4" Les capteurs de mesure 6 de la composante radiale du champ magnétique créé par les courants induits dans la paroi du tube 1 sont fixés autour de la surface latérale du disque 7, suivant une surface ayant un diamètre sensiblement égal au diamètre du bobinage d'excitation
Sur la figure 5A, on a représenté le disque 7 constituant le support des capteurs 6
L'inconvénient de ce montage est que les bobinages 4' et 4" constituant le bobinage d'excitation 4 sont écartés l'un de l'autre de part et d'autre du disque 7, de sorte que l'intensité des courants induits chute dans la partie de la paroi du tube située en face du disque 7 Comme représenté sur la figure 6A, il peut être préférable d'utiliser un support 7' en forme de couronne portant les capteurs 6 qui peut être engagé sur la surface extérieure d'un bobinage d'excitation constitué de deux bobinages joints, comme représenté sur la figure 2 Ce montage nécessite toutefois un diamètre du bobinage d'excitation sensiblement inférieur au diamètre intérieur du tube, c'est-à-dire l'utilisation d'un bobinage d'excitation ayant un noyau en ferrite, comme représenté sur la figure 4 Le nombre de capteurs 6 disposés sur la surface latérale du disque 7 ou de la couronne 7' placée de manière coaxiale par rapport au bobinage d'excitation ayant pour axe l'axe 5 du tube dans sa position de mesure représentée sur la figure 5 doit être suffisant pour fixer le pas d'échantillon- nage circonférentiel du champ magnétique à une valeur permettant d'obtenir une représentation caractéristique du champ magnétique
Dans le cas de tubes d'un diamètre intérieur de l'ordre de 20 mm, on estime qu'un pas de 2 mm serait satisfaisant, ce qui conduit à placer trente- deux capteurs à la périphérie du bobinage d'excitation, dans des disposi- tions angulaires également réparties autour de l'axe 5 de la tête de mesure Comme représenté sur la figure 5B, les capteurs 6 peuvent être constitués par des bobinages de très petites dimensions On peut également utiliser des dispositifs à magnétorésistance
Lorsque le capteur 6 est une bobine, comme représenté sur la figure 5B, la bobine est reliée à un amplificateur dont la résistance d'entrée est suffisamment grande pour qu'on puisse considérer que la bobine n'est parcourue par aucun courant électrique De ce fait, la force électromotrice aux bornes de la bobine est proportionnelle à l'amplitude de la dérive du flux magnétique qui la traverse Lorsqu'on augmente la profondeur de la bobine, c'est-à-dire sa dimension dans la direction radiale, on augmente le niveau du signal capté mais on diminue la qualité de l'échantillonnage réalisé
De même, lorsqu'on augmente le diamètre de la bobine on augmente le niveau du signal de mesure mais on diminue la qualité de l'échantillon- nage Dans le cas d'un tube de 20 mm de diamètre, le diamètre extérieur des bobines constituant les capteurs 6 ne doit pas excéder 500 μm pour pouvoir séparer deux entailles circonférentielles de 100 μm d'ouverture distantes d'un millimètre
Comme il est visible sur la figure 7A, en plus des capteurs de champ magnétique 6 placés sur la surface extérieure d'un support tel que le support annulaire 7' la tête de mesure peut comporter une bobine plate de quelques spires 9 situées dans le plan médian de l'excitation et ayant pour axe l'axe 5 de la tête de mesure constituant l'axe de l'excitation. Le diamètre des spires de l'enroulement 9 est sensiblement égal au diamètre d'excitation. Le bobinage 9 qui constitue un capteur du flux d'excitation peut être placé à l'extérieur ou à l'intérieur des capteurs 6 de mesure de champ. On peut également envisager de placer quelques spires en série de part et d'autre du disque 7 ou de la couronne 7' portant les capteurs 6. Le capteur 9, de par ses dimensions, est peu sensible à de petits défauts dans le tube. Il donne une information relative aux variations du flux d'excitation dues à de grosses perturbations telles que le passage dans des zones du tube en contact avec des dispositifs de maintien tels que des plaques-eπtretoises ou des barres antivibratoires.
La tête de mesure 3 de la sonde doit être déplacée, pour effectuer les mesures, à l'intérieur du tube 1 , dans un mouvement de translation suivant l'axe 5 du tube, sans rotation. Pour les tubes d'un diamètre intérieur de l'ordre de 20 mm, le pas de d'échantillonnage axial des mesures ne doit pas être supérieur à 0,50 mm.
Dans une situation idéale, c'est-à-dire avec un tube sans défaut, de diamètres interne et externe parfaitement constants, une sonde parfaitement symétrique autour d'un axe placé de manière parfaitement centrée et aligné suivant l'axe du tube, la résultante de la composante radiale du champ est nulle et cette composante n'apparaît qu'en présence d'un défaut. Le principe du contrôle suivant l'invention repose sur cette constatation et les mesures peuvent être effectuées avec un fort gain sur la chaîne d'acquisition. Cependant, il apparaît un certain nombre de causes perturbatrices qui modifient sensiblement les signaux fournis par les capteurs et qui peuvent masquer la présence de défauts.
Les perturbations essentielles sont provoquées par le bruit de surface du tube qui induit plusieurs effets. Tout d'abord, la composante radiale du champ n'est jamais nulle même en l'absence de défaut dans la paroi du tube. En outre, les dispositifs de centrage de la sonde sont soumis aux variations de diamètre intérieur du tube et de ce fait la sonde n'est jamais exactement centrée ni alignée sur l'axe du tube La distance entre un capteur 6 quelconque et la surface intérieure du tube 1 varie donc sous l'effet cumulé de la variation de diamètre interne et du décentrement du capteur
Pour exploiter les mesures de la sonde à courants de Foucault suivant l'invention, il est donc nécessaire de réaliser un prétraitement des signaux de manière à minimiser l'effet des perturbations et à obtenir un signal révélateur de la présence de défauts Pour éliminer les perturbations venant du signal de bruit dues à la surface du tube, on a proposé jusqu'ici principalement deux méthodes, à savoir le filtrage adaptatif de type passe-bande des signaux et la combinaison des différences fréquences et positions en rotation des signaux pour mieux faire apparaître les défauts externes Le filtrage adaptatif ne présente que des résultats médiocres en ce qui concerne la discrimination des défauts internes
La sonde suivant l'invention met en œuvre une technique originale de traitement des signaux qui consiste de manière générale à utiliser les propriétés statistiques du bruit à la surface du tube pour extraire des aberra- tions dues aux défauts
Dans ce but, les moyens 8 de traitement des signaux des capteurs reliés à la tête de mesure 3 comportent une unité d'analyse statistique du signal de bruit recueilli pendant le déplacement de la sonde 2 dans le tube
1 et des moyens d'isolation et d'affichage de valeurs aberrantes du signal de bruit dues à des défauts isolés du signal de bruit
De manière plus précise, le prétraitement suivant l'invention utilise l'une des deux techniques qui seront indiquées ci-dessous ou la combinaison de ces deux techniques
Une première technique utilise des ondelettes pour réaliser le fil- trage Une seconde technique utilise l'analyse en composantes principales des signaux Le prétraitement suivant l'invention peut avantageusement combiner les deux méthodes, c'est-à-dire réaliser une analyse en composantes principales des signaux puis un filtrage par ondelettes des composantes contenant le signal de défaut. L'analyse en composantes principales est une technique bien connue dans le domainte de l'économétrie pour séparer et identifier des paramètres influants, lorsqu'on ne dispose pas de modèle satisfaisant.
Lorsqu'on déplace la sonde à courants de Foucault suivant l'invention à l'intérieur du tube, on récupère un mélange linéaire de plusieurs si- gnaux les uns étant considérés comme normaux et toujours présents, ces signaux étant dus au bruit de surface du tube et aux évolutions de la position du capteur dans le tube et les autres, épisodiques, dus aux défauts dans la paroi du tube correspondant à des valeurs aberrantes des signaux normaux. Les signaux normaux présentent des énergies cumulées beau- coup plus importantes que les signaux aberrants.
Dans l'analyse en composantes principales, on ne considère plus le bruit de surface du tube comme une perturbation à éliminer mais on utilise les propriétés statistiques du bruit pour extraire les aberrations dues aux défauts. Pour un capteur 6, un point de mesure dans une position déterminée sur un axe parallèle à l'axe du tube comporte p coordonnées provenant des parties en phase et en quadrature de chaque force électromotrice fournie par les capteurs 6 et prise à des fréquences différentes.
Dans le cas où l'on travaille à trois fréquences du signal multifré- quence d'alimentation de la sonde, par exemple 100, 240 et 400 kHz, on obtient, pour chacun des points, six coordonnées pour chacun des modes d'excitation en phase et en opposition, c'est-à-dire p = 12 coordonnées pour chacun des points.
Ces coordonnées peuvent comporter également les coordonnées de la force électromotrice fournie par le capteur de flux d'excitation 9 pour chacun des modes d'excitation. Pour trois fréquences d'excitation, on obtient alors p = 24 coordonnées par point de mesure. En considérant N points de mesure, on obtient un nuage de N points à p coordonnées que l'on peut regrouper dans une matrice M de dimension N *p. Pour un tube sans défaut chaque capteur de champ devrait fournir des signaux ayant les mêmes propriétés statistiques. En considérant le cas où l'on utilise s capteurs 6 du champ radial (par exemple s = 32 capteurs), on place bout à bout les nuages de points fournis par chacun des s capteurs, pour obtenir une matrice Mτ de taille (s*N)*p. On peut ainsi construire une matrice carrée Mc de dimension p*p et obtenir la base de vecteurs propres U de la matrice Mτ. Le traitement consiste ensuite, pour chaque capteur 6, à projeter le nuage de points correspondant aux points de mesure du capteur, sur la base de vecteurs propres U. On obtient alors, pour chaque capteur, p nouveaux signaux classés par énergie décroissante, appelés composantes principales. En l'absence de défaut, les dernières composantes principales ne comportent aucune information significative. En revanche, en présence d'un défaut, ces mêmes composantes vont présenter des valeurs anormales.
L'analyse en composantes principales est d'autant plus efficace qu'on multiplie le nombre de modes de fonctionnement des capteurs, par exemple en réalisant une excitation en phase ou en opposition, en utilisant des capteurs de champ ponctuels et un capteur de flux d'excitation. En fait, on a montré qu'un ensemble de vingt-quatre coordonnées, comme décrit ci- dessus, suffit pour réaliser une analyse en composantes principales permettant de déceler les défauts du tube. II est même possible d'envisager l'utilisation d'une sonde n'utilisant que le mode d'excitation en phase, c'est-à-dire une sonde ayant un bobinage unique d'excitation et ne comportant pas de capteur de flux d'excitation tel que le bobinage 9.
Sur la figure 8, on a représenté les six dernières composantes princi- pales pour un tube étalon en utilisant douze coordonnées par point. Il apparaît sur les résultats obtenus, qu'il est relativement facile de réaliser un test de détection. En outre, la sensibilité de la méthode s'avère telle que les défauts détectés sont nettement plus petits que ceux habituellement détectés par les sondes a courant de Foucault traditionnelles
On peut également utiliser une méthode fondée sur l'utilisation d'on- delettes comme filtres passe-bande pour le traitement des signaux La transformée de signaux en ondelettes a été mise au point pour analyser des transitoires dans des signaux Une transformée en ondelette revient à faire passer le signal à analyser dans une famille de filtres passe- bande Cette opération demande de très longs de calcul mais dans un contexte donné on peut se limiter à une très petite famille de filtres Dans le cas de signaux d'une sonde à courants de Foucault suivant l'invention utilisée pour le contrôle d'un tube, on a utilisé une ondelette connue depuis longtemps sous le nom d'ondelette de Morlet dont l'expression peut être donnée de la manière suivante
Ψa b (t) = a - y-b^ (1 ) a
ψ{t) = e ~ejω°' (2)
Dans l'expression 1 , (a) est le facteur d'échelle
Dans l'expression 2, de manière classique, on prend ω0 = 2π fe 2, où fe est la fréquence d'échantillonnage spatial (dans le cas envisagé 0,5 mm) On peut ainsi analyser les fréquences de \J2 à 0 en faisant varier a de 1 à l'infini
Sur la figure 9, on a représenté la fonction |ψ(f)| Les courbes donnent la représentation d'un banc de filtres associé à la transformée en on- delettes continues des signaux de la sonde à courants de Foucault Le filtre correspondant à l'échelle 1 est centré autour de la fréquence f = 250 Hz et celui correspondant à rondelette d'échelle 5 est centré autour de 50 Hz
Si l'on se limite à une seule ondelette, par exemple rondelette d'échelle 4, l'expression de ondelette devient , (3)
Cette ondelette est la réponse impulsionnelle d'un filtre passe-bande analytique Cette fonction est symétrique, c'est-à-dire que si elle échantillonnée correctement, elle correspond à un filtre à phase linéaire. On peut l'appliquer aux parties réelles et imaginaires des signaux de mesure sans perte d'information de phase. En outre, la fonction est une fonction analytique, c'est-à-dire que la transformée de Fourier est nulle pour les fréquences négatives. On obtient donc en prenant le module du signal, l'enveloppe de la réponse et non une réponse d'autant plus oscillante que le filtre est sélectif.
Le filtrage est appliqué à la partie réelle et à la partie imaginaire du signal du capteur Sg(t), de chaque génératrice, par convolution avec rondelette selon les formules suivantes :
Sg(t) = Rg(t) + jXg(t) (4)
Rgf(t) = Rg)(t)*ψ4(t) = Rg(τ)ψ4(t-τ)dτ (5)
Xgf(t) = Xg(t)* Ψ4(t) = Xg(τ)ψ4(t-τ)dτ (6) Les formules 5 et 6 concernant la partie réelle et la partie imaginaire, respectivement, des signaux deviennent, dans le cas de signaux échantillonnés.
Rgf(n) = ΣRg(k)ψ(n - k) (7) k Xgf(n) = ΣXg(k)ψ(n - k) (8) k
Les signaux Rgf et Xgf sont des signaux analytiques complexes dont l'interprétation de la phase est relativement difficile. On ne trace que les modules au carré |Rgf|2 et |Xgf|2, soit temporellement, soit en figure de Lissa- joux, ce qui permet de distinguer les défauts internes des défauts externes. Des exemples de traitement des signaux de défauts sont donnés sur les figures 10A et 10B, 11A et 11 B et 12A et 12C.
Sur chacune des figures 10A, 11 A et 12A est représentée la cartographie du signal donné par le capteur, suivant la circonférence développée et suivant la longueur du tube.
Sur les figures respectives 10B, 11 B et 12B est donnée la cartographie de détection des défauts résultant du traitement. Sur la figue 12C est donnée un agrandissement avec dilatation dans la direction verticale de la cartographie de détection des défauts
Le filtrage par ondelette se résume à la convolution des parties réelles et imaginaires des signaux de chaque capteur à une ou plusieurs fré- quences, par quelques réponses impulsionnelles dont on trace le module II semble en fait que la seule fréquence de 240 kHz suffise pour les tubes étalons qui ont fait l'objet d'essais
Il est possible également d'effectuer successivement une analyse en composantes principales de manière à ne conserver que les composantes pour lesquelles le bruit de surface est minimisé et appliquer à ces composantes la convolution par quelques ondelettes
La sonde à courants de Foucault suivant l'invention permet donc d'enregistrer et de traiter des signaux de manière à isoler des signaux aberrants dus à des défauts dans la paroi du tube, à partir d'un traitement statis- tique du signal de bruit enregistré par les capteurs de la composante radiale du champ produit par les courants induits, en utilisant de plus, éventuellement, les signaux fournis par le bobinage de mesure du flux d'excitation
La sonde à courants de Foucault suivant l'invention et son procédé d'utilisation sont beaucoup plus sensibles et permettent de discriminer de manière plus efficace les signaux dus à des défauts quelles que soient leur position (interne, externe) et leur orientation (longitudinale, circonférentielle) dans la paroi du tube
L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui a été décrit C'est ainsi que la structure et les composants de la sonde à courants de Foucault peuvent être différents de la structure et des composants décrits plus haut
De même, le procédé et les moyens de traitement des signaux peuvent être différents du procédé utilisant les composantes principales ou du procédé utilisant des ondelettes ou encore au procédé combinant ces deux moyens d'analyse

Claims

REVENDICATIONS 1.- Sonde à courants de Foucault pour le contrôle non destructif de la paroi d'un tube (1 ), par l'intérieur du tube (1 ), comportant au moins une bobine d'excitation (4) alimentée en courant multifréquence, au moins un moyen de détection du champ magnétique produit par les courants induits dans la paroi du tube (1 ), des moyens de traitement de signaux (8) reçus par le moyen de détection (6) et des moyens de déplacement de la sonde (2) à l'intérieur du tube (1 ), caractérisée par le fait :
- que la bobine d'excitation (4) est un solénoïde dont le diamètre ex- térieur maximal est inférieur au diamètre intérieur du tube (1 ),
- que le moyen de détection du champ magnétique est constitué par une pluralité de capteurs (6) de la composante radiale du champ magnétique répartis circonférentiellement autour de la bobine d'excitation (4), dans une disposition coaxiale à la bobine d'excitation (4), - que les moyens de traitement (8) des signaux des capteurs comportent une unité d'analyse statistique d'un signal de bruit recueilli pendant le déplacement de la sonde (2) dans le tube (1 ) et des moyens d'affichage de valeurs aberrantes du signal de bruit dues à des défauts, et
- que les moyens de déplacement (10) de la sonde (2) à l'intérieur du tube (1 ) sont des moyens de déplacement de la sonde en translation dans le tube (1 ) de manière que la bobine d'excitation (4) soit coaxiale au tube
(D-
2.- Sonde suivant la revendication 1 , caractérisée par le fait que la bobine d'excitation (4) comporte deux bobinages (4'a, 4"a, 4'b, 4"b, 4'c, 4"c) disposés coaxialement dans le prolongement axial l'un de l'autre.
3.- Sonde suivant la revendication 2, caractérisée par le fait que les bobinages (4'a, 4"a) sont disposés bout à bout, de manière jointive.
4.- Sonde suivant la revendication 2, caractérisée par le fait que les bobinages (4'b, 4"b) sont disposés de manière coaxiale dans le prolonge- ment axial l'un de l'autre avec un espacement l'un par rapport à l'autre dans la direction axiale. 5 - Sonde suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que la bobine d'excitation (4, 4a, 4b) présente un diamètre extérieur légèrement inférieur au diamètre intérieur du tube (1 )
6 - Sonde suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, carac- térise par le fait que le bobinage d'excitation (4c) présente un diamètre extérieur sensiblement inférieur au diamètre intérieur du tube (1 ) et comporte un noyau en un matériau à forte perméabilité magnétique tel qu'une ferrite comportant des pièces polaires dont le diamètre est légèrement inférieur au diamètre intérieur du tube (1 ) 7 - Sonde suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que les capteurs (6) de la composante radiale du champ magnétique sont fixés sur un support (7, 7') ayant une surface latérale externe cylindrique
8 - Sonde suivant la revendication 7, caractérisée par le fait que le support (7) des capteurs (6) présente la forme d'un disque intercalé entre un premier bobinage d'excitation (4') et un second bobinage d'excitation (4")
9 - Sonde suivant la revendication 7, caractérisée par le fait que le support (7') des capteurs (6) de la composante radiale du champ magnéti- que est constitué par une pièce annulaire (7') engagée sur la surface extérieure de la bobine d'excitation (4)
10 - Sonde suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée par le fait que les capteurs (6) de la composante radiale du champ magnétique sont constitués par des bobinages 11 - Sonde suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée par le fait que les capteurs (6) sont des capteurs magnétorésis- tifs
12 - Sonde suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11 , caractérisée par le fait qu'elle comporte de plus un capteur de flux d'excitation (9) constitué par des spires enroulées sur une partie médiane du bobinage d'excitation d'une manière coaxiale par rapport au bobinage d'excitation (4)
13.- Procédé de traitement de signaux des capteurs (6) de la composante radiale du champ magnétique d'une sonde suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, ou des signaux des capteurs (6) de la composante radiale du champ magnétique et des signaux du capteur (9) de flux d'excitation selon la revendication 12, caractérisé par le fait qu'on effectue une analyse des signaux en composantes principales, les signaux en chacun des points de mesure étant obtenus pour plusieurs fréquences et plusieurs modes d'excitation.
14.- Procédé de traitement de signaux des capteurs (6) de la com- posante radiale du champ magnétique d'une sonde suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, ou des signaux des capteurs (6) de la composante radiale du champ magnétique et des signaux du capteur (9) de flux d'excitation selon la revendication 12, caractérisé par le fait qu'on utilise une transformée en ondelettes pour réaliser le filtrage des signaux de me- sure.
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