RAPPORT DE PROJET
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1. 4 H r 4 1 I 1 1 I I I I I 1 1 I 1 I I I I I 1 I 1 1 I I I I I TT EC CT ES I TMS TT IC NT TETE marins ar d 1 I I 1 I I I I I I 1 1 I 1 I I I I I I RTS En CR ES TE Do es Tenues eorna a Y Ee 1 I 1 I I I I I I I 1 1 I 1 I I I I I I 1 I I 1 I I I I I I 1 E 1 1 I I 1 I I I I I I 1 I I 1 I I I I I EE O pi pe re 1 i I I I I 1 1 1 1 I I I I I I 1 1 I 1 I I I I I I MESA pA E a bne a Fara RESTE CLP ne RME ET EE os La Eee Cal Font 2 1 1 1 1 I I I I I I 1 I 1 1 I I I I I I 15 1 1 I 1 I I I I I I h r T T 1 r 4 1 1 1 1 I I I I I I 1 I 1 1 I I I I I I an PERS ps RER SEE reve te Pt ee LPS tee CREER 1 pales CNE 1 I 1 1 I I I I I 3 1 I I 1 I I I I G g 10 amping Mode Voltage 200 Ohms SINGLE 150 Color Pulser Receiver Range Gate 1 Gate 2 t Thickness ngle Special Main Print e gt Enter y Sound Path Surface Distance EE a aa Auto Update REF 150 Hz CE EE mm mm mmm mms mmmmtmmmm dd Lil snmmmesdessesasbkessessesest CN Pulse 168 ns i amping A Mode Voltage 200 Ohm SINGLE 150 Color Pulser Receiver Hange Gate 1 Gate 2 m Thickness Angle Special Main Frint 4 Enter Lorsque l impulsion est 168 ns l paisseur est galement 81 0mm On utilise des impulsions longues lorsqu2. condition d avoir des pi ces dont la g om trie permet une mesure facile et pr cise des longueurs avec un palpeur droit et un palpeur d angle Il est pr f rable d talonner sur des calles talons ce qui n a pas pu tre le cas dans notre tude sauf pour l acier Rapport de projet 34 56 DEMON DARIGNY 5 2 Mesure d paisseur d un assemblage On souhaite d terminer l paisseur du mat riau de la couche inf rieure d un assemblage dans notre cas la premi re couche est de l aluminium et la seconde de l acier Pour obtenir un r sultat satisfaisant 1l faut respecter certaines conditions les vitesses de propagation des ultrasons ne doivent pas tre trop diff rentes d un mat riau l autre dans le cas d un assemblage homog ne les paisseurs des diff rentes couches doivent tre diff rentes cependant certains chos du second fond peuvent tres masqu s dans l cho du premier fond il est difficile d identifier l cho de fond d une paisseur importante lorsque la premi re couche travers e est faible car les nombreux chos du premier fonds risquent de masquer l cho recherch du second fond EE On peut identifier deux familles d chos correspondantes aux deux paisseurs de l assemblage Rapport de projet 35 56 DEMON DARIGNY Echos de la 1 couche Update F 4 D m E FT tu 150 REF 150 Hz 0 2 4 6 g 10 Ci ampi
3. Elle est donc soumise des contraintes lev es et r p t es qui peuvent provoquer terme une fissuration lente dite de fatigue La direction de la fissure est toujours perpendiculaire au sens de la contrainte ce qui permet d tablir un protocole de surveillance en tenant compte des zones accessibles Dans le cas pr sent l amorce de la fissure de fait syst matiquement partir d un per age Pi ce de Falcon 20 E id 33mm L On utilise un palpeur droit fr quence lev e et suffisamment petit afin d mettre le plus possible dans la mati re paisseur du montant 3mm On proc de un talonnage en utilisant les cotes 33 mm et 26 mm du montant Rapport de projet 43 56 DEMON DARIGNY Captures d crans 5 ound Fath Surface Distance Depth Auto 33 006 mi one L PE amp E 1 0g d FEAR 2 ET EE CR pl ehbo ee Cal Done 150 qq REF 150 Hz j G g 10 Pulse D amping Mode Voltage 38 dB 250 ns 200 Ohms SINGLE 150 Color 1 2 5 4 5 Pulser Receiver Range Gate 1 Thickhess ngle Special Die Main Print 4 d EA Ed 5 ound Path Surface Distance Depth 27 943 PEAK 1 F R FEAR 2 homme Len Sn mr p m eM pM REF 150 Hz 0 2 G E 10 Pulse Camping Mode Valtage 36 dE 250 ng 200 Ohms SINGLE 150 Color 1 2 5 4 5 m
4. talonnage automatique pour palpeur d angle Sch ma de la cale universelle d talonnage NF EN 12 223 Connecter le palpeur d angle filet l appareil sur l une des 2 entr es RCV ou XMT prises BNC sur le dessus de l appareil Appliquer du couplant entre le palpeur et le sabot Poser le sabot sur la tranche de la cale talon au niveau de l encoche position 1 e 100 mm ne pas oublier le couplant entre la surface et le sabot Appliquer une pression sur le sabot lors des mesures Aller dans le menu ANGLE activer la FCT TRIG entrer la valeur de l ANGLE du sabot utilis r gler EPAIS une valeur de l ordre de l paisseur e 100 mm R gler la gamme Aller dans le menu ANCE gamme r gler la GAMME 200 mm l aide de la molette et VITESS 3208 m s Faire correspondre au mieux FREQ du menu RC VR avec la fr quence nominale du palpeur 17 cho Pic d mission de fond 5 Auto 101 00 ace Distance i 2 cho de fond Update Cal Point 2 150 REF 150 Hz 0 2 4 E a 10 Velocity 3250 0000 Color Pulser Receiver Range Gate 1 Gate 2 m Thickness Angle Special Ere Hair Rapport de projet 54 56 DEMON DARIGNY V rifier la pr sence du signal mis abscisse 0 du 1 cho de fond abscisse 5 et du second cho de fond abscisse 10 Positionner la porte Aller dans le menu porte 1
5. OS UN D O NN DE AN PB ch P ES PE SP ES D EP PS DON QT PT D o 7 a ST EP EL A D Longueur mm L talonnage est r alis sur 2 paisseurs 14 2mm et 12 5mm Lorsque l on d place le palpeur sur toute la d nivellation de la pi ce soit 1 7mm on obtient 15 paisseurs Ceci nous permet de calculer la r solution pour cette gamme 1 7 15 0 113mm Rapport de projet 23 56 DEMON DARIGNY Dans ce cas l erreur moyenne vaut donc 0 113 13 35 0 85 Etalonnage 2 Variation d paisseur progressive D Em Epaisseur exp rimentale Epaisseur th orique Epaisseur mm O 80 6 Longueur mm L talonnage est r alis sur 2 paisseurs 80 6mm et 14 2mm Lorsque l on d place le palpeur sur toute la d nivellation de la pi ce on obtient 14 paisseurs Ceci nous permet de calculer la r solution pour cette gamme 1 7 14 0 121mm Dans ce cas l erreur moyenne vaut donc 0 121 13 35 0 91 Etalonnage 3 Variation d paisseur progressive 15 5 15 14 5 14 E Epaisseur exp rimentale Epaisseur th orique 13 5 Epaisseur mm 13 12 5 12 0 00 6 2 12 40 18 6 24 80 31 37 20 43 4 49 60 55 8 62 00 68 2 74 40 80 6 Longueur mm L talonnage est r alis sur 2 paisseurs 80 6mm et 161 2mm Lorsque l on d place le palpeur sur toute la d nivellation de la
6. Sound Path Le Surface Distance Waveform Depth Auto 1 cho de fond IiI o E Update e PEAK 1 Pic d mission ft PEAK 2 61 Cal Done REF 150 Hz 4 E 5 10 0 2 Gain Delay Welocity 15 dE 100 mm mm 5930 0000 Pulser Receiver Range Gate 1 Gate 2 Thickness ngle Special Ci Main ee aE El V rifier la pr sence du signal mis abscisse 0 et du 1 cho de fond abscisse 10 Positionner la porte Rapport de projet 48 56 DEMON DARIGNY Aller dans le menu A1 porte 1 v rifier l indication PORTE 1 R gler POSITION 15 mm R gler LARGEUR 100 R gler NIVEAU 40 Obtenir une intersection entre la porte et le signal d cho augmenter GAIN si le signal est trop faible Sound Path Lone Surface Distance Waveform Intersection Depth Auto 100 00 PEAK 1 ne 65 Le 61 Cal Done REP 150 Hz 0 2 4 10 el er Range Pulser Receiver Ihickness Angle Special Mai E Print El Enter Aller dans le menu 11 x paisseur R gler MESUREUR sur IP 1ST L talonnage consiste trouver les valeurs de 2 param tres Etape 1 r glage de la vitesse de propagation des ultrasons dans le mat riau Appliquer le palpeur en position 1 e 100 mm R gler M VIT de mani re obtenir une mesure de 100 00 mm dans la composante longitudinale Etape 2 R
7. aliser ll talonnage en choisissant llune des proc dures automatique ou manuelle chaque talonnage nl st valable que pour llassociation dlun palpeur et dlun mat riau Poser le palpeur sur la surface ne pas oublier le couplant entre la surface et le palpeur Appliquer une pression sur le palpeur lors des mesures R gler la gamme Aller dans le menu KANGE gamme r gler la GAMME de fa on observer les chos de fonds ajuster ensuite la GAMME de mani re a observer uniquement le pic d mission et le 1 cho de fond Activer la fonction porte Aller dans le menu THICK r gler MESUREUR sur IP IST Placer la porte Aller dans le menu 1 V rifier l indication PORTE 1 R gler POSITION LARGEUR et NIVEAU de sorte obtenir une intersection avec le pic du 1 cho de fond Lecture de la mesure 1 Palpeur droit Pourcentage d amplitude du pic d mission Rapport de projet 20 56 DEMON DARIGNY 2 Palpeur d angle Pourcentage d amplitude du pic d mission dans le menu THICK r gler EPAIS une valeur de l ordre de l paisseur mesurer V rifier que a b a et b sont calcul s en tenant compte de l angle saisi dans ANGLE du menu ANGLE 3 Mesure de diff rence d paisseur Epaisseur entre Dans le menu THICK mettre MESUREUR sur E E les 2 portes Placer les portes sur les pics concern s par la mesure entre
8. Range Le r glage de la vitesse de propagation des ultrasons dans le mat riau et le r glage du d calage induit par l paisseur du palpeur sont calcul s automatiquement Etape I Acquisition du 1 point l appareil affiche CAL PT 1 Appliquer le palpeur en position 2 e 25 mm r gler THK CAL 25 mm avec la molette ou en appuyant plusieurs fois sur THK CAL Valider l acquisition du point 1 par CNT ER Etape 2 Acquisition du Du point l ppareil affiche CAL PT 2 Appliquer le palpeur en position 1 e 100 mm r gler THK CAL 100 mm avec la molette ou en appuyant plusieurs fois sur THK CAL Valider l acquisition du point 2 par CN 1ER L appareil affiche THK CAL quand l acquisition des 2 points est effectu e V rifier que l on obtient 100 00 mm en position 1 25 00 mm en position 2 et 91 00 mm en position 3 Rapport de projet 52 56 DEMON DARIGNY Cet talonnage nl st valable que pour ll ssociation diun palpeur et d n mat riau Sauvegarde des r glages dans le menu s lectionner PROGRAM MENU presser la touche ENTER s lectionner une ligne vide l aide de la molette s lectionner MEMORISE presser la touche ENTER s lectionner NOM presser la touche 1 saisir le nom l aide de la molette et de la touche 1 puis SAUVE presser une des touches VLNU pour quitter Rapport de projet 53 56 DEMON DARIGNY A1 3 Proc dure d
9. ee En revanche lorsqu il y a pr sence d une fissure les U S s y r fl chissent le pic est 27 mm de profondeur En d pla ant le palpeur le long du montant on peut galement d terminer la longueur de la fissure ici 16 mm Dans chaque montant une longueur maximale de fissures est tol r e cet examen permet de d clarer la pi ce conforme ou non Rapport de projet 44 56 DEMON DARIGNY 6 3 D fauts de soudures NDE educational kit R flexions internes Nous avons aussi utilis la mallette contenant diff rentes pi ces avec des d fauts de soudures Pour cela comme ci dessus nous avons utilis un palpeur d angle 45 en travaillant avec une r flexion par le fond de la pi ce Nous avons ainsi trouv un d faut de soudure d une longueur de 2cm dans l une des pi ces Rapport de projet 45 56 DEMON DARIGNY 7 Conclusion Ce projet m a permis d approfondir mes connaissances en mati re d ultrasons et de mener bien les tudes demand es sur les nombreuses applications que permet un appareil ultrason plus particuli rement sur la mesure d paisseur la d termination du module d Young d un mat riau et la d tection de d fauts dans la mati re Ce mode de contr le non destructif permet avec une bonne pr cision d valuer l importance d un d faut et cela sans tre oblig de d monter la pi ce Ce projet ma permis de d couvrir une grande entreprise telle que
10. neutrons g n r s par une source qui sont plus ou moins absorb s dans la pi ce contr ler A l inverse sur la Terre les rayons X naturels n existent pas Leur production est parfaitement artificielle Dans le domaine du CND ils sont obtenus g n ralement par le bombardement d une cible en tungst ne avec des lectrons Un d tecteur de rayonnement film cran convertit le ph nom ne radiant invisible en image visible Rapport de projet 7 56 Ressuage Un liquide p n tre l int rieur des d fauts existants fissures porosit s piq res L exc s de p n trant est limin par lavage La surface est Fu recouverte d une fine couche de r v lateur qui comme un j buvard aspire le liquide contenu dans les d fauts et donne une empreinte color e Cette m thode s applique une grande vari t de mat riaux compacts et non poreux m talliques plastiques composites de g om trie et de dimensions quelconques Il permet l examen de la totalit de la surface de la pi ce Ultrasons Le principe des ultrasons est un examen chographique examen par faisceau droit ou par faisceau inclin A l mission le traducteur g n re une onde ultrasonore par effet pi zo lectrique A la r ception de l onde le traducteur convertit l nergie m canique perturb e en signal lectrique Ils sont utilis s pour examiner des parois m talliques dont l paisseur peut v
11. v rifier l indication PORTE 1 R gler POSITION 80 mm R gler LARGEUR 60 mm R gler NIVEAU 40 Vous devez obtenir une intersection entre la porte et le signal d cho Si le signal est trop faible par rapport la hauteur de la porte augmenter GAIN Aller dans le menu 11 x paisseur R gler MESUREUR sur A IP IST Le r glage de la vitesse de propagation des ultrasons dans le mat riau et le r glage du d calage induit par l paisseur du palpeur sont calcul s automatiquement Etape I Acquisition du 1 point l ppareil affiche CAL PT 1 Appliquer le palpeur en position 1 e 100 mm r gler THK CAL 100 mm avec la molette ou en appuyant plusieurs fois sur THK CAL Valider l acquisition du point 1 par TER Etape 2 Acquisition du ue point l ppareil affiche CAL PT 2 Laisser le palpeur en position 1 e 100 mm r gler THK CAL 200 mm avec la molette ou en appuyant plusieurs fois sur THK CAL Aller dans le menu A changer la POSITION pour obtenir une intersection avec le second cho de fond Retourner dans le menu K valider l acquisition du point 2 par ENTER L appareil affiche THK CAL quand l acquisition des 2 points est effectu e V rifier que l on obtient 100 00 mm en position 1 Cet talonnage nl st valable que pour ll ssociation diun palpeur et d n mat riau Sauvegarde des r glages dans le menu g
12. 5 56 Rapport de projet En pratique on prend la gamme du m me ordre de grandeur que la mesure et on vite de changer de gamme pour plusieurs mesures C Influence du filtre On peut utiliser diff rents types de filtres qui travaillent des fr quences de coupures diff rentes Done QUStANCE VW avelo Sound Path il q Auto a Update 150 Led ER b n nb m i d M REF 150 Hz N f Display La Lu FLTR 4 BMH Colot REF 150 Hz 10 Frequency ie 13 5MHZ Color aj e S a wj Lorsque le filtre 3 est utilis l paisseur est de 81 7mm Le filtre 3 proc de un lissage il rend le signal plus propre Le fait de changer de filtre influence la mesure en pratique on utilise le m me filtre pour l talonnage et la mesure On choisit le filtre le mieux adapt notamment celui qui donne le pic d cho le plus fin possible Rapport de projet 26 56 DEMON DARIGNY D Influence du gain Done Sound Path waveform Update Auto Surface Distance REF 150 Hz 0 J Frequency MHZ Color Reject e Lorsque le gain est de 18 dB l paisseur est de 80 6mm N E T mn Er Li LL Leg m m Eae D io L ri Te Done Sound Path REF 150 Hz 10 Frequency MH Color Reject 0 dE Diff Display 4 6 dE FLTE 2 Lorsque le gain est de 30 dB l paisseur est de 80 1mm Le gain
13. Jet Aviation et plus particuli rement son service de recherche de d faut par CND Leur savoir faire en mati re de contr le par ultrasons les proc dures qu ils utilisent et leurs mat riels sp cifiques nous ont beaucoup aid s dans l aboutissement de notre projet Rapport de projet 46 56 DEMON DARIGNY Sommaire des Annexes A1 R daction d un mode d emploi simplifi pour les tudiants de BTS Traitement des mat riaux A1 1 Fiche 1 Etalonnage manuel de l appareil pour un couple palpeur mat riau donn A1 2 Fiche 2 Etalonnage automatique de l appareil pour un couple palpeur mat riau A1 3 Fiche 3 Etalonnage automatique de l appareil pour les palpeurs oblique Rapport de projet 47 56 DEMON DARIGNY A1 1 Proc dure d talonnage manuel Sch ma de la cale universelle d talonnage NF EN 12 223 Palpeur position 1 Palpeur position 2 Q Connecter le palpeur appropri l appareil sur l une des 2 entr es RCV ou XMT prises BNC sur le dessus de l appareil Poser le palpeur sur la tranche de la calle talon position 1 e 100 mm ne pas oublier le couplant entre la surface et le palpeur Appliquer une pression sur le palpeur lors des mesures R gler la gamme Aller dans le menu KANGE gamme r gler la GAMME 100 mm l aide de la molette et VITESS 5930 m s Faire correspondre FREQ du menu avec la fr quence nominale du palpeur
14. OLYMPUS Licence Professionnelle Gestion de la Production Industrielle em es JET AVIATION RAPPORT DE PROJET Sujet M trologie et CND par ultrasons Parrain de projet M BURGERT Gilbert CND par ultrasons Jet Aviation Basel airport Demon Christopher Darigny K vin Ann e 2006 2007 Remerciements Je tiens remercier l entreprise Jet Aviation et plus particuli rement M BURGERT Gilbert pour son aide et ses pr cieux conseils Je remercie galement M UNTERNEHR Eric de l entreprise Olympus pour ses explications sur le fonctionnement de l Olympus 1000 Je remercie enfin M COLB M JEHIN M KEMPF M SAMSO pour leurs disponibilit s et l aide qu ils nous ont apporte sur un plan technique Rapport de projet 2 56 DEMON DARIGNY Sommaire 1 Cahier des charges 2 Les diff rentes techniques de Contr le Non Destructif CND page 4 3 Th orie sur les Ultrasons 3 1 Principes des ultrasons 3 2 Effet pi zo lectrique 3 3 Les ondes longitudinales et transversales 3 4 Principe de mesure ultrasonique 3 5 Effets sur la vitesse du son 3 6 R flexion 3 7 R fraction 3 8 Diffraction 3 9 Ondes stationnaires 3 10 Att nuation des ultrasons 3 11 Champs du faisceau 4 Pr sentation de l appareil 4 1 Principales fonctions 4 2 Les performances de l appareil 5 Applications des US en Traitements des mat riaux page 13 5 1 Mesures de module d Young page 13 5 2 Mesure d paisseur d
15. aisseur courte pour un petite paisseur Dans notre exemple la meilleure r solution est de 0 1mm pour des paisseurs comprises entre 12 5 et 14 2 mm La r solution d pend de la plage observ e et des r glages Rapport de projet 32 56 DEMON DARIGNY 5 Applications des US en Traitements des mat riaux 5 1 Module de Young ou module d lasticit longitudinal D finition Constante lastique qui pour un mat riau homog ne Isotrope lie la contrainte la d formation Dans le Syst me International on l exprime en MPa Ce coefficient caract rise la raideur de la mati re A contrainte gale un mat riau ayant un module d lasticit lev subira une d formation plus faible qu un mat riau ayant un module d lasticit petit Les m thodes de mesure du module de Young Pour d terminer le module d lasticit E d un mat riau isotrope on r alise le plus souvent un essai de traction et on enregistre la courbe contrainte en fonction de la d formation La pente de la courbe dans sa partie lin aire correspond au module d lasticit en traction du mat riau Eprouvette de traction cylindrique o F S F force appliqu e SO section initiale Al allongement 10 longueur initiale s contrainte e d formation E module d Young E Alh Courbe de traction conventionnelle Cependant il est difficile de r aliser cette mesure avec une bonne pr cision et cette m thode est destructive
16. ans un assemblage page 14 6 Applications CND dans la recherche de d fauts en collaboration avec Jet Aviation page 20 7 Conclusion page 27 Rapport de projet 3 56 DEMON DARIGNY 1 Cahier des charges 1 1 D finition du cahier des charges L objectif de ce chapitre est de saisir et d noncer le besoin c est dire l exigence fondamentale n cessitant la mise en uvre du syst me 1 2 Analyse du besoin Dans le domaine de l a ronautique les vibrations et les nombreuses contraintes m caniques provoquent la longue des fissures dites de fatigue dans les pi ces pr sentant des possibilit s de concentrations de contraintes Afin d anticiper toutes prises de risques les pi ces concern es doivent donc tre contr l es r guli rement et ainsi pouvoir garantir la s curit des passagers et du personnel naviguant Des normes tr s strictes r gissent la p riodicit des contr les pour chaque pi ce susceptible de pr senter un risque de fissuration progressive En effet une fissure d tect e temps permet en g n ral une r paration qui entre dans le cadre d un entretient normal En revanche une fissuration rapide li e une contrainte d passant la r sistance lastique du mat riau peut avoir des cons quences dramatiques si un organe vital de l a ronef est concern Les effets sont identiques ceux provoqu s par une fissuration progressive non d tect e qui peut alors abou
17. arier de 0 3 mm plus d un m tre Cette m thode s applique une grande vari t de mat riaux m talliques et autres Emission acoustique L Emission Acoustique EA r sulte d une lib ration d nergie sous forme d ondes lastiques transitoires au sein d un mat riau comportant une d gradation active ou se propageant sous l effet d une sollicitation externe judicieusement choisie Diff rents ph nom nes physiques peuvent tre g n rateurs d EA e propagation de fissures e d formation plastique e relaxation de contraintes dans les soudures e corrosion e frottements e fuites de liquides ou de gaz Le principe de mesure de l mission acoustique r side dans la d tection des ondes ultrasonores g n r es par l activit de la structure La d tection est g n ralement r alis e par des capteurs de type pi zo lectrique plac s au contact de celle ci L acquisition et le traitement des donn es enregistr es sont alors r alis s par le syst me proprement dit 3 Th orie sur les ultrasons Rapport de projet 8 56 DEMON DARIGNY 3 1 Principes des ultrasons Les ultrasons sont des ondes m caniques dont la fr quence est sup rieure 20 KHz ces sons sont inaudibles pour l tre humain 40 plus de 100 M Hz applications sp ciales 7 500 K Hz 0 chelle normale pour m taux muscle 2 000 K Hz 20 K Hz limite sup rieure des sons audibles 160 Hz fr quence utilis e pa
18. des 3 vis vis seront de m me fr quence et s amplifieront mutuellement 3 9 Diffraction Les ph nom nes de diffraction du latin diffractus bris apparaissent lorsqu une onde est perturb e par un obstacle Pour expliquer la diffraction l exp rience la plus simple consiste briser une onde la surface de l eau en disposant en travers un mur avec une ouverture d une dimension proche de la longueur d onde On constate alors que l onde au del de l obstacle se propage nouveau dans toutes les directions Les ondes ne se propagent donc pas de fa on rectiligne Le ph nom ne de diffraction d une onde s interpr te avec la loi d Huygens physicien n erlandais Christiaan HUYGENS 1629 1695 une onde circulaire peut tre consid r comme la somme d ondes l mentaires qui vibrent en phase et se d place dans la m me direction que l onde initiale Contournement d un obstacle C est gr ce cette manifestation qu un son peut se propager derri re un obstacle Plus la longueur d onde est grande devant la taille de l obstacle plus elle pourra le contourner efficacement 3 10 Att nuation des ultrasons Rapport de projet 15 56 DEMON DARIGNY Par exp rience l intensit d un son diminue au fur et mesure que l on s loigne de la source ou que l on place des interfaces entre l metteur et le r cepteur de son Il en est de m me avec le faisceau ultrasonore utilis en chographie do
19. donc une influence sur la mesure Dans la pratique on prend le gain le plus faible possible pour obtenir un cho de fond 80 A d faut d obtenir ce pourcentage on peut baisser le gain si le bruit est trop important DEMON DARIGNY 27 56 Rapport de projet 1C ou pente E Influence du choix Done Sound Fath 150 Cal Point 2 REF 150 Hz mmm ia m __ DE Fo e rm 0 D E pik pw sas Color t 5 Gate 2 Gate 1 Range Thickness Angle Special Recelver Pulser Main k Enter E Lorsque l on utilise la pente de l cho l paisseur est de 80 6mm Print Done Sound Path Cal Pont 2 150 REF 150 Hz 10 Thick Cal Tel 161 2 mm 6230 0000 Color on change la hauteur de la Li Lu T Gauge A IF 1ST m Gain 18 dE Gate 2 Gate Range Thickness Angle Sp cial Fi Receiver Fulzer Main Enter E paisseur est de 80 1 mm Lorsque l on utilise le pic de l cho Print l 9 9 Sil r cise tant moins pr porte la gamme ou le gain la valeur de l paisseur change En pratique on utilise le pic la pente DEMON DARIGNY 28 56 Rapport de projet F Influence de l impulsion I I I 1 I I 1 I I 1 i 1 1 I 1 I 1 1 1 I 1 I I I I 1 1 1 1 I I I I 4 Fk
20. e l paisseur est importante pour collecter plus d informations et courte lorsque l paisseur est faible pour une meilleure pr cision a Rapport de projet 29 56 DEMON DARIGNY G Influence de la fr quence Le choix de la fr quence ne se fait pas en fonction du mat riau mais uniquement en fonction du type de d faut d tecter Pour une fissure volumineuse on utilise des fr quences lev es 10Mhz pour des pores dans la mati re on utilise des fr quences plus faibles H R solution de l appareil 14 2 mm 12 5 mm Pi ce paisseur progressive Piece d aluminium usinee en escalier Connaissant tous les param tres intervenants dans la r solution d une mesure on a r alis deux essais dans lesquels on rel ve toutes les paisseurs donn es par l appareil sur une pi ce paisseur progressive Rapport de projet 30 56 DEMON DARIGNY 1 essai On utilise les r glages les mieux adapt s la mesure de faible diff rences d paisseurs comprise entre 12 5 et 14 2 mm R solution et erreur param tres 1 param tres 1 m Marche Lin aire param tres 1 Gain 22db Gamme 28mm paisseur mm Retard Omm Impulsion 250ns Filtre alter talonnage 12 5 14 2mm 20 00 40 00 60 00 80 00 100 00 d placement mm Lorsque l on d place le palpeur sur toute la d nivellation de la pi ce
21. e volumique p et du module d lasticit Dans le cas des ondes de compression c est le module de Young E qui entre en compte et la vitesse se calcule ainsi pen E solide Notons que les ondes de cisaillement ne se propagent pas dans les fluides L onde sonore en d placement dans un milieu donn est caract ris e par sa fr quence f et sa longueur d onde 1 Ces 2 caract ristiques permettent de d terminer la vitesse de propagation des sons v dans le milieu fs T AVAVATATAUAY Rapport de projet 13 56 DEMON DARIGNY 3 6 R flexion Un cho est un son qui est r fl chi et qui est r ceptionn apr s un temps de latence correspondant son temps de d placement dans le milieu concern Lorsque un faisceau d ultrason arrive sur une interface plac e angle droit par rapport sa direction initiale une partie est r fl chie et repart dans le sens oppos et l autre partie traverse l interface et continue sa route sans changer de direction La proportion d ultrasons r fl chis ou coefficient de transmission est directement proportionnel la diff rence d imp dance acoustique entre les 2 milieux De telles interfaces tr s r fl chissantes tr s chog ne se retrouvent lorsque les tissus mous organiques sont en contact avec de l air poumon tube digestif 3 7 R fraction Lorsque le faisceau ultrasonore arrive sur une surface r flective avec un angle oblique une partie du faisceau es
22. emplacement automatique des pi ces serait trop on reux c est pourquoi le contr le non destructif ou CND s impose et 1l est possible de e D tecter positionner identifier dimensionner les d fauts dans les pi ces les structures ou les assemblages e Mesurer de fa on indirecte des caract ristiques des mat riaux e Effectuer une mesure dimensionnelle 2 Les diff rentes techniques de Contr le Non Destructif CND Courants de Foucault Ce mode d examen consiste cr er des courants induits par l interm diaire d un champ magn tique alternatif g n r par un sol no de et variable dans le temps basse ou haute fr quence dans les mat riaux conducteurs de l lectricit Ces courants induits et cr s localement sont appel s Courants de Foucault Leur distribution et leur r partition d pendent du champ magn tique d excitation de la g om trie et des caract ristiques de conductivit lectrique et de perm abilit magn tique de la structure examin e La pr sence d un d faut dans la pi ce perturbe la circulation des Courants de Foucault entra nant une variation de l imp dance du sol no de La m thode est applicable tous les mat riaux conducteurs d lectricit Etanch it Les techniques de contr le d tanch it permettent de d tecter des fuites qui quivaudraient au passage d un flux de gaz de 1 cm3 en 300 ans Les m thodes de d tection sont diverses et peuv
23. ent tre appliqu es sous vide ou sous pression l aide de diff rents gaz traceurs h lium ammoniac hexafluorure de soufre des volumes ferm s dont la valeur varie de quelques cm3 quelques milliers de m3 Rapport de projet 6 56 DEMON DARIGNY Gammagraphie La gammagraphie est une m thode de Contr le Non Destructif consistant r aliser un clich radiographique en utilisant le rayonnement lectromagn tique gamma mis par un radio l ment Le ph nom ne radioactif est spontan mais n est pas infini Au fur et mesure que les atomes se transforment la mati re s puise en constituant radioactif Magn toscopie Cette m thode consiste cr er un flux d induction magn tique intense dans des structures ferromagn tiques entra nant au droit des d fauts des flux de fuite qui sont mis en vidence par des traceurs magn tiques finement micronis s et d pos s la surface des mat riaux L examen peut tre effectu en lumi re blanche avec des fonds contrastants et des traceurs color s Les traceurs peuvent tre secs ou humides traceurs secs ferromagn tiques tr s mobiles sur la pi ce et tr s visibles l il traceurs humides les liquides porteurs sont soit des produits aqueux non inflammables soit des produits au k ros ne inflammables ur gt Rayons X Le principe de la radiographie repose sur l utilisation des rayonnements p n trants X gamma
24. est ind pendante de f mais d pend de la nature du mat riau Elle est en outre li e aux constantes suivantes E module d Young G module de Coulomb 6 coefficient de Poisson et u masse volumique par la formule E 1 o Gr aro 1 20 Ondes transversales l i A THE IL La direction de vibration est perpendiculaire la direction de propagation Seuls les mat riaux solides sont susceptibles de propager ce type d ondes On les appelle aussi ondes de cisaillement Rapport de projet 11 56 DEMON DARIGNY La c l rit de ces ondes est not e Cr dans un milieu homog ne isotrope et illimit elle est ind pendante de f mais d pend de la nature du mat riau On a 3 4 Principe de mesure ultrasonique Pour d terminer une distance on mesure le temps mis par une slave d ondes pour effectuer un aller retour entre la surface qui renvoie les ondes et le palpeur On utilise la relation suivante qui lie distance et temps V 2d t d o D t v 2 Le palpeur met une slave d onde puis capte le signal retour et le transforme en signal lectrique gr ce au principe inverse de la propri t des pi zo lectriques De ce fait un palpeur ne peut mettre et recevoir un signal simultan ment ce qui cr e une zone aveugle Cette zone est propre chaque palpeur la distance minimale respecter doit laisser le temps au palpeur d tre suffisamment amorti afin de pouvoir exploiter le signal re
25. ge non n gligeable Les autres m thodes utilis es sont les courants de Foucault la thermographie puls e Cale PVC Corrosion exfoliante e Epaisseur normale e 3 mm Rapport de projet 40 56 DEMON DARIGNY Pic du fond de la pi ce Pic du PVC en aluminium 150 REF 1150 Hz Pulser Receiver Range Gate 1 Gate 4 Thickness Angle Special Main g Ici l paisseur attendue est de 3 2mm 1l n y a pas de corrosion On utilise une calle droite en PVC pour reculer le palpeur de sorte ne plus tre dans sa distance de blocage L paisseur de PVC doit tre nettement plus importante que l paisseur mesurer gt 3x LS Rapport de projet 41 56 DEMON DARIGNY EE Auto l i i pdate l un Riet35 De DE S E E a B T Ee a I o on i nn Fr REP 1150 Hz G g Damping Mode Voltage 200 Ohms SINGLE 150 Color BE 2 3 4 5 Dans ce cas il y a de la corrosion car l paisseur est de 1 9mm Les autres pics ont t limin s par la fonction rejet Dans notre exemple le rejet masque tous les signaux inf rieurs 35 La fonction rejet est utile lorsque le bruit est important favoris par un gain lev les chos nombreux Rapport de projet 42 56 DEMON DARIGNY B D faut Fissure dans une structure d aluminium La pi ce contr ler fait partie de la structure maintenant le pare brise du jet
26. glage du d calage induit par l paisseur du palpeur Appliquer le palpeur en position 2 e 25 mm R gler DECALAGE de mani re obtenir une mesure de 25 00 mm dans la composante longitudinale Affiner le r glage en reprenant successivement l tape 1 puis l tape 2 Lorsque l on obtient 100 00 mm en position 1 et 25 00 mm en position 2 l talonnage est effectu Rapport de projet 49 56 DEMON DARIGNY Cet talonnage nl st valable que pour l association dlun palpeur et d n mat riau Sauvegarde des r glages dans le menu 1 s lectionner PROGRAM MENU presser la touche ENTER s lectionner une ligne vide l aide de la molette s lectionner MEMORISE presser la touche ENTER s lectionner NOM presser la touche 7 1 saisir le nom l aide de la molette et de la touche 5 1 puis SAUVE presser une des touches VNU pour quitter Rapport de projet 50 56 DEMON DARIGNY A1 2 Proc dure d talonnage automatique Sch ma de la cale universelle d talonnage NF EN 12 223 Palpeur Palpeur position 3 j position 1 Palpeur position 2 Q Connecter le palpeur appropri l appareil sur l une des 2 entr es RCV ou XMT prises BNC sur le dessus de l appareil Poser le palpeur sur la tranche de la calle talon position 1 e 100 mm ne pas oublier le couplant entre la surface et le palpeur Appliquer une pression sur le palpeur lors des
27. le pic 85 et le pic 100 Pic 100 Auto E Update JD CE CERERE EREET TEER R Pulser Receiver Thickness Angle Special Main Rapport de projet 21 56 DEMON DARIGNY e Surveillance Le mode surveillance est utilis pour indiquer une diff rence par rapport l tat initial Dans le menu THICK mettre MESUREUR sur ARRET Dans le menu A activer une porte ou les deux portes simultan ment Choisir l un des modes suivants PORTE l alarme s active lorsqu il y a intersection PORTE l alarme s active lorsqu il n y a pas d intersection Vitesse de propagation Effectuer un talonnage automatique ou manuel La vitesse de propagation dans le mat riau M VIT en m s est disponible dans le menu THICK MESUREUR sur IP IST Rapport de projet 22 56 DEMON DARIGNY 4 2 Performances de l appareil A Influence de l talonnage sur la r solution 14 2 mm 12 5 mm Pi ce paisseur progressive Pour voir l influence de l talonnage sur la r solution nous avons effectu divers talonnages sur une m me pi ce paisseur progressive Pour chaque talonnage nous avons ensuite relev toutes les paisseurs donn es par l appareil sachant que la mesure n est pas continue Etalonnage 1 Variation d paisseur progressive Es Epaisseur exp rimentale Epaisseur th orique Epaisseur mm
28. loigne de la sonde Le faisceau ultrasonore n a donc pas la m me paisseur tout le long de son Distance de trajet La distance de focalisation est la distance entre la sonde et focal is ation l endroit le plus troit du faisceau Le champ du faisceau d un transducteur est divis en 2 zones le champ proche et le champ lointain Le champ proche est la r gion directement situ e devant le transducteur l o l amplitude de l cho passe travers une s rie de maximum et de minimum et fini au dernier maximum une distance N du transducteur La localisation du dernier maximum est la distance du champ proche N et o le transducteur se focalise naturellement Le champ lointain est la zone se trouvant apr s N o la pression du champ du son baisse graduellement vers 0 La distance du champ proche est fonction de la Rapport de projet 16 56 DEMON DARIGNY fr quence du transducteur du diam tre du palpeur et de la vitesse du son du mat riel de test quation suivante D diam tre e f fr quence N D f 4 V Dans le champ proche le faisceau converge l inverse dans le champ lointain 1l diverge La divergence du faisceau se calcul par l quation suivante Sin a 2 0 514 V D De plus certaines sondes sondes lectroniques poss dent plusieurs cristaux arrang s en ligne ou en anneau pour lesquelles une focalisation suppl mentaire du faisceau peut tre r alis e Avec ces sondes la
29. mesures R gler la gamme Aller dans le menu VANGE gamme r gler la GAMME 100 mm l aide de la molette et VITESS 5930 m s Faire correspondre FREQ du menu avec la fr quence nominale du palpeur Sound Path ii Surface Distance Waveform 1 cho de Depth Auto fond PEAKE E Update Pic d mission 102 H PEAK 2 6 12 Cal Done REF 150 Hz n D 2 B E 10 Gain Delay Welocity 15 dE 100 mm Dmh 5930 0000 Color Pulser Receiver Range Gate 1 Gate 2 Thickness ngle Special JA Main EL Frint Enter V rifier la pr sence du signal mis abscisse 0 et du 1 cho de fond abscisse 10 Positionner la porte a Rapport de projet 51 56 DEMON DARIGNY Aller dans le menu porte 1 v rifier l indication PORTE 1 R gler POSITION 15 mm R gler LARGEUR 100 R gler NIVEAU 40 Obtenir une intersection entre la porte et le signal d cho augmenter GAIN si le signal est trop faible Sound Path Done Surface Distance waveform Intersection Depth Auto 100 00 S PEAK 1 one E5 Gate PEAK 2 61 Cal Done REP 150 Hz 0 a 4 EL 1 Position width Level 15 dB i 15 mm i 100 mm Lg A0 Color Pulser Receiver Gate 1 Gate 4 t ie Angle Special Main li 0 m F Aller dans le menu 11 x paisseur R gler MESUREUR sur A IP IST
30. ng Mode Voltage 200 Ohms SINGLE 150 Color 1 2 3 4 5 Seul la premi re couche est repr sent e elle nous permet d identifier les chos de la premi re couche Echos de la 1 couche 150 REF 150 Hz Echos de la 2 couche 10 Pulse Damping Mode Voltage 36 dB 50 ns 200 Ohms SINGLE 150 Color On retrouve les m mes chos que pr c demment mais s ajoutent les chos de la deuxi me paisseur C est avec ces chos que l on fait l talonnage qui permettra de faire la mesure de la deuxi me couche Il est donc indispensable de conna tre l paisseur th orique ou de pouvoir mesurer l paisseur de la deuxi me couche L paisseur de la premi re couche doit rester constante durant les mesures car l talonnage n est valable que pour un couple de mati re dont l paisseur de la premi re est fixe Rapport de projet 36 56 DEMON DARIGNY 6 Applications CND dans la recherche de d fauts en collaboration avec Jet Aviation 6 1 D fauts types Platine d placement microm trique Trou de 3 mm s oa SSA AA N PA 2 On cherche repr senter la r ponse du capteur en fonction de la position vis vis d un d faut Pour cela on a utilis un palpeur fix une platine d placement microm trique la pression reste constante l aide de poids sur le palpeur Rapport de projet 37 56 DEMON DARIGNY l re manipulati
31. nt l intensit diminue avec la profondeur d exploration Cette att nuation des ultrasons est due aux multiples interactions vues pr c demment r flexion dispersion r fraction qui diminuent l intensit du faisceau lorsque celui ci p n tre dans le milieu L att nuation des ultrasons d pend des milieux travers s mais aussi des caract ristiques de l onde ultrasonore et en particulier de la fr quence des ultrasons plus la fr quence des ultrasons augmente plus l att nuation est importante La fr quence des ultrasons a donc une influence d terminante sur les possibilit s d exploration 3 11 Champs du faisceau R solution axiale La r solution axiale de l image bidimensionnelle d pend essentiellement de la fr quence des ultrasons Plus la fr quence est lev e plus la longueur d onde est petite et plus la r solution axiale est bonne On se rappelle que la fr quence de la sonde a une influence galement sur l att nuation des ultrasons et donc de la profondeur d exploration Plus la sonde est de basse fr quence 3 5 5 MHz plus la profondeur d exploration est importante mais moins bonne est la qualit de l image R solution lat rale La r solution lat rale de l image bidimensionnelle d pend de la taille paisseur du faisceau ultrasonore Les ultrasons la sortie de la sonde ont tendance converger naturellement Le faisceau ultrasonore a ensuite tendance se disperser lorsqu il s
32. on 60 50 S 40 5 2 S palpeur 30 droit D O 8 palpeur S m angle 45 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Position mm On observe la r ponse du capteur en fonction de la position mm pour un palpeur droit et pour un palpeur d angle 45 Les courbes obtenues ressemblent des gaussiennes et sont identiques un facteur d att nuation et de gain pr t Rapport de projet 38 56 DEMON DARIGNY 2 me manipulation 20 60 50 lt e 40 5 30 M plat Q 8 trou p en O Q ad 10 10 Position mm On fait un balayage sur 15mm avec un pas de 0 5mm pour un d faut de 2mm Dans un cas le d faut est un trou avec un profil fin et un sommet prononc Dans l autre cas le d faut est un m plat avec un profil large On remarque les 4 points align s la m me hauteur qui correspondent au 2mm du m plat Rapport de projet 39 56 DEMON DARIGNY 6 2 D fauts pi ces Jet Aviation D faut Corrosion exfoliante de l aluminium Le probl me de la corrosion est pr sent dans l industrie a rienne car certains m taux comme l aluminium entrent dans la fabrication des avions L inspection non destructive par ultrasons permet dans certains cas d inspecter sans n cessiter le d sassemblage de l appareil ce qui pr sente un avanta
33. pi ce on obtient 8 paisseurs Ceci nous permet de calculer la r solution pour cette gamme 1 7 8 0 213mm Dans ce cas l erreur moyenne vaut donc 15 076 14 20 14 20 6 16 Rapport de projet 24 56 DEMON DARIGNY Done Sound Path On constate que l talonnage une influence sur la r solution En pratique on va donc talonner l appareil au plus proche de la gamme de mesure B Influence de la gamme Auto Update TT CS a et ele eee nrecmel s names I l 1 l L l 1 1 1 l T 1 l REF 150 Hz 10 Welocity E930 0000 Delay mm aor tl Lorsque la gamme est 88 97mm l paisseur mesur e est de 80 6mm 1 Gate z Gate 1 Range G nt Thickness Angle Special Receiver Fulzer Main Enter Hl il Frint one CH au Z 2 yo Lj 1 i Sound Fath Ee e e e E a l 1 l l I 1 l 1 l T 1 1 I 1 Auto Update Cal Done 150 REF 150 Hz 10 Welocity 5930 0000 TEE T i Eana Gain 18 dE t Lorsque la gamme est 285 3mm l paisseur mesur e est de 81 7mm La gamme donc une influence sur la mesure de l paisseur 3 Range Thickness Angle Special t l Gate 4 Gate 1 pro Receiver Fulzer Main Enter E ER Print DEMON DARIGNY 2
34. pour l chantillon Rapport de projet 33 56 DEMON DARIGNY Mesure du module de Young par Ultrason Dans un solide la vitesse des ondes m caniques est d pendante de la masse volumique p et du module d lasticit E Dans le cas des ondes de compression c est le E qui entre en compte et la vitesse se calcule ainsi E F Via X f o Cependant cette loi est approch e la vitesse du son d pend aussi du coefficient de Poisson Pour calculer le module d Young il faut donc conna tre la masse volumique p ainsi que les vitesses longitudinales et transversales du mat riau Le palpeur droit permet d obtenir la vitesse de propagation longitudinale V Le palpeur d angle permet d obtenir la vitesse de propagation transversale V A l aide de ces vitesses on calcule le coefficient de Poisson o 1 2 Vi V 3 2 2 Vu VD 3 Le module d Young est donc E V p 1 0 1 26 1 6 en Pa Nous avons essay sur divers mat riaux Les valeurs exp rimentales sont proches des valeurs th oriques sauf pour l aluminium Les carts observ s sont dus des diff rences de composition chimique entre l aluminium test et celui des tables th oriques Nous avons rencontr des probl mes avec la g om trie des pi ces pour d terminer correctement les vitesses transversale et longitudinale Les ultrasons s av rent tre une bonne m thode de d termination du module d Young
35. profondeur de focalisation peut tre modifi e par l op rateur pour la faire co ncider avec la r gion observ e au cours de l examen Rapport de projet 17 56 DEMON DARIGNY 4 Pr sentation de l appareil rt F dB AFETCH FREU PETET GBE FLTR 3 2 257 L OLYMPUS 1000 S est un appareil portatif de recherche de d fauts par ultrasons Il poss de deux interfaces palpeurs Largeur d impulsion De 30 ns 1000 ns Filtre de fr quence 1 2 25 5 10 large bande de 0 3 MHz 20 MHZ passe haut de 3 MHZ 20 MHz R glage du gain De 0 dB 110 dB Base de temps tendue De 1 23 mm 7511 mm dans l acier 0 418 us 2560 us Retard De 29 mm 4694 mm dans l acier de 10 us 1600 us C l rit De 635 m s 15 240 m s Lin arit horizontale 1 du plein cran R currence Choix du maximum de 50 Hz 3450 Hz par incr ment de 50 Hz limit par la port e et les param tres de l metteur paisseur tendue De 0 127 mm jusqu au maximum de l tendue d affichage Modes IP Porte 1 IF Porte 2 Porte 1 Porte 2 D clenchement Sommet ou flanc de l cho Fonctions trigonom triques Calcul de la position de l cho par balayage angulaire correction pour surface courbe Angle De 0 90 par incr ment de 0 1 Rapport de projet 18 56 DEMON DARIGNY Un port RS 232 permet la communication bidirectionnelle et l impression Le logiciel FlawMaster sous Windo
36. r les baleines 20 Hz limite inf rieure des sons audibles Le son se propage dans les solides sous forme de vibrations des atomes appel es phonons Seule la vibration se propage et non les atomes qui ne font que vibrer tr s faiblement autour de leur position d quilibre La longueur d onde la c l rit ou vitesse de propagation et la fr quence sont reli es par ioie 4 f fr quence de l onde en hertz Hz T p riode de l onde en seconde s et T 1 f C c l rit de l onde en m s longueur d onde en m En contr le non destructif la longueur d onde doit tre du m me ordre de grandeur que Rapport de projet 9 56 DEMON DARIGNY les d fauts rencontr s c est pourquoi on utilise des fr quences lev es comprises en g n ral entre 1 et 15 MHz Les ultrasons trouvent de nombreuses applications dans diff rents domaines militaire sonar m dical chographie industriel t l m trie Loisir pour cr er des brouillards d eau fontaines Pour du contr le non destructif les ultrasons sont g n r s partir d un l ment pi zo lectrique excit une fr quence comprise pour de nombreuses applications entre 2 et 5 MHz Cet l ment est souvent fix d un c t sur une semelle en mati re plastique et de l autre un amortisseur l ensemble constituant le transducteur 3 2 Effet pi zo lectrique L effet pi zo lectrique a t d couvert en 1880 par Pierre et Jacq
37. soit 1 7mm on obtient 15 paisseurs Ceci nous permet de calculer la r solution pour cette gamme 1 7 15 0 113mm Erreur moyenne sur les marches 0 033mm soit 0 25 Rapport de projet 31 56 DEMON DARIGNY 2 essai On utilise des r glages moins adapt s la mesure de faible diff rences d paisseurs comprise entre 12 5 et 14 2 mm R solution et erreur param tres 2 param tres 2 14 4 m Marche 149 Lin aire param tres 2 14 z 13 8 Gain 26db 13 6 Gamme 844mm 7 13 4 Retard Omm 5 B2 Impulsion 250ns T a Filtre alter talonnage 80 6 14 2mm 12 8 12 6 12 4 0 20 40 60 80 100 d placement mm Lorsque l on d place le palpeur sur toute la d nivellation de la pi ce soit 1 7mm on obtient 5 paisseurs Ceci nous permet de calculer la r solution pour cette gamme 1 7 5 0 34mm Erreur moyenne sur les marches 0 10 1mm soit 0 76 Conclusion La mesure d une paisseur n est valable que si l on indique les param tres d talonnages de gain de gamme de filtre d impulsion utilis s Pour une meilleure justesse 1l faut travailler avec la gamme la plus proche de l paisseur r aliser l talonnage le plus proche utiliser le filtre avec l cho le plus fin le gain le plus faible pour une r ponse 80 utiliser le pic de l cho choisir l impulsion en fonction de l p
38. t P 1 s lectionner PROGRAM MENU presser la touche ENTER s lectionner une ligne vide l aide de la molette s lectionner MEMORISE presser la touche ENTER s lectionner NOM presser la touche 7 1 saisir le nom l aide de la molette et de la touche 1 puis SAUVE presser une des touches VNU pour quitter Rapport de projet 55 56 DEMON DARIGNY Rapport de projet 56 56 DEMON DARIGNY
39. t r fl chi avec un angle de r flexion gal l angle incident La partie transmise est d vi e avec un angle qui d pend de la vitesse de propagation des 2 milieux concern Il s agit du ph nom ne de r fraction En chographie l interaction du faisceau ultrasonore avec une surface oblique lisse entra ne une disparition du signal Car aucun son ne revient directement sur la sonde apr s la r flexion oblique et le faisceau change de direction apr s la r fraction Ce ph nom ne est l origine d un artefact fr quent appel ombre de bord L influence de l angle des ultrasons sur l aspect chographique des structures organiques observ es est plus ou moins marqu e Rapport de projet 14 56 DEMON DARIGNY 3 8 Ondes stationnaires Les ondes stationnaires se produisent lorsque deux surfaces r fl chissantes se trouvent face face comme deux faces oppos s Pour certaines fr quences li es la distance entre les deux surfaces parall les l onde r fl chie interf re avec l onde incidente et cr e une forme stationnaire avec des minimums et des maximums de volume sonore Ce ph nom ne cr e des r sonances tr s d sagr ables l oreille Les ondes stationnaires apparaissent lorsque la longueur d onde de la source est un multiple d une 1 2 fois la distance entre les deux parois S1 toutes les distances entre les murs oppos s d une salle sont identiques cas d une pi ce cubique les r sonances
40. tir la rupture de la pi ce Les pi ces de conception complexe de r alisation co teuses et de surcro t en mat riaux optimis s pour le meilleur compromis r sistance l g ret ne doivent tres endommag es lors de leurs inspections Cette condition impose un contr le non destructif CND Rapport de projet 4 56 DEMON DARIGNY 1 3 Enonc du besoin Sur quoi agit il qui rend il service Sur les pi ces A l utilisateur controler OLYMPUS Sonic 1000 S Dans quel but existe t il Pour permettre l utilisateur de contr ler des pi ces sans les endommager Cadre I Diagramme b te cornes 1 4 Validation du besoin Pourquoi ce besoin existe t il Pour garantir la s curit lors des transports a riens de biens et de personnes Qu est ce qui peut le faire dispara tre Le faire voluer La mise au point d un mat riau suffisamment r sistant et l ger au point de pouvoir tre dispens de contr le Conclusion Ce besoin est bien r el donc valid Rapport de projet 5 56 DEMON DARIGNY Le contr le d une pi ce consiste a pouvoir certifier qu une pi ce sera apte remplir la fonction pour laquelle elle est destin e et ce pour un laps de temps d termin Lors d un contr le on suit une proc dure normalis e et propre chaque pi ce Les proc dures suivies doivent tre renouvel es intervalle d fini par la criticit de leurs effets Le r
41. tour Distance de blocage Les ultrasons sont transmis dans la pi ce contr ler par l interm diaire d un milieu de couplage et se propagent une vitesse qui d pend du mat riau Rapport de projet 12 56 DEMON DARIGNY Lorsque les ultrasons rencontrent un d faut favorablement orient par rapport l onde incidente un cho revient vers le transducteur Cette nergie m canique r fl chie est transform e en signal lectrique par l l ment pi zo lectrique et se signale par un cho sur le syst me de visualisation de l appareil ultrasons La position de l cho permet de d terminer la profondeur de l indication dans la pi ce et d en appr cier le caract re volumique ou non volumique 3 5 Effets sur la vitesse du son La vitesse de propagation du son on parle galement de la c l rit d pend de la nature de la temp rature et de la pression du milieu Les ondes sonores se d placent environ 344 m tres par seconde dans de l air 20 C Dans des milieux solides non gazeux le son peut se propager encore plus rapidement Ainsi dans l eau sa vitesse est de 1482 m s et dans l acier de 5900 m s Le son ne se propage pas dans le vide car il n y a pas de mati re pour supporter les ondes produites isolation phonique Vitesses des U S dans Aluminium 6 300 m s Acier 5 920 m s Plexiglas 2 730 m s Muscle 1 620 m s Eau 1 480 m s Dans un solide la vitesse des ondes m caniques est d pendante de la mass
42. ues Curie Son principe est que certains mat riaux comme les cristaux de quartz ont la propri t de se charger lorsqu ils sont comprim s et inversement de se d former comprimer lorsqu ils sont charg s Les transducteurs contenus dans les sondes d chographie sont g n ralement des c ramiques de Plomb Zirconate de Titane PZT En appliquant un courant alternatif sur un cristal pi zo lectrique le cristal se comprime et se d comprime alternativement et met donc un son Dans une sonde d chographie l excitation du cristal pi zo lectrique est r alis e par une impulsion lectrique la mani re d une cloche que l on frappe Le cristal entre alors en raisonnance et met des ultrasons dont la fr quence d pend de l paisseur du cristal La fr quence est d autant plus lev e que le cristal est mince Mode metteur Signal lectrique Ultrasons Mode r cepteur Ultrasons Signal lectrique 3 3 Les ondes longitudinales et transversales Ondes longitudinales O L Rapport de projet 10 56 DEMON DARIGNY La direction de vibration est parall le la direction de propagation Tous les mat riaux sont susceptibles de propager ce type d ondes On les appelle aussi ondes de compression Signalons que le vide est incapable de transmettre les ondes lastiques mais qu il transmet les ondes lectromagn tiques La c l rit de ces ondes est not e Ci dans un milieu homog ne isotrope et illimit elle
43. ws fournit une interface facile utiliser pour la communication entre le Sonic 1000S et un PC L cran cristaux liquides est en couleurs Diff rents palpeurs sont notre disposition Palpeur 1 fr quence 5MHz diam tre 14mm il travail en ondes longitudinales Palpeur 2 fr quence 2 5MHz diam tre 7mm 1l travail en ondes longitudinales Palpeur 3 fr quence 2 5MHz diam tre 14mm ce palpeur travail en metteur et r cepteur s par s 1l a pour avantage de ne pas avoir de zone morte Palpeur 4 fr quence 5MHz diam tre 10mm ce palpeur se visse sur des sabots en plexiglas d angles 45 5 et 70 6 Les sabots permettent de d tecter des d fauts dont l aplomb n est pas accessible et permet d obtenir la vitesse transversale du mat riau PHOTO Le palpeur est ondes longitudinales lorsque l onde sort du plexiglas inclin les ondes transversales sont g n r es L angle sur le sabot correspond l angle d entr e pour l acier La loi qui entre en jeu est la m me que Sneel Descarte en optique n sin 1 n2 sin 1 Palpeur 7 fr quence MHZ diam tre mm le pi zo lectrique de ce palpeur est orient autrement ce qui lui permet de g n rer des ondes transversales en plus des ondes longitudinales qui sont indispensables pour le transport de l onde Rapport de projet 19 56 DEMON DARIGNY 4 1 Principales fonctions du SONIC 1000S e Mesure R
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