Description générale de la cartographie de l’influence acoustique et de l’indice de sensibilité
La fonction de cartographie de l’influence acoustique AIM (Acoustic Influence Map) offerte par l’appareil de recherche de défauts OmniScan™ X3 est un outil d’assistance logicielle très utile pour la configuration de plans d’inspection TFM (total focusing method). L’outil AIM prédit la couverture du faisceau acoustique pour chaque combinaison de trajectoires de propagation des ondes (modes d’acquisition), ce qui permet à l’inspecteur d’optimiser le plan d’inspection TFM afin d’augmenter la probabilité de détection. Toutefois, puisque chaque cartographie AIM est normalisée automatiquement et affichée dans une échelle d’amplitude logarithmique allant de 0 dB à –15 dB, il n’est pas possible de déduire la sensibilité acoustique relative entre les différents plans d’inspection TFM en utilisant uniquement les cartographies AIM. Ainsi, pour faciliter la comparaison, l’indice de sensibilité est affiché dans le haut de chaque cartographie AIM.
Utilisation de l’indice de sensibilité AIM
L’indice de sensibilité correspond simplement à l’amplitude maximale de chaque cartographie AIM avant la normalisation et s’affiche en unités arbitraires, lesquelles sont proportionnelles à l’amplitude de tension prédite à la réception. En combinant l’information des cartographies AIM et des indices de sensibilité, les utilisateurs peuvent comparer les sensibilités acoustiques des différentes configurations d’inspection TFM.
Exemple illustratif
Dans cette note d’application, nous vous présenterons un exemple illustrant comment choisir le mode d’inspection optimal pour un scénario d’inspection donné en fonction de l’information fournie par l’outil AIM et l’indice de sensibilité. Bien que cet exemple mette l’accent sur le choix du mode TFM optimal, la procédure présentée peut aussi aider au choix de la combinaison sonde/sabot à utiliser pour un mode TFM prédéterminé.
Pour cet exemple, notre objectif est de sélectionner le mode TFM optimal pour l’inspection d’une fissure débouchante dans une barre d’acier plate d’une épaisseur de 25 mm au moyen d’une sonde 5L32-A32 combinée à un sabot d’angle SA32-N55S. Nous limitons notre recherche aux modes tandem à une seule sonde puisque ce sont ceux qui conviennent généralement le mieux à la production d’images TFM montrant fidèlement la géométrie des fissures verticales. La version actuelle (5.1) du logiciel OmniScan™ MXU offre 7 modes tandem à une seule sonde, et leurs cartographies AIM correspondantes sont présentées sur les figures 1 à 7. Pour ces cartographies AIM, nous avons sélectionné le mode pour défauts planaires et un angle de défaut de 0° afin que ces réglages correspondent à l’orientation attendue de la fissure débouchante.
Figure 1 : Cartographie AIM pour défauts planaires obtenue en mode TT-T
Figure 2 : Cartographie AIM pour défauts planaires obtenue en mode TL-T
Figure 3 : Cartographie AIM pour défauts planaires obtenue en mode TL-L
Figure 4 : Cartographie AIM pour défauts planaires obtenue en mode LL-L
Figure 5 : Cartographie AIM pour défauts planaires obtenue en mode LT-T
Figure 6 : Cartographie AIM pour défauts planaires obtenue en mode TT-L
Figure 7 : Cartographie AIM pour défauts planaires obtenue en mode TT-TTT (5T)
Comparaison des indices de sensibilité des modes d’acquisition TFM
À partir des cartographies AIM, on peut constater que les modes TL-T et TT-TTT (5T) sont probablement idéaux pour ce scénario d’inspection puisque ce sont ceux qui ont la meilleure couverture acoustique près de la surface supérieure de la barre. Si l’on compare leurs indices de sensibilité, on remarque que le mode 5T a un indice de 1,83, alors que le mode TL-T a un indice de 0,41. En fonction de ces renseignements, on peut s’attendre à ce que le mode 5T ait un rapport signal sur bruit environ 4,5 fois meilleur que celui du mode TL-T. Les images TFM expérimentales acquises au moyen de ces deux modes sont présentées sur la figure 8.
Figure 8 : Images TFM obtenues au moyen a) du mode 5T et b) du mode TL-T.
Gain analogique de 16 dB utilisé dans l’image a) et de 35 dB dans l’image b).
Sur la figure 8, le gain analogique pour les modes 5T et TL-T ont été réglés respectivement à 16 dB et 35 dB afin que les valeurs d’amplitude de crête pour les deux modes soient à 80 %. On peut alors constater que la sensibilité acoustique du mode 5T est 19 dB supérieure (donc environ un facteur 8 en amplitude) à celle du mode TL-T. Le bruit de fond, qui est moins présent dans l’image TFM du mode 5T, montre aussi très bien que la sensibilité acoustique est supérieure avec ce mode. La différence entre la sensibilité acoustique mesurée de façon expérimentale et celle prédite par l’indice de sensibilité de l’outil AIM peut s’expliquer par les variations possibles entre une réelle fissure et un réflecteur planaire idéal. Sur la figure 8, on peut observer que le mode 5T est plus précis dans sa représentation de la nature débouchante de la fissure verticale, comme l’avaient prédit les cartographies AIM présentées sur les figures 2 et 7.
Résumé de la procédure à suivre pour sélectionner le mode TFM optimal en utilisant l’outil AIM
L’exemple ci-dessus démontre que l’outil AIM peut modéliser avec précision la couverture acoustique d’un mode TFM donné, et l’indice de sensibilité peut être utilisé pour prédire la sensibilité acoustique relative entre les différents modes TFM.
Voici le résumé d’une procédure permettant de sélectionner le mode TFM optimal :
- Générez des cartographies AIM pour tous les modes TFM qui sont pertinents pour la configuration de l’inspection. Assurez-vous que le bon réglage pour le défaut est sélectionné (p. ex. sphérique vs planaire, orientation des défauts planaire).
- Sélectionnez un sous-ensemble de modes TFM dont les cartographies AIM correspondantes fournissent une couverture acoustique adéquate dans la région d’intérêt. Il est possible qu’il soit nécessaire d’utiliser plusieurs modes TFM complémentaires pour couvrir différentes parties de la région d’intérêt.
- Parmi les modes TFM du sous-ensemble sélectionné, choisissez celui ou ceux dont l’indice de sensibilité est le plus élevé.
