2.2 Génération d’ultrasons (sondes)
Les ondes ultrasonores utilisées pour la recherche de défauts sont générées et reçues par des petites sondes à ultrasons. Ces sondes convertissent les impulsions électriques en ondes sonores et les ondes sonores en énergie électrique. Les sondes destinées à la recherche de défauts sont offertes dans une grande variété de tailles, de fréquences et de boîtiers, mais la structure interne de la plupart d’entre elles est identique.
En règle générale, l’élément actif de la sonde est constitué d’un disque, d’un carré ou d’un rectangle de céramique piézo-électrique mince convertissant l’énergie électrique en énergie mécanique (vibrations ultrasonores), et vice versa. Lorsque cette céramique piézo-électrique est excitée par une impulsion électrique, elle génère des ondes sonores, et quand les échos de retour la font vibrer, elle génère une tension. L’élément actif, souvent appelé « cristal », est protégé contre les dommages par une plaque d’usure ou une lentille acoustique et supporté par un bloc de matériau amortisseur qui élimine le bruit de la sonde après la génération de l’impulsion. Ce sous-ensemble ultrasonore est monté dans un boîtier avec les connexions électriques nécessaires. Toutes les sondes de contact, d’angle, à ligne à retard et d’immersion utilisent cette conception de base. Les sondes à émission-réception séparées, généralement utilisées dans les applications de contrôle de la corrosion, ont toutefois une conception différente. En effet, elles ont des éléments différents pour l’émission et la réception, lesquels sont séparés par un isolant acoustique ; elles n’ont pas de renfort et sont munies d’une ligne à retard intégrale à la place de la plaque d’usure ou de la lentille pour diriger et coupler l’énergie.
Couplants
Les liquides de couplage ultrasons sont appliqués dans pratiquement toutes les applications utilisant des sondes de contact pour faciliter la transmission de l’énergie sonore entre la sonde et la pièce à inspecter. En général, les liquides de couplage se présentent sous forme de liquides, de gels ou de pâtes non toxiques moyennement visqueux. Ils sont nécessaires, car l’énergie sonore diffusée aux fréquences requise pour le contrôle non destructif par ultrasons voyage mal dans l’air. Ainsi, même un vide extrêmement petit entre la sonde et la pièce peut nuire à la transmission efficace de l’énergie et empêcher l’inspection.
Pour beaucoup d’applications, diverses substances courantes peuvent servir de liquide de couplage, par exemple l’eau, l’huile à moteur ou la graisse, et même certains produits commerciaux, comme le gel coiffant. Des liquides de couplage spéciaux sont utilisés pour l’inspection à haute température, ou si une application particulière requiert un couplant de composition chimique précise, par exemple une faible teneur en halogène.
