Composition d’un écran à ultrasons multiéléments

La présente section permet de mieux cerner comment les images multiéléments sont construites. Elle expliquera notamment les entrées requises et les liens entre les différents types d’affichage multiéléments par rapport à l’assemblage de la sonde et la pièce inspectée. Nous expliquerons aussi les A-scans associés à l’image multiélément.

Considérations dont il faut tenir compte pour l’inspection

Comme nous l’avons déjà mentionné, il faut identifier un grand nombre de facteurs afin d’effectuer l’inspection ultrasons. En résumé, il y a les caractéristiques techniques de la sonde et du matériau requises pour l’étalonnage de l’appareil.

Matériau :

1. La vitesse de propagation des ondes ultrasonores dans le matériau doit être réglée correctement pour pouvoir mesurer la profondeur. Il faut s’assurer de sélectionner le bon mode (longitudinal ou transversale). Vous vous rappelez sans doute que l’inspection par ondes de compression avec sonde droite utilise des ondes longitudinales alors que l’inspection par sonde d’angle utilise généralement des ondes transversales.
2. L’information sur l’épaisseur de la pièce est entrée. Cette information est particulièrement utile pour les inspections avec sonde d’angle. Elle permet des mesures de profondeur exactes par rapport au nombre de demi-bonds dans les applications avec sondes d’angle.
3. Le rayon de la courbure doit être configuré pour l’inspection de pièce non plates. Cette courbure peut être déterminée de manière algorithmique pour des mesures d’épaisseur encore plus précises.

Sonde :

1. Il faut connaître la fréquence pour pouvoir configurer correctement les paramètres de l’émetteur et les paramètres de filtrage du récepteur.
2. Il faut établir le décalage du zéro afin de décaler les délais mécaniques et électriques causés par le couplage, les couches de protection, le câblage et les délais induits électroniquement pour obtenir des mesures d’épaisseur correctes.
3. Il faut aussi régler l’amplitude de réflecteurs connus et les garder à portée de mains pour référence afin d’utiliser les techniques courantes de dimensionnement par l’amplitude.
4. Angle du faisceau quand il entre dans le matériau à inspecter.
5. Pour les sondes multiéléments, il faut connaître le nombre d’éléments et le pas.

Sabot :

1. Vitesse de propagation des ondes ultrasons dans le sabot
2. Angle d’incidence du sabot
3. Point d’incidence ou référence de devant de la sonde
4. Décalage de la hauteur du premier élément pour les ultrasons multiéléments

Dans l’inspection par ultrasons conventionnels, il faut effectuer toutes les étapes ci-dessous pour obtenir des résultats corrects. Puisqu’une sonde monoélément a une ouverture fixe, la sélection de l’angle d’entrée et du décalage du zéro, ainsi que l’étalonnage de l’amplitude sont propres à une sonde ou à une combinaison sonde-sabot. Chaque fois que vous procédez à un changement de sonde ou de sabot, il faut effectuer un nouvel étalonnage.

Avec les sondes à ultrasons multiéléments, il faut suivre ces mêmes principes. Les principaux avantages de l’inspection par ultrasons multiéléments sont la possibilité de changer l’ouverture, la focalisation ou l’angle dynamiquement, ce qui permet d’utiliser plusieurs sondes en même temps. Cela ajoute l’obligation supplémentaire d’élargir toutes les exigences d’étalonnage et de configuration à tous les états de la sonde mulitéléments (lois focales) Ainsi, il sera possible d’obtenir des mesures d’amplitude et de profondeur précises sur toute la séquence programmée et la visualisation sera aussi améliorée grâce aux images naturelles générées par les appareils à ultrasons multiéléments.

C’est lors d’inspection par sonde d’angle que l’on remarque l’une des différences majeures entre les inspections avec sondes conventionnelles ou multiéléments. Avec les ultrasons conventionnels, il sera plus difficile de déterminer l’emplacement d’un défaut si l’on entre un angle de sabot ou une vitesse de propagation erronée, mais la propagation des ondes (et par conséquent le A-scan créé) n’est pas concernée, puisqu’elle dépend seulement sur la réfraction mécanique. Pour les ultrasons multiéléments toutefois, il faut entrer les bonnes vitesses de propagation dans le matériau et le sabot et aussi les bons paramètres de sabot pour obtenir les lois focales utilisées pour la déflexion électronique des angles de réfraction et créer des images réalistes. Dans les appareils plus avancés, la fonction de reconnaissance automatique de la sonde transfert automatiquement l’information critique et utilise des bibliothèques bien organisées pour gérer la sélection des paramètres du sabot.

Il faut généralement configurer les paramètres suivants pour programmer un balayage par ultrasons multiéléments :

Paramètres de la sonde :
Fréquence
Bande passante
Taille
Nombre d’éléments
Pas des éléments

Paramètres du sabot :
Angle d’incidence du sabot
Vitesse de propagation nominale dans le sabot
Décalage Z = hauteur au centre du premier élément
Décalage sur l’axe d’index X = distance du devant du sabot au premier élément
Décalage du balayage Y = distance du côté du sabot aux centres des éléments

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