Foire aux questions sur l’imagerie par cohérence de phase

Q. : Que signifie « cohérence de phase » ?

R. : Quand on parle de la « phase d’un A-scan », on entend les fréquences qui composent le signal à un point donné. En raison des effets des interférences constructives et destructives, le A-scan peut être décrit par la partie de phase qui détermine la fréquence du signal et par une partie d’amplitude. Dans l’imagerie par cohérence de phase (PCI) – une variante de l’imagerie par méthode de focalisation en tout point (TFM) –, la comparaison des informations de phase entre les A-scans et le niveau de similitude dans leurs distributions de fréquences détermine la cohérence de phase. Plus la similarité entre les distributions de fréquences des A-scans est grande, plus le niveau de cohérence est élevé.

Q. : Comment la cohérence de phase peut-elle être utilisée pour détecter les défauts ?

R. : Étant donné que les défauts réfléchissent ou diffractent les ondes ultrasonores, la phase du signal renvoyé par ces défauts sera centrée dans une petite bande près de la fréquence de la sonde. À l’inverse, la phase du bruit de fond n’a pas de fréquence centrale et couvre une large bande. Lorsque plusieurs A-scans renvoient la même fréquence centrale dans une petite bande au même endroit dans la zone TFM, ils sont cohérents. Plus le niveau de cohérence est élevé, plus la probabilité qu’il y ait un défaut à cet endroit est élevée.

Q. : Que veut-on dire lorsqu’on indique que la PCI n’utilise pas l’amplitude ?

R. : Avec la PCI, l’amplitude du signal n’est pas du tout prise en compte dans la production des images TFM. Ainsi, même dans les matériaux qui ont une forte atténuation ou qui engendrent beaucoup de bruit de fond, la cohérence du signal peut être évaluée puisque la distribution des fréquences peut être déterminée même avec une faible amplitude de signal.

Q. : Combien de temps faut-il pour que les images PCI soient générées ?

R. : L’imagerie par cohérence de phase de l’appareil de recherche de défauts OmniScan™ X3 64 est transmise en direct. Ainsi, les images PCI s’affichent à l’écran en temps réel pendant votre inspection, soit à peu près à la même vitesse que les images TFM classiques offertes par cet appareil. Même s’il y a une étape de traitement supplémentaire avec la PCI, le temps que prend cette étape est négligeable en raison du processeur de données puissant et performant de l’appareil.

Q. : En quoi la PCI est-elle différente des autres techniques d’imagerie TFM fondées sur la phase ?

R. : La technologie PCI de l’appareil de recherche de défauts OmniScan X3 64 (intégrée à la mise à jour MXU 5.10) peut traiter les données en temps réel pendant le balayage, de sorte que les images s’affichent immédiatement. Les quelques autres options d’imagerie fondées sur la phase qui sont actuellement offertes sur le marché nécessitent l’acquisition et le stockage de toutes les données FMC, puis l’extraction des informations de phase en post-traitement. Ce processus se traduit par des vitesses de balayage lentes, uniquement adaptées aux inspections par points. Avec la PCI, la performance de traitement engendre des vitesses de balayage élevées qui vous permettent d’effectuer des inspections complètes tout en obtenant des images en temps réel de haute qualité.

Q. : Pourquoi les petits défauts et détails sont-ils plus faciles à voir avec la PCI ?

R. : Les techniques fondées sur l’amplitude sont capables de détecter certains petits défauts dans les bonnes conditions, mais comme le signal renvoyé par ces défauts est de faible amplitude, il peut se perdre dans le bruit de fond ou être masqué par une autre réponse de haute amplitude. Le signal renvoyé par ces petits défauts a toutefois une phase très cohérente malgré sa faible amplitude. Ainsi, dans une image produite au moyen de la PCI, cette cohérence élevée crée des points chauds faciles à caractériser et pouvant servir de points de référence pour le dimensionnement. Ces points chauds peuvent également être utiles pour déterminer si une fissure débouche à la surface de la pièce, une information qui n’est parfois pas possible d’obtenir lors de l’utilisation de la méthode TFM classique.

Q. : Pourquoi le réglage du gain est-il bloqué lors de l’utilisation de la PCI ?

R. : Le gain n’a aucune influence sur les résultats de la PCI, car ceux-ci n’ont aucun lien avec l’amplitude.

Q. : Comment fait-on pour ajuster le signal en fonction d’un réflecteur de référence lorsqu’on utilise la PCI ?

R. : Vous n’avez pas à le faire ! C’est l’un des principaux avantages de la PCI : puisqu’il n’est pas nécessaire d’ajuster le gain en fonction d’un réflecteur de référence, les configurations se font plus rapidement.

Q. : Comment fait-on pour décider quels modes d’acquisition TFM utiliser avec la PCI ?

R. : Vous pouvez encore utiliser l’outil de cartographie de l’influence acoustique AIM du plan d’inspection pour sélectionner les modes d’acquisition sur l’OmniScan X3 64. Les variations d’amplitude ont moins d’importance lors de l’utilisation de la PCI, mais il est tout de même important de s’assurer que la répartition du son est adéquate dans la zone TFM.

Q. : Quels types de sondes offriront les meilleurs résultats avec la PCI ?

R. : Les sondes plus grandes ayant plus d’éléments et des fréquences plus élevées fonctionnent généralement mieux. La PCI étant fondée sur une comparaison statistique des A-scans élémentaires acquis, plus il y a de données brutes disponibles, plus le contraste entre les défauts cohérents et le bruit de fond incohérent (forte variance) est important. Avec de petites sondes, il y a une plus grande probabilité de cohérence dans le bruit de fond. La même logique s’applique aux fréquences des sondes : les fréquences élevées offrent une meilleure sensibilité aux petits défauts que les basses fréquences.

Q. : Le mode d’excitation dispersée (Sparse) peut-il être utilisé avec la PCI ?

R. : Oui ! Comme avec la méthode TFM classique, il vous faudra trouver un équilibre entre la qualité de l’image et la vitesse de numérisation lors du choix de la quantité d’éléments qui seront excités. Pour l’obtention de la meilleure qualité d’image, on recommande d’utiliser le paramètre de matrice entière (Full Matrix), car il crée plus de données pour l’analyse statistique, mais le mode d’excitation dispersée peut être utilisé pour augmenter la vitesse de balayage.

Q. : Pourquoi augmente-t-on la tension lors de l’utilisation de la PCI ?

R. : Comme il est impossible de saturer le signal en mode PCI, on peut augmenter la tension (par exemple, à 160 V crête à crête) pour profiter pleinement de la puissance d’impulsion de l’appareil, augmentant ainsi le bruit de fond et améliorant le contraste entre les signaux cohérents et incohérents. Contrairement à ce que veut la logique des techniques d’inspection classiques fondées sur l’amplitude, les résultats de la PCI sont meilleurs lorsqu’il y a plus de bruit.

Q. : Peut-on utiliser les modes PCI et TFM en même temps ?

R. : Le mode PCI s’applique à tous les groupes simultanément, mais il est possible de basculer entre les modes dans l’OmniScan X3 64 sans qu’il soit nécessaire d’aller dans le plan d’inspection.

Q. : Comment fait-on pour dimensionner les défauts lors de l’utilisation de la PCI ?

R. : Le dimensionnement avec la PCI se fait de la même façon que le dimensionnement avec la méthode de diffraction en temps de vol (TOFD). Plutôt que de trouver l’inversion de phase et de placer les curseurs sur les crêtes du signal, décelez simplement les points chauds aux extrémités des défauts dans la vue d’extrémité et placez les curseurs sur les maximums.

Pour obtenir de plus amples renseignements, consultez notre guide sur les meilleures pratiques concernant la PCI.