Procedimiento y dispositivo de control por corrientes de Foucault con funciones de emisión/recepción separadas de una pieza eléctricamente conductora.

Procedimiento de control por corrientes de Foucault con funciones de emisión/recepción separadas de una pieza eléctricamente conductora

(13) de conductividad eléctrica s1 y de permeabilidad magnética relativa σr1, en el que un sensor, que comprende al menos un conjunto formado por al menos un bobinado de emisión (11) de un campo electromagnético y al menos un bobinado de recepción (12) influido por los campos electromagnéticos producidos por medio de corrientes de Foucault inducidas en esta pieza (13), se desplaza por encima de esta pieza, caracterizado porque incluye las etapas siguientes:

- obtención de una primera curva (20) de tensión compleja en los bornes de un bobinado de recepción (12), en función de la distancia entre el bobinado de emisión (11) correspondiente y este bobinado de recepción, para la distancia nominal entre el sensor y una parte sin defectos de esta pieza u otra pieza sin defectos,

- obtención de al menos una segunda curva de tensión compleja (21, 22) en los bornes de un bobinado de recepción, en función de la distancia entre el bobinado de emisión correspondiente y este bobinado de recepción, para al menos una distancia (e) diferente de la distancia nominal entre el sensor y una parte sin defectos de esta pieza u otra pieza sin defectos,

- determinación de al menos una distancia dada di que reduce al mínimo el módulo de la diferencia entre la primera curva (20) y la al menos una segunda curva (21, 22),

- elección de la distancia di+/-20% como distancia entre los ejes de los dos bobinados de emisión y de recepción cuando existe sólo una distancia di y elección de la media aritmética d+/-20% de la distancia di cuando existen al menos dos distancias di entre los dos bobinados de emisión y de recepción,

- detección de la posible presencia de uno o varios defectos en esta pieza.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2007/057851.

Solicitante: COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: BATIMENT D "LE PONANT" 25, RUE LEBLANC 75015 PARIS FRANCIA.

Inventor/es: DECITRE,JEAN-MARC.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > Investigación o análisis de materiales mediante... > G01N27/90 (utilizando las corrientes de Foucault)

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Fragmento de la descripción:

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DESCRIPCIÓN

Procedimiento y dispositivo de control por corrientes de Foucault con funciones de emisión/recepción separadas de una pieza eléctricamente conductora 5

Campo técnico

La invención se refiere a un procedimiento y un dispositivo de control por corrientes de Foucault con funciones de emisión/recepción separadas de una pieza eléctricamente conductora.

Estado de la técnica anterior

El campo de la invención es el del control por corrientes de Foucault con funciones de emisión/recepción separadas de una pieza eléctricamente conductora, que presenta una gran dinámica de funcionamiento y que usa un conjunto de bobinados de emisión y de recepción muy compacto. Un control semejante es ventajoso en particular para la detección de defectos de pequeño tamaño, en especial para el control no destructivo (CND) de piezas eléctricamente conductoras.

El principio de la detección de defectos por corrientes de Foucault en una pieza eléctricamente conductora consiste en emitir en las proximidades de esta pieza, con ayuda de al menos un bobinado de emisión, un campo electromagnético de frecuencia adaptada a la conductividad del material y a la profundidad de los defectos buscados. Se mide entonces, en los bornes de al menos un bobinado de recepción, una fuerza electromotriz debida al acoplamiento directo de las líneas de campo magnético entre el bobinado de emisión y el bobinado de recepción en presencia de la pieza conductora. Se mide igualmente una pequeña variación de esta fuerza electromotriz que se superpone a ella durante la presencia de un defecto en el material. El campo de la invención se limita así a los procedimientos y dispositivos que usan al menos un bobinado afectado por la emisión de la señal electromagnética capaz de generar corrientes de Foucault en la pieza que se someterá a control, y al menos un bobinado afectado por la recepción de las señales inducidas por las corrientes de Foucault, de manera que una configuración semejante se denomina â??de funciones separadasâ??.

La fuerza electromotriz inducida VR en los bornes de cada bobinado de recepción, que está a la misma frecuencia que la corriente enviada en el bobinado de emisión asociado, permite obtener la señal útil después de una demodulación. En presencia de un defecto, esta fuerza electromotriz inducida VR se convierte en VR ±ÎVR, siendo sólo la variación ÎVR, muy débil frente a VR, portadora de información.

La detección de defectos, en especial de pequeñas dimensiones, induce una pequeña dimensión de los bobinados (elementos pequeños) , y por tanto señales detectadas de muy baja amplitud. Para resolver dicho problema, los dispositivos de la técnica anterior proponen asociaciones de varios bobinados.

Así, el documento de referencia [1] del final de la descripción describe un dispositivo de detección de defectos por corrientes de Foucault que comprende al menos una sonda de detección formada por un bobinado de emisión y cuatro bobinados de detección del campo magnético inducido en la pieza que se someterá a control. Los bobinados de recepción están dispuestos de tal manera que sus centros forman los vértices de un rombo que constituyen un primer y un segundo par de bobinados, estando el primer par dispuesto en una diagonal de este rombo conectado 45 en modo común, estando el segundo par dispuesto en la otra diagonal conectado en modo común, estando estos pares de bobinados de recepción primero y segundo conectados en modo diferencial. El bobinado de emisión, alimentado por una corriente alterna, está dispuesto por encima de estos bobinados de recepción, estando el centro del mismo dispuesto por encima del centro del rombo. El dispositivo comprende igualmente un dispositivo que permite conmutar el funcionamiento de cada una de estas sondas. Así, para cada sonda, este dispositivo incluye 50 varios bobinados de recepción, dispuestos de manera simétrica con respecto a un bobinado de emisión y conectados de manera diferencial.

Este dispositivo de detección de defectos presenta numerosos inconvenientes, que son en especial su pesadez, su coste, y también los defectos inherentes a los montajes diferenciales: las señales indeseables sólo son eliminadas si 55 aparecen en el mismo instante en dos bobinados conectados en oposición, con la misma amplitud y la misma fase. Además los bobinados asociados, y sus vías de medidas respectivas, deben presentar características idénticas.

Además, en este documento de referencia [1], cuando el dispositivo de detección de defectos se desplaza por encima de la pieza que se someterá a control, las variaciones de entrehierro, es decir, las variaciones de altura entre 60 este dispositivo y esta pieza son susceptibles de perturbar la señal útil. Estas variaciones de entrehierro se deben principalmente:

- a vibraciones durante el desplazamiento del dispositivo, y 65 -al hecho de que el dispositivo no puede adaptarse con precisión a la superficie local de una pieza compleja.

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La invención tiene por objeto paliar dichos inconvenientes proponiendo un procedimiento y un dispositivo de control por corrientes de Foucault con funciones de emisión/recepción separadas de una pieza eléctricamente conductora, poco sensibles al ruido de entrehierro reduciendo al mínimo la variación de la señal útil debida a una variación de entrehierro accidental.

Exposición de la invención

La invención se refiere a un procedimiento de control por corrientes de Foucault con funciones de emisión/recepción separadas de una pieza eléctricamente conductora de conductividad eléctrica Ï1 y de permeabilidad magnética relativa μr1, en el que un sensor, que comprende al menos un conjunto formado por al menos un bobinado de emisión de un campo electromagnético y al menos un bobinado de recepción influido por los campos electromagnéticos producidos por medio de corrientes de Foucault inducidas en esta pieza, se desplaza por encima de esta pieza, caracterizado por las etapas definidas en la reivindicación 1.

Ventajosamente los bobinados de emisión y de recepción están dispuestos a los dos lados de un soporte, que puede ser flexible, por ejemplo una película de kapton, en el que los bobinados están grabados. Ventajosamente la gama de frecuencias usadas está comprendida entre algunos hercios, por ejemplo 10, y 50 MHz.

Ventajosamente en el centro de cada bobinado y/o en las proximidades de cada bobinado, en el lado opuesto al de 20 la pieza que se someterá a control, está dispuesto un material magnético de manera que disminuya la reluctancia del circuito magnético de cada par de bobinado de emisión/bobinado de recepción.

El procedimiento de la invención presenta en especial las ventajas siguientes:

-La optimización de la distancia entre el bobinado de emisión y el bobinado de recepción del sensor permite reducir al mínimo la influencia del ruido de entrehierro en la señal útil.

- Un mismo sensor puede adaptarse a diferentes piezas que se someterán a control con varios radios de curvatura, permitiendo barrer (â??scanâ??) superficies en tres dimensiones con una resolución espacial fina.

- En caso de adelgazamiento de la superficie de desgaste del soporte, por ejemplo una película de kapton, durante el barrido repetido del sensor en la pieza que se someterá a control, los ajustes del aparato que integra el sensor (en especial el equilibrado) se mantienen idénticos.

-Un sensor en película de kapton permite un grabado simultáneo de los bobinados de emisión y de recepción, de sus cables de alimentación y de sus conectores, lo que reduce los costes de realización y de mantenimiento debido a la ausencia de soldaduras.... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

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1. Procedimiento de control por corrientes de Foucault con funciones de emisión/recepción separadas de una pieza eléctricamente conductora (13) de conductividad eléctrica Ï1 y de permeabilidad magnética relativa μr1, en el que un sensor, que comprende al menos un conjunto formado por al menos un bobinado de emisión (11) de un campo electromagnético y al menos un bobinado de recepción (12) influido por los campos electromagnéticos producidos por medio de corrientes de Foucault inducidas en esta pieza (13) , se desplaza por encima de esta pieza, caracterizado porque incluye las etapas siguientes:

- obtención de una primera curva (20) de tensión compleja en los bornes de un bobinado de recepción (12) , en función de la distancia entre el bobinado de emisión (11) correspondiente y este bobinado de recepción, para la distancia nominal entre el sensor y una parte sin defectos de esta pieza u otra pieza sin defectos, -obtención de al menos una segunda curva de tensión compleja (21, 22) en los bornes de un bobinado de recepción, en función de la distancia entre el bobinado de emisión correspondiente y este bobinado de recepción, para al menos una distancia (e) diferente de la distancia nominal entre el sensor y una parte sin defectos de esta pieza u otra pieza sin defectos, -determinación de al menos una distancia dada di que reduce al mínimo el módulo de la diferencia entre la primera curva (20) y la al menos una segunda curva (21, 22) , -elección de la distancia di+/-20% como distancia entre los ejes de los dos bobinados de emisión y de recepción cuando existe sólo una distancia di y elección de la media aritmética d+/-20% de la distancia di cuando existen al menos dos distancias di entre los dos bobinados de emisión y de recepción, -detección de la posible presencia de uno o varios defectos en esta pieza.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que, en la parte sin defectos de la pieza o en otra pieza sin defectos, la conductividad eléctrica Ï2 es tal que 0, 05 x Ï1 âÏ2 â 20 x Ï1 y la permeabilidad magnética relativa μr2 es tal que 0, 05 x μr1 âμr2 â 20 x μr1.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa de obtención de al menos dos curvas se realiza por medida o por cálculo.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que los bobinados de emisión y de recepción están dispuestos a los dos lados de un soporte.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que el soporte es un soporte flexible en el que los bobinados de emisión y de recepción están grabados.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que el soporte flexible es una película de kapton.

7. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la gama de frecuencias usadas está comprendida entre 10

Hercios y 50 Megahercios. 45

8. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que un material magnético está dispuesto en el centro de cada bobinado y/o en las proximidades de cada bobinado, en el lado opuesto al de la pieza que se someterá a control, de manera que disminuya la reluctancia del circuito magnético de cada par de bobinado de emisión/bobinado de recepción.

9. Dispositivo de control por corrientes de Foucault con funciones de emisión/recepción separadas de una pieza eléctricamente conductora, caracterizado porque comprende:

- al menos dos líneas constituidas por al menos un elemento formado por al menos un bobinado de emisión (11) de 55 un campo electromagnético y al menos un bobinado de recepción (12) dispuestos a los dos lados de un soporte flexible (10) , cuyos ejes están separados una distancia dada;

porque:

- cada línea está desplazada de la siguiente una distancia p, estando cada bobinado de la misma naturaleza en una misma línea a una distancia n x p de su vecino más cercano, siendo n el número de líneas;

y porque comprende:

-medios de elección de la distancia di+/-20% como distancia entre los ejes de los dos bobinados de emisión y de recepción cuando existe sólo una distancia di y elección de la media aritmética d+/-20% de la distancia di cuando 7

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existen al menos dos distancias di entre los dos bobinados de emisión y de recepción, reduciendo esta distancia di al mínimo el módulo de la diferencia entre una curva de tensión compleja (20) para una distancia nominal entre el sensor y una parte sin defectos de esta pieza u otra pieza sin defectos y al menos una curva de tensión compleja (21, 22) para al menos una distancia diferente de la distancia nominal.

10. Dispositivo según la reivindicación 9, en el que al menos dos líneas están a alturas diferentes.

11. Dispositivo según la reivindicación 9, en el que un aislante eléctrico está dispuesto entre dos líneas consecutivas.