Design of eddy current microsensor arrays and signals inversion for non destructive testing applications
Conception de multicapteurs à courants de Foucault et inversion des signaux associés pour le contrôle non destructif
Résumé
The growing complexity of industrial processes and manufactured parts, the increasing need of safety in service and the will of life span optimization, require more and more complex quality evaluations to be set up. Among the different anomalies to consider, submillimetric breaking surface notches have to be subject to special care. Indeed, it often constitutes a start to larger notches, which can cause destruction parts. Penetrant testing is nowadays widely used for that kind of defect, owing to its good performances. Nevertheless, it should be eventually dropped because of environmental norms. Among the possible substitution solutions, the use of eddy currents (EC) for conductive parts is a reliable, fast and inexpensive alternative. The study is about the conception and the use of multielements EC probe structures featuring microsensors for non destructive testing of surface breaking defects. A methodology has been established in order to develop such structures and to compare their performances within the framework of submillimetric surface breaking notch research. These structures has been employed for calibrated notches evaluation with a specific acquisition bench. Original detection and defect characterization algorithms have been designed and implemented on acquired signals. The most efficient structure has been determined, the notch detection quality has been quantified, and the geometric characteristics of notches has been estimated.
La complexité grandissante des processus industriels et des pièces fabriquées, les exigences croissantes en termes de sûreté de fonctionnement ainsi que la volonté d'optimisation de la durée de vie des pièces conduisent à mettre en place des contrôles qualité de plus en plus poussés. Les fissures submillimétriques débouchantes, parmi l'ensemble des anomalies à considérer, doivent faire l'objet d'une attention particulière. Elles constituent en effet souvent des amorces de fissures plus grandes pouvant entraîner la destruction des pièces. Les techniques de ressuage sont actuellement largement utilisées pour ce type de défauts, en raison de leurs bonnes performances. Elles devront cependant à terme être abandonnées pour des raisons de normes environnementales. Au sein des solutions de remplacement envisageables, l'utilisation des courants de Foucault (CF) est pour les pièces conductrices une alternative fiable, rapide et peu coûteuse. L'étude porte sur la conception et l'utilisation de structures multiéléments de sondes CF exploitant des microcapteurs pour le contrôle non destructif. Une méthodologie a été établie afin de mettre au point de telles structures et de comparer leurs performances dans le cadre de la recherche de fissures submillimétriques débouchantes. Ces structures ont été employées pour l'évaluation de fissures calibrées sur un banc d'acquisition spécialement réalisé. Des algorithmes originaux de détection et de caractérisation de défauts ont été conçus et mis en œuvre pour les signaux acquis, permettant de déterminer la structure la plus efficace, de quantifier la qualité de détection des fissures et d'estimer les caractéristiques géométriques de ces défauts.
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