UT - Echos de surface : Lois de focalisation en différents points à L0°

L’écho de surface d’une cale parallélépipédique est calculé avec le capteur linéaire 64 éléments positionné parallèlement à la surface de la pièce. Des lois de focalisation en différents points se situant le long de l’axe L0°, à partir de la surface de la pièce jusqu’à 30 mm de profondeur par pas de 2,5 mm, sont appliquées. Sur la figure ci-dessous on voit que certains points sont situés en dehors de la pièce. Cependant, lors du calcul des lois, tous les points sont considérés comme étant dans la pièce.

Les résultats sont étalonnés à partir d’un TFP de Ø6 mm, situé à 150 mm de profondeur et une loi de retards nuls. Les amplitudes des échos de surface obtenus pour loi de focalisation à différentes profondeurs, pour trois séquences d’éléments actifs et à une hauteur d’eau de 25 mm sont tracées ci-dessous en noir pour la mesure expérimentale, en rouge plein pour les résultats du modèle de Kirchhoff et en rouge pointillé pour le modèle spéculaire.

Les deux modèles de CIVA prédisent bien la chute des amplitudes de l’écho de surface lorsque la profondeur du point de focalisation augmente, puis la remontée. Cependant, lorsque la chute d’amplitude observée expérimentalement est importante, les modèles s’écartent jusqu’à 8 dB des mesures, notamment pour les cas des 16 et 24 éléments entre 3 et 12 mm de profondeur. L’allure des courbes des modèles de Kirchhoff et spéculaires sont très semblables, à un offset près. Le modèle spéculaire surestime constamment les amplitudes de 2 dB par rapport au modèle de Kirchhoff.

Ci-dessous sont représentées les comparaisons des Ascans entre le modèle spéculaire et les mesures.

Les formes temporelles des échos mesurés et simulés se superposent relativement bien.

La pièce est un tube de diamètre externe de 76 mm et d’épaisseur de 7 mm, comme on peut le voir sur la figure ci-dessous. L’écho de surface a été mesuré pour des  lois de focalisation en différents points à des profondeurs de 0 mm à 20 mm, par pas de 2 mm, pour une hauteur d’eau de 25 mm et les 32 éléments actifs.

Les résultats sont étalonnés à partir d’un écho de surface plane et d’une déviation angulaire de 0°. Ci-dessous les amplitudes des échos de surface du tube obtenus pour une loi de focalisation à plusieurs profondeurs, 32 éléments actifs et à une hauteur d’eau de 25 mm sont tracées en noir pour la mesure expérimentale, en rouge plein pour les résultats du modèle de Kirchhoff et en rouge pointillé pour le modèle spéculaire.

Mise à part le point de focalisation situé en surface, pour lequel les résultats de simulation et mesures collent parfaitement, les deux modèles de CIVA surestiment constamment l’amplitude de l’écho de surface de 2 à 4 dB.

Ci-dessous sont représentées les comparaisons des Ascans entre Kirchhoff et les mesures ainsi que le modèle spéculaire et les mesures.

Les temps de vols des échos mesurés et simulés sont relativement proches.