Vue globale:
| Capteur contact | 2,0 MHz 20*22 mm | 2,0 MHz Ø12,7 mm | 2,25 MHz Ø12,7 mm | 2,25 MHZ Ø6,35 mm | 4,35 MHz Ø12,7 mm | 4,8 MHz Ø6,35 mm | 5,0 MHz Ø6,35 mm |
| P45° | Traité | Traité | |||||
| P60° | Traité | ||||||
| T45° | Traité | Traité | Traité | Traité | Traité | ||
| T60° | Traité |
Configuration
Des comparaisons ont également été menées entre des résultats expérimentaux et simulés pour des inspections de la pièce contenant des TG avec des capteurs mono-éléments au contact. C’est une pièce plane en acier contenant des TG de Ø2 mm entre 4 et 60 mm de profondeur par pas de 4 mm. Pour rappel, les paramètres de l’acier sont : densité de 7,9, vitesses des ondes L : 5900 m/s et des ondes T : 3230 m/s. Les TG étant inspectés perpendiculairement à leur axe, le modèle d’interaction SOV a été utilisé.
Voici la maquette utilisée pour cette configuration.
Les capteurs au contact suivants ont été utilisés en mode Pulse Echo :
| Fréquence | Pastille | Mode | Profondeur d'étalonnage |
| 2,0 MHz | 20*22 mm | T45° | 52 mm |
| 20*22 mm | T60° | 32 mm | |
| Ø12,7 mm | T45° | 20 mm | |
| 2,25 MHz | Ø12,7 mm | L45° | 8 mm |
| Ø12,7 mm | L60° | 4 mm | |
| Ø6,35 mm | T45° | 4 mm | |
| 4,35 MHz | Ø12,7 mm | T45° | 36 mm |
| 4,8 MHz | Ø6,35 mm | T45° | 8 mm |
| 5,0 MHz | Ø6,35 mm | L45° | 4 mm |
Résultats
Pour chaque capteur, le résultat de la simulation du champ L et / ou T rayonné dans la pièce et dans le plan d’incidence est affiché. L’étalonnage est réalisé sur le TG le plus proche de la profondeur focale mesurée sur ce champ simulé.
L’amplitude relative maximale est relevée pour chacun des échos ; les courbes relatives aux échos expérimentaux et simulés en fonction de la profondeur des TG sont superposées sur les figures suivantes.
Capteur T45° monoélément au contact de 20x22 mm à 2,0 MHz
Pour le capteur au contact rectangulaire de 20x22 mm à 2,0 MHz, l’inspection est réalisée en mode T45°. Le signal d’entrée a une fréquence de 2,0 MHz, une bande passante de 41% et une phase de 75°.
La profondeur focale acoustique est de 53 mm, déduite du faisceau simulé illustré ci-dessous.
Les résultats sont étalonnés par rapport au TG de Ø2 mm à 52 mm de profondeur.
CAPTEUR T60° MONOÉLÉMENT AU CONTACT DE 20X22 mm À 2,0 MHz
Pour le capteur au contact rectangulaire de 20x22 mm à 2,0 MHz, l’inspection est réalisée en mode T60°. Le signal d’entrée a une fréquence de 2,0 MHz, une bande passante de 40% et une phase de 0°.
La profondeur focale acoustique est de 32 mm, déduite du faisceau simulé illustré ci-dessous.
Les résultats sont étalonnés par rapport au TG de Ø2 mm à 32 mm de profondeur.
Pour ces deux capteurs, les courbes montrent un très bon accord entre simulation et expérience en champ lointain, et moins de 2 dB d’écart pour des profondeurs de TG comprises entre 0,5 et 1 fois la profondeur focale.
L’écart est un peu plus élevé en champ proche.
Ces résultats de calcul de champ montrent que les interférences entre les ondes planes et les ondes de bord du capteur conduisent à des schémas d’interférences observées dans les zones de calcul aux profondeurs les plus petites (inférieure à la distance en champ proche du capteur). Ces interférences donnent lieu à une plus faible amplitude du champ. Par conséquent, les réponses des défauts TG semblent être cohérentes avec le calcul de champ. Toutefois, le module « Réponse Défaut » est basé sur la simplification du champ rayonné et des phénomènes non pris en compte du fait de cette simplification peuvent causer ces écarts.
CAPTEUR MONOÉLÉMENT AU CONTACT DE Ø12,7 mm À 2,25 MHz
Pour le capteur au contact circulaire de Ø12,7 mm à 2,25 MHz, l’inspection est réalisée en modes L45°, L60° et T45°. Le signal d’entrée a une fréquence de 2,25 MHz, une bande passante de 50% et une phase de 280° pour les ondes L. Pour le mode T45°, le signal d’entrée est expérimental, il correspond à l’écho spéculaire en mode L45° généré par un TFP de Ø3 mm incliné de 45° à 30 mm de profondeur. Les modes L sont associés à des modes T de moindre incidence : T22° pour L45° et T26° pour L60°.
Les profondeurs focales acoustiques sont de 8 mm, 26 mm, 3 mm, 15 mm et 17 mm respectivement pour les modes L45°, T22°, L60°, T26° et T45°, déduites des faisceaux simulés illustrés ci-dessous.
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Les résultats sont respectivement étalonnés par rapport au TG de Ø2 mm à 8 mm, 4 mm et 20 mm de profondeur pour les modes L45°, L60° et T45°.
Les amplitudes des échos issus des ondes L sont bien prédites, l’écart maximal étant inférieur à 2 dB. L’amplitude des échos issus des ondes T présente de plus fortes différences en champ proche (moins de 5 dB) mais est souvent correctement estimée.
CAPTEUR T45° MONOÉLÉMENT AU CONTACT DE Ø6,35 mm À 2,25 MHz
Pour le capteur au contact circulaire de Ø6,35 mm à 2,25 MHz, l’inspection est réalisée en mode T45°. Le signal d’entrée a une fréquence de 2,25 MHz, une bande passante de 44% et une phase de 147°.
La profondeur focale acoustique est de 3 mm, déduite du faisceau simulé illustré ci-dessous.
Les résultats sont étalonnés par rapport au TG de Ø2 mm SDH à 4 mm de profondeur.
L’écart entre simulation et expérience augmente avec la profondeur des TG mais est toujours inférieur à 3 dB, ce qui reste assez bien prédit.
CAPTEUR T45° MONOÉLÉMENT AU CONTACT DE Ø12,7 mm À 4,35 MHz
Pour le capteur au contact circulaire de Ø12,7 mm à 4,35 MHz, l’inspection est réalisée en mode T45°. Le signal d’entrée a une fréquence de 4,35 MHz, une bande passante de 71% et une phase de 330°.
La profondeur focale acoustique est de 31 mm, déduite du faisceau simulé illustré ci-dessous.
Les résultats sont étalonnés par rapport au TG de Ø2 mm à 36 mm de profondeur.
On peut remarquer que la courbe des amplitudes simulées est plus lisse que la courbe des amplitudes expérimentales, ce qui révèle probablement une petite incertitude dans les mesures. Malgré tout, l’accord est bon, l’écart maximal étant de moins de 2 dB, et même de moins de 1 dB entre 20 et 60 mm de profondeur.
CAPTEUR T45° MONOÉLÉMENT AU CONTACT DE Ø6,35 mm À 4,8 MHz
Pour le capteur au contact circulaire de Ø6,35 mm à 4,8 MHz, l’inspection est réalisée en mode T45°. Le signal d’entrée a une fréquence de 4,8 MHz, une bande passante de 45% et une phase de 90°.
La profondeur focale acoustique est de 8 mm, déduite du faisceau simulé illustré ci-dessous.
Les résultats sont étalonnés par rapport au TG de Ø2 mm à 8 mm de profondeur.
L’écart est, toujours inférieur à 2 dB, ce qui montre un bon accord global.
CAPTEUR L45° MONOÉLÉMENT AU CONTACT DE Ø6,35 mm À 5,0 MHz
Pour le capteur au contact circulaire de Ø6,35 mm à 5 MHz, l’inspection est réalisée en mode L45°. Le signal d’entrée est expérimental, il correspond à l’opposé de l’écho spéculaire en mode L45° généré par un TFP de Ø2 mm incliné de 45° à 8 mm de profondeur.
La profondeur focale acoustique est de 3 mm pour le mode L45° et de 12 mm pour le mode T22°, déduite du faisceau simulé illustré ci-dessous.
Les résultats sont étalonnés par rapport au TG de Ø2 mm à 4 mm de profondeur.
L’écart est inférieur à 2 dB pour le faisceau à 45° en champ lointain, l’accord est bon. Dans la zone du champ proche, le mode T associé avec le mode L45° est sous-estimé par CIVA de 2 à 4 dB.
A 32 et 36 mm les deux échos expérimentaux T22° et L45° sont légèrement sous-estimés car ces TG sont abîmés par la rouille. Cette cale a d’ailleurs été remplacée pour les cas de validation expérimentale.
conclusion
Les résultats montrent un bon accord avec généralement moins de 2 dB d’écart pour tous les capteurs mono-éléments au contact. Pour un capteur donné, un écho de TG obtenu pour un mode donné peut être utilisé comme écho d’étalonnage en amplitude pour tous les autres modes générés par le même capteur. Et les amplitudes relatives de ces échos spéculaires L et T des TG aux différentes profondeurs sont en très bon accord.
En champ proche les écarts sont légèrement plus importants. Ceci est dû à des limitations du modèle et sera expliqué plus en détails pour les capteurs rectangulaires au contact.
L’hypothèse de forme d’onde non déformée par le défaut, utilisée par les modèles de CIVA, est généralement valable en champ lointain ou dans la zone focale, mais beaucoup moins en champ proche, ce qui conduit à des divergences (moins de 5 dB) lorsque l’on considère des TG en champ proche voire très proche (de 0 à 50% de la profondeur focale).
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