Les r\u00e9flecteurs utilis\u00e9s sont quatre inclusions en acier inoxydable de diam\u00e8tre 1, 2, 4 et 6mm et un plan infini.<\/p>\n<\/p>\n
Mesures r\u00e9alis\u00e9es<\/h2>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
Cartographies dans les plans XZ et YZ et profil selon Z<\/h2>\n<\/p>\n
Pour chaque capteur, des cartographies dans les plans XZ et YZ ont \u00e9t\u00e9 enregistr\u00e9es pour les quatre inclusions en acier de diff\u00e9rents diam\u00e8tres. Un profil selon Z est acquis pour le plan infini (cf axes Figure 1). Des exemples d\u2019acquisitions sont pr\u00e9sent\u00e9s Figure 1 et Figure 2.<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_01-1.png\")
<\/p>\n<\/p>\n
Figure 1 : Exemples de mesures de cartographies XZ et YZ, cas de l\u2019inclusion de \u00d82mm. Capteur plan \u00d86.35mm, 2.25MHz.<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_02-1.png\")
<\/p>\n<\/p>\n
Figure 2 : Mesure de la distance et de la longueur focales.<\/p>\n<\/p>\n
Cartographies dans un plan XY<\/h2>\n<\/p>\n
Des cartographies dans des plans XY ont \u00e9galement \u00e9t\u00e9 enregistr\u00e9es pour les inclusions en acier \u00e0 la distance \u00ab\u00a0Z\u00a0\u00bb du capteur \u00e0 laquelle l\u2019amplitude \u00e9mise sur son axe est maximale (Figure 3).<\/p>\n<\/p>\n
Un exemple de ce type de cartographie est pr\u00e9sent\u00e9 Figure 4 (capteur plan 5MHz).<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_03-1.png\")
<\/p>\n<\/p>\n
Figure 3 : Sch\u00e9ma des cartographies dans les plans XY \u00e0 diff\u00e9rentes distances Z du capteur.<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_04-1.png\")
<\/p>\n<\/p>\n
Figure 4 : Exemples de cartographies exp\u00e9rimentales XY. Capteur plan \u00d86.35mm, 5MHz.<\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
Caract\u00e9ristiques du spectre des \u00e9chos<\/h2>\n<\/p>\n
Le spectre de l\u2019\u00e9cho d\u2019un plan infini est souvent utilis\u00e9 pour d\u00e9terminer la fr\u00e9quence centrale et la bande passante du capteur. Ces grandeurs ont \u00e9t\u00e9 mesur\u00e9es \u00e0 partir des \u00e9chos exp\u00e9rimentaux et compar\u00e9es \u00e0 celles pr\u00e9dites par CIVA. Ces comparaisons ont \u00e9t\u00e9 \u00e9galement r\u00e9alis\u00e9es \u00e0 partir des spectres des inclusions.<\/p>\n<\/p>\n
Dans la suite du document\u00a0:<\/p>\n<\/p>\n
- \n
- on appellera \u00ab\u00a0courbes amplitude\/distance\u00a0\u00bb la courbe \u00e9chodynamique qui donne l\u2019\u00e9volution de l\u2019amplitude maximale de l\u2019\u00e9cho d\u2019un r\u00e9flecteur en fonction de sa distance au capteur quand il s\u2019\u00e9loigne le long de l\u2019axe du capteur (ce sont des courbes YZ ou XZ).<\/li>\n
- on appellera \u00ab\u00a0courbe XY\u00a0\u00bb la courbe \u00e9chodynamique qui donne l\u2019\u00e9volution de l\u2019amplitude maximale de l\u2019\u00e9cho d\u2019un r\u00e9flecteur en fonction de sa distance \u00e0 l\u2019axe central du capteur quand il s\u2019\u00e9loigne de cet axe \u00e0 Z constant.<\/li>\n<\/ul>\n<\/p>\n
D\u00e9termination de la distance capteur\/r\u00e9flecteur lors des acquisitions<\/h2>\n<\/p>\n
La proc\u00e9dure suivie pour d\u00e9terminer cette distance est la suivante\u00a0:<\/p>\n<\/p>\n
- \n
- Le r\u00e9flecteur (plan ou inclusion) est plac\u00e9 suffisamment loin du capteur pour que son \u00e9cho soit r\u00e9solu temporellement.<\/li>\n
- Le temps de vol \u00ab\u00a0t\u00a0\u00bb de l\u2019enveloppe de son \u00e9cho est mesur\u00e9.<\/li>\n
- La distance \u00ab\u00a0d\u00a0\u00bb entre le capteur et le r\u00e9flecteur est d\u00e9duite de la formule d=(vL<\/sub>*t)\/2\u00a0 (la vitesse \u00ab\u00a0vL<\/sub>\u00a0\u00bb de propagation des ondes L dans l\u2019eau a \u00e9t\u00e9 mesur\u00e9e \u00e0 partir d\u2019\u00e9chos de rebond multiples sur un r\u00e9flecteur plan infini\u00a0: vLeau<\/sub> = 1483 ms-1).<\/li>\n<\/ul>\n
Dans l\u2019exemple\u00a0 du capteur focalis\u00e9 \u00e0 10MHz pr\u00e9sent\u00e9 Figure 5, le temps de vol de l\u2019\u00e9cho de l\u2019inclusion de \u00d81mm est 25.79\u00b5s, la distance d\u00e9duite entre le capteur et l\u2019inclusion est 19.1mm.<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_05-1.png\")
<\/p>\n<\/p>\nFigure 5 : Exemple de calcul de la distance capteur\/inclusion indiqu\u00e9e dans les fichiers exp\u00e9rimentaux. Cas de l\u2019inclusion de \u00d81mm et du capteur focalis\u00e9 \u00e0 10MHz.<\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
Ajustement de l’oriEntation du capteur<\/h2>\n<\/p>\n
Pour r\u00e9aliser une cartographie de faisceau, il faut que le traducteur soit orient\u00e9 tr\u00e8s finement de sorte que l\u2019axe du faisceau soit parfaitement perpendiculaire au plan XY form\u00e9 par les axes de d\u00e9placements du capteur.<\/p>\n<\/p>\n
Dans le cas des inclusions, le dispositif exp\u00e9rimental est illustr\u00e9 Figure 6. La proc\u00e9dure permettant de r\u00e9gler pr\u00e9cis\u00e9ment l\u2019orientation du capteur consiste en une v\u00e9rification syst\u00e9matique de la sym\u00e9trie de l\u2019\u00e9cho de l\u2019inclusion selon les axes X et Y (Figure 7). La correction de l\u2019orientation est assur\u00e9e par un goniom\u00e8tre dispos\u00e9 sur le support traducteur.<\/p>\n<\/p>\n
Figure 6 : Dispositif pour la mesure des caract\u00e9ristiques du champ ultrasonore rayonn\u00e9 par un traducteur immersion en pulse \u00e9cho.<\/address>\n<\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_06-2.png\")
<\/p>\n<\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_07-1.png\")
<\/p>\n<\/p>\nFigure 7 : V\u00e9rification de l\u2019orientation du capteur par rapport aux axes m\u00e9caniques de d\u00e9placement.<\/p>\n<\/p>\n
Dans le cas du plan infini, l\u2019effet d\u2019une d\u00e9sorientation du capteur sur l\u2019amplitude de l\u2019\u00e9cho du plan infini a \u00e9t\u00e9 \u00e9valu\u00e9 en r\u00e9alisant cinq mesures : une avec le capteur non d\u00e9sorient\u00e9 (0\u00b0) et quatre avec des d\u00e9sorientations de +1\u00b0,-1\u00b0, +2\u00b0 et -2\u00b0. La superposition des courbes amplitude\/distance obtenues \u00e0 ces diff\u00e9rentes orientations (Figure 8) montre l\u2019effet non n\u00e9gligeable de la d\u00e9sorientation sur l\u2019amplitude de l\u2019\u00e9cho. Cet effet d\u00e9croit quand la hauteur d\u2019eau augmente. La comparaison des mesures \u00e0 0\u00b0 et +\/-1\u00b0 permet de garantir l\u2019orientation \u00ab\u00a00\u00b0\u00a0\u00bb du capteur.<\/p>\n<\/p>\n
Figure 8 : R\u00e9sultats exp\u00e9rimentaux, courbes amplitude\/distance obtenues pour le plan infini et pour diff\u00e9rentes incidences du capteur (0\u00b0, +1\u00b0, -1\u00b0, +2\u00b0 et -2\u00b0). Ces courbes permettent de v\u00e9rifier l\u2019orientation du capteur par rapport au plan. Capteur plan \u00d86.35mm, 5MHz.<\/address>\n<\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_08-1.png\")
<\/p>\n<\/p>\nReproductibilit\u00e9 et incertitude exp\u00e9rimentale<\/h2>\n<\/p>\n
L\u2019incertitude exp\u00e9rimentale li\u00e9e aux ajustements m\u00e9caniques \u00e9valu\u00e9e par d\u00e9montage puis remontage complet du dispositif est de\u00a01dB.\u00a0 L\u2019intervalle de confiance des donn\u00e9es exp\u00e9rimentales a \u00e9t\u00e9 \u00e9valu\u00e9 \u00e0 +\/-2dB (1dB li\u00e9 \u00e0 l\u2019incertitude pour le r\u00e9flecteur \u00e9tudi\u00e9 et 1dB li\u00e9 \u00e0 celle pour le r\u00e9flecteur de r\u00e9f\u00e9rence pour les amplitudes).<\/p>\n<\/p>\n
Effet de l’additif antirouille dans l’eau<\/h2>\n<\/p>\n
Une premi\u00e8re s\u00e9rie d\u2019essais exp\u00e9rimentaux a \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9e dans une cuve contenant un additif \u00e9vitant la formation de rouille sur les pi\u00e8ces en acier ferritique.<\/p>\n<\/p>\n
Des mesures de reproductibilit\u00e9 r\u00e9alis\u00e9es avec et sans cet additif ont permis de montrer sa tr\u00e8s forte influence sur l\u2019att\u00e9nuation des ultrasons dans l\u2019eau.<\/p>\n<\/p>\n
Pour illustrer cet effet, une superposition de courbes \u00e9chodynamiques amplitude\/distance obtenues avec et sans additif sur une inclusion de 2mm de diam\u00e8tre est pr\u00e9sent\u00e9eci-dessous. L\u2019analyse de ces r\u00e9sultats montre que lorsque l\u2019additif est pr\u00e9sent dans l\u2019eau, le maximum d\u2019amplitude est d\u00e9cal\u00e9 de 4mm et une baisse de 6dB est observ\u00e9e \u00e0 une hauteur de 110mm dans l\u2019eau.<\/p>\n<\/p>\n
A l\u2019issue de ces r\u00e9sultats, toutes les exp\u00e9rimentations ont \u00e9t\u00e9 refaites sans pr\u00e9sence d\u2019additif.<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_09-1.png\")
<\/p>\n<\/p>\nFigure 9 : R\u00e9sultats exp\u00e9rimentaux obtenus avec et sans additif antirouille dans l\u2019eau, courbes amplitude\/distance obtenues l\u2019inclusion de \u00d82mm. Capteur plan \u00d86.35mm, 5MHz.<\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
Continuer vers Description des simulations<\/a><\/p>\n<\/p>\n