R\u00e9f\u00e9rence pour les amplitudes lors des comparaisons mesure\/CIVA<\/h2>\n<\/p>\n
Comme pour les configurations sans lois de retards, une r\u00e9f\u00e9rence a \u00e9t\u00e9 choisie pour chaque\u00a0ouverture active pour le calcul des amplitudes relatives. Elle a \u00e9t\u00e9 obtenue en comparant des\u00a0r\u00e9sultats exp\u00e9rimentaux et de simulation de l\u2019\u00e9cho d\u2019un TG\u00d82mm \u00e0 faible profondeur dans le bloc\u00a0d\u2019\u00e9talonnage obtenus en faisant varier la hauteur d\u2019eau. Aucune loi de retards n\u2019a \u00e9t\u00e9 param\u00e9tr\u00e9e\u00a0pour la r\u00e9f\u00e9rence. Le champ lointain \u00e9tant localis\u00e9 \u00e0 une distance importante de la surface du
\ncapteur, la comparaison des courbes \u00e9chodynamiques a \u00e9t\u00e9 faite sur 380mm (distance maximale\u00a0permise par le banc de mesure).<\/p>\n<\/p>\n
En fonction de l\u2019ouverture active, la configuration et le TG de r\u00e9f\u00e9rence suivant a \u00e9t\u00e9 choisi :<\/p>\n<\/p>\n
- \n
- Ouverture 20 \u00e9l\u00e9ments : TG \u00e0 profondeur 12mm, hauteur d\u2019eau 151mm (il s\u2019agit de la m\u00eame\u00a0r\u00e9f\u00e9rence que pour la configuration sans lois de retards)<\/li>\n
- Ouverture 32 \u00e9l\u00e9ments : TG \u00e0 profondeur 24mm, hauteur d\u2019eau 201mm<\/li>\n
- Ouverture 48 \u00e9l\u00e9ments : TG \u00e0 profondeur 68mm, hauteur d\u2019eau 261mm<\/li>\n
- Ouverture 64 \u00e9l\u00e9ments : TG \u00e0 profondeur 68mm, hauteur d\u2019eau 261mm<\/li>\n<\/ul>\n
La raison pour laquelle la profondeur du TG de r\u00e9f\u00e9rence augmente en fonction de l\u2019ouverture est d\u00fbe\u00a0au fait que les TGs \u00e0 profondeur plus faible ne sont pas exploitables en raison d\u2019un \u00e9cho de surface\u00a0tr\u00e8s \u00e9tendu dans le temps venant se m\u00e9langer \u00e0 l\u2019\u00e9cho du TG.<\/p>\n<\/p>\n
La comparaison des courbes amplitude\/distance obtenues est pr\u00e9sent\u00e9e en Figure 30. Elle montre\u00a0une bonne pr\u00e9diction de l\u2019amplitude du TG pour toutes les ouvertures \u00e0 2dB pr\u00e8s.<\/p>\n<\/p>\n
Remarque : Les amplitudes exp\u00e9rimentales apparaissent bruit\u00e9es sur la figure. Il s\u2019agit soit de\u00a0signaux parasites provenant de la chaine d\u2019acquisition, soit d’\u00e9chos \u00ab fant\u00f4mes \u00bb li\u00e9s \u00e0 la grande\u00a0profondeur de num\u00e9risation\u00a0qui se somment \u00e0 l\u2019\u00e9cho utile. Certaines de ces indications ont \u00e9t\u00e9\u00a0supprim\u00e9es sur la figure, c\u2019est la raison pour laquelle des zone \u00ab vides \u00bb apparaissent.<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_31-2.png\")
<\/p>\n<\/p>\nFigure 30 : Comparaison des courbes amplitude\/distance mesur\u00e9es et simul\u00e9es avec SOV, SOV-COMPLET, TG\u00d82mm \u00e0 24mm et 68mm de profondeur dans le bloc d\u2019\u00e9talonnage en acier ferritique. Capteur multi\u00e9l\u00e9ments 5MHz, ouvertures de 32, 48 et 64 \u00e9l\u00e9ments, focalisation \u00e0 33mm dans l\u2019eau.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
Champ du capteur dans l\u2019eau en fonction de l\u2019ouverture active<\/h2>\n<\/p>\n
La Figure 31 pr\u00e9sente le champ simul\u00e9 \u00e9mis par le capteur multi\u00e9l\u00e9ments dans l\u2019eau avec un jeu de loi de retards permettant de focaliser \u00e0 33mm dans l\u2019eau en L0\u00b0. Les lois\u00a0de retards ont \u00e9t\u00e9 calcul\u00e9es pour les 4 ouvertures actives : 20, 32, 48 et 64 \u00e9l\u00e9ments. Sous chaque\u00a0cartographie de champ (de m\u00eame dimension pour toutes les ouvertures : 10 x 60 mm) est repr\u00e9sent\u00e9\u00a0la courbe amplitude\/distance extraite au centre de l\u2019ouverture et, \u00e0 droite de la cartographie, le profil\u00a0dans le plan perpendiculaire \u00e0 la distance correspondant au maximum d\u2019amplitude.<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_32-2.png\")
<\/p>\n<\/p>\nFigure 31 : Simulation avec CIVA du champ \u00e9mis par le capteur dans l\u2019eau avec une loi focale de 33mm dans l\u2019eau pour 4 diff\u00e9rentes ouvertures actives : 20, 32, 48 et 64 \u00e9l\u00e9ments. Capteur multi\u00e9l\u00e9ments, 5MHz.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
La position des amplitudes maximales en fonction de l\u2019ouverture\u00a0active et la largeur de la tache focale \u00e0 -3dB sont affich\u00e9es sur le tableau 5.<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Tableau_08.png\")
<\/p>\n<\/p>\nTableau 5\u00a0: Distances capteur\/inclusion correspondant au maximum d\u2019amplitude du champ \u00e9mis sur l\u2019axe du capteur et largeur de la tache focale en fonction de l\u2019ouverture active. Capteur multi\u00e9l\u00e9ments avec 20, 32, 48 et 64 \u00e9l\u00e9ments actifs, loi focale profondeur 33mm dans l\u2019eau.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
La Figure 32 montre l\u2019exemple de profil de champ suivant le centre du capteur obtenu pour une\u00a0ouverture de 32 \u00e9l\u00e9ments et une loi focale permettant de focaliser \u00e0 33mm dans l\u2019eau en L0\u00b0. Des\u00a0cartographies de champ \u00e0 hauteur d\u2019eau fixe dans le plan perpendiculaire ont \u00e9galement \u00e9t\u00e9\u00a0calcul\u00e9es et sont pr\u00e9sent\u00e9es en bas de la figure.\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_33-2.png\")
<\/p>\n<\/p>\nFigure 32: Simulation avec CIVA du champ \u00e9mis par le capteur multi\u00e9l\u00e9ments dans l\u2019eau. En haut profil du champ le long de l\u2019axe du capteur montrant un maximum \u00e0 33mm de distance du capteur. En bas, cartographies (10mmx20mm, 20mmx20mm et 40mmx20mm) du champ dans des plans perpendiculaires \u00e0 son axe \u00e0 diff\u00e9rentes distances du capteur. Amplitudes comparables (r\u00e9f = amplitude maximale du champ (obtenue \u00e0 D=33mm). Capteur multi\u00e9l\u00e9ments avec 32 \u00e9l\u00e9ments actifs, focalisation \u00e0 33mm dans l\u2019eau, 5MHz.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
R\u00e9sultats obtenus pour l\u2019inclusion en acier<\/h2>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
Courbes amplitude\/distance<\/h2>\n<\/p>\n
Les comparaisons des courbes amplitude\/distance exp\u00e9rimentales et simul\u00e9es avec les trois mod\u00e8les\u00a0SOV, SOV-COMPLET et SPECULAIRE sont pr\u00e9sent\u00e9es pour 4 ouvertures actives (20 et 32\u00a0\u00e9l\u00e9ments sur la Figure 33; 48 et 64 \u00e9l\u00e9ments sur la Figure 34) et une loi focale permettant de focaliser\u00a0\u00e0 33 mm dans l\u2019eau.
\nLes \u00e9carts\u00a0entre dmaxEXPERIMENTAL et dmaxCIVA sont indiqu\u00e9s sur le tableau 6.<\/p>\n<\/p>\nOuverture de 20 \u00e9l\u00e9ments :<\/h3>\n<\/p>\n
Un bon accord est obtenu entre l\u2019exp\u00e9rience et la simulation. La position du maximum de l\u2019\u00e9cho\u00a0sp\u00e9culaire ainsi que son amplitude relativement \u00e0 l\u2019\u00e9cho du TG de r\u00e9f\u00e9rence sont bien pr\u00e9dites avec\u00a0les 3 mod\u00e8les. Une meilleure pr\u00e9diction est obtenue avec les mod\u00e8les \u00ab rayon \u00bb apr\u00e8s la zone focale\u00a0(les \u00e9carts maximums atteignent 2dB).<\/p>\n<\/p>\n
Ouverture de 32 et 48 \u00e9l\u00e9ments :<\/h3>\n<\/p>\n
Nous observons \u00e9galement une bonne pr\u00e9diction des 3 mod\u00e8les sur l\u2019\u00e9volution de l\u2019amplitude et la\u00a0position du maximum d\u2019amplitude de l\u2019\u00e9cho sp\u00e9culaire. Les\u00a0\u00e9carts max sont de l\u2019ordre de 2\/3dB.\u00a0Comme pour l\u2019ouverture de 20 \u00e9l\u00e9ments, nous observons une meilleure pr\u00e9diction avec les mod\u00e8les\u00a0SOV-COMPLET et SPECULAIRE apr\u00e8s la zone focale. Il existe cependant apr\u00e8s la zone focale une\u00a0petite oscillation d\u2019amplitude qui n\u2019apparait pas sur l\u2019exp\u00e9rience. Les \u00e9carts d\u2019amplitude ne d\u00e9passent\u00a0cependant pas les 2dB.<\/p>\n<\/p>\n
Ouverture de 64 \u00e9l\u00e9ments :<\/h3>\n<\/p>\n
Ce cas de figure montre l\u2019apport des mod\u00e8les SOV-COMPLET et SPECULAIRE sur les pr\u00e9dictions\u00a0de l\u2019amplitude de l\u2019\u00e9cho d\u2019inclusion en fonction de la hauteur d\u2019eau. En effet, en dehors de la zone\u00a0focale, les amplitudes simul\u00e9es avec le mod\u00e8le SOV ont tendance \u00e0 \u00eatre sous-estim\u00e9es. Les \u00e9carts\u00a0maximums observ\u00e9s entre l\u2019exp\u00e9rience et les pr\u00e9diction du mod\u00e8le vont jusqu\u2019\u00e0 5\/6dB. Entre\u00a0l\u2019exp\u00e9rience et les pr\u00e9dictions des mod\u00e8les SOV-COMPLET et SPECULAIRE, ces \u00e9carts sont inf\u00e9rieurs \u00e0 2dB.<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_36.png\")
<\/p>\n<\/p>\nFigure 33: Comparaison des courbes amplitude\/distance mesur\u00e9es et simul\u00e9es dans l\u2019eau avec SOV, SOVCOMPLET et SPECULAIRE sur une inclusion de 1mm de diam\u00e8tre, cas des ouvertures de 20 et 32 \u00e9l\u00e9ments,focalisation \u00e0 33mm dans l\u2019eau. Les traits verticaux correspondant \u00e0 la position du point focal. Capteur multi\u00e9l\u00e9ments, 5MHz.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_37-1.png\")
<\/p>\n<\/p>\nFigure 34: Comparaison des courbes amplitude\/distance mesur\u00e9es et simul\u00e9es dans l\u2019eau avec SOV, SOVCOMPLET et SPECULAIRE sur une inclusion de 1mm de diam\u00e8tre, cas des ouvertures de 48 et 64 \u00e9l\u00e9ments,focalisation \u00e0 33mm dans l\u2019eau. Les traits verticaux correspondant \u00e0 la position du point focal. Capteur multi\u00e9l\u00e9ments, 5MHz.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
La distance \u00ab dmax \u00bb \u00e0 laquelle l\u2019amplitude de l\u2019\u00e9cho est maximale est tr\u00e8s bien pr\u00e9dite avec tous les\u00a0mod\u00e8les et pour toutes les ouvertures. Les \u00e9carts\u00a0n\u2019exc\u00e9dent pas 1mm.<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Tableau_10.png\")
<\/p>\n<\/p>\nTableau 6: Ecarts entre mesure\/CIVA entre les distances capteur\/inclusion du tableau pr\u00e9c\u00e9dent. Les nombres en caract\u00e8res gras correspondent aux cas non brid\u00e9s dans CIVA. Focalisation \u00e0 33mm de profondeur dans l\u2019eau, capteur multi\u00e9l\u00e9ments, 5MHz.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
Les A-scans des \u00e9chos d\u2019inclusion exp\u00e9rimentaux et simul\u00e9s avec SOV et SOV-COMPLET sont\u00a0repr\u00e9sent\u00e9s sur la Figure 35 pour deux distances entre le capteur et l\u2019inclusion. Pour plus de clart\u00e9,\u00a0seul le premier \u00e9cho de bille (\u00e9cho sp\u00e9culaire) est pr\u00e9sent\u00e9. D\u2019autre part, les A-scans obtenus avec le\u00a0mod\u00e8le SPECULAIRE et SOV-COMPLET \u00e9tant tr\u00e8s semblables, seul le A-scan obtenu avec SOV_COMPLET\u00a0est repr\u00e9sent\u00e9.<\/p>\n<\/p>\n
La superposition des A-scans montrent une bonne pr\u00e9diction de la forme des signaux \u00e9chos sur les\u00a0diff\u00e9rents cas de figure. A hauteur d\u2019eau de 103mm, le mod\u00e8le SOV-COMPLET semble plus juste en\u00a0fr\u00e9quence et forme du signal par rapport au mod\u00e8le SOV avec approximation d\u2019onde plane.<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_38-1.png\")
<\/p>\n<\/p>\nFigure 35: Comparaison des A-scans mesur\u00e9s et simul\u00e9s avec SOV et SOV-COMPLET sur une inclusion de \u00d81mm. Focalisation \u00e0 33mm de profondeur dans l\u2019eau, capteur multi\u00e9l\u00e9ments, 5MHz.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
Cartographies dans le plan XY<\/h2>\n<\/p>\n
Les courbes \u00e9chodynamiques XY exp\u00e9rimentales et simul\u00e9es avec les 3 mod\u00e8les disponibles ont \u00e9t\u00e9\u00a0extraites \u00e0 la position du point focal dans l\u2019eau (33mm) pour toutes les ouvertures actives. La Figure\u00a036 correspond aux ouvertures de 20 et 32 \u00e9l\u00e9ments actifs et la Figure 37 aux ouvertures de 48 et 64\u00a0\u00e9l\u00e9ments actifs, suivant l\u2019axe X.<\/p>\n<\/p>\n
Les courbes sont normalis\u00e9es en amplitude\u00a0(amplitude max = 0dB) afin de comparer les largeurs focales.<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_39.png\")
<\/p>\n<\/p>\nFigure 36: Comparaison des courbes \u00e9chodynamiques exp\u00e9rimentales et simul\u00e9es selon l\u2019axe X avec SOV, SOV-COMPLET et SPECULAIRE sur une inclusion de 1mm de diam\u00e8tre, cas des ouvertures de 20 et 32 \u00e9l\u00e9ments, focalisation \u00e0 33mm dans l\u2019eau. Capteur multi\u00e9l\u00e9ments, 5MHz.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_40.png\")
<\/p>\n<\/p>\nFigure 37: Comparaison des courbes \u00e9chodynamiques exp\u00e9rimentales et simul\u00e9es selon l\u2019axe X avec SOV, SOV-COMPLET et SPECULAIRE sur une inclusion de 1mm de diam\u00e8tre, cas des ouvertures de 48 et 64 \u00e9l\u00e9ments, focalisation \u00e0 33mm dans l\u2019eau. Capteur multi\u00e9l\u00e9ments, 5MHz.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
Les comparaisons exp\u00e9rience\/simulations des courbes \u00e9chodynamiques normalis\u00e9es en amplitude\u00a0suivant X montrent un bon accord pour les 3 mod\u00e8les sur la pr\u00e9diction de la largeur focale \u00e0 -6dB (\u00e0\u00a0+\/- 0.05mm pr\u00e8s).<\/p>\n<\/p>\n
Au-del\u00e0 de cette zone \u00e0 -6dB, on observe un fort d\u00e9saccord entre l\u2019exp\u00e9rience et les r\u00e9sultats\u00a0obtenus avec le mod\u00e8le SOV. Ce dernier\u00a0sous-estime l\u2019amplitude de l\u2019\u00e9cho d\u2019inclusion. Cet \u00e9cart\u00a0est d\u2019autant plus important que le nombre d\u2019\u00e9l\u00e9ments est faible. Pour une ouverture de 20 \u00e9l\u00e9ments\u00a0actifs, \u00e0 0.8mm du centre du capteur, les \u00e9carts s\u2019\u00e9l\u00e8vent \u00e0 12dB environ.<\/p>\n<\/p>\n
La comparaison des r\u00e9sultats exp\u00e9rimentaux avec les mod\u00e8les SOV-COMPLET et SPECULAIRE\u00a0montre une nette am\u00e9lioration des pr\u00e9dictions pour les zones les plus \u00e9loign\u00e9es du centre du capteur.\u00a0En effet, les \u00e9carts s\u2019\u00e9l\u00e8vent \u00e0 2dB au maximum m\u00eame pour un point d\u2019observation situ\u00e9 \u00e0 -32dB en\u00a0dessous du maximum d\u2019amplitude.<\/p>\n<\/p>\n
La Figure 38 montre un exemple de superposition des courbes \u00e9chodynamiques exp\u00e9rimentales et\u00a0simul\u00e9es suivant l\u2019axe Y, extraites \u00e0 la hauteur d\u2019eau de 33mm et une ouverture de 32 \u00e9l\u00e9ments\u00a0actifs. La comparaison montre que les 3 mod\u00e8les pr\u00e9disent assez fid\u00e8lement les amplitudes. Les\u00a0\u00e9carts max entre l\u2019exp\u00e9rience et la simulation n\u2019exc\u00e8dent pas 2dB pour tous les mod\u00e8les.<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_41.png\")
<\/p>\n<\/p>\nFigure 38: Comparaison des courbes \u00e9chodynamiques exp\u00e9rimentales et simul\u00e9es selon l\u2019axe Y avec SOV, SOV-COMPLET et SPECULAIRE sur une inclusion de 1mm de diam\u00e8tre, cas de l\u2019ouverture de 32 \u00e9l\u00e9ments, focalisation \u00e0 33mm dans l\u2019eau. Capteur multi\u00e9l\u00e9ments, 5MHz.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
Les \u00e9carts entre les\u00a0largeurs de tache focale simul\u00e9es et exp\u00e9rimentales \u00e0 -6dB en fonction de l\u2019ouverture active sont affich\u00e9es sur\u00a0le Tableau\u00a07.\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Tableau_12.png\")
<\/p>\n<\/p>\nTableau 7: Ecarts (en mm) entre les simulations et la mesure pour les taches focales \u00e0 -6dB suivant X aux distances auxquelles l\u2019amplitude de la courbe amplitude\/distance est maximale. R\u00e9sultats de simulations avec les 3 mod\u00e8les. Focalisation \u00e0 33mm de profondeur dans l\u2019eau, capteur multi\u00e9l\u00e9ments, 5MHz.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
Continuer vers conclusion<\/a><\/p>\n<\/p>\n
Retour vers r\u00e9sultats des configurations sans lois de retards<\/a><\/p>\n<\/p>\n