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Il est connu qa'une des grosses difficultés de 1' application des méthodes ultra-sonores au contrôle des matériaux réside dans la réali- sation du contact entre le transducteur qui engendre ou reçoit les ondes ultra-sonores et la pièce à contrôler. En effet, la transmission des ondes ultra-sonores est perturbée* par tote discontinuité dans la résistivité acous- tique du milieu de propagation qui est égale au produit de la masse spécifique du milieu de propagation par la vitesse des ultra-sons dans ce même milieu.
La perturbation consiste en une réflexion de l'onde ultra-sonore incidente, ce qui se traduit par une diminution de l' intensité de l' onde ultra-sonore trans@ise. C'est précisément cette propriété réfléchissante des surfaces de discontinuité pour la résistivité acoustique qui permet de déceler par ultra sons les défauts ( soufflures, doublures de laminage, bulles, etc.) à l' intérieur des matériaax. Il est donc important d'éliminer des réflexions dues à un contact défectueux tant à l'émission qu'à la réception des altra- sons, e façon à faire ressortir celles qui proviennent des défauts internes du matériaup'En particulier, il convient d'éliminer tout film d' air entre le transducteur émetteur ou le transducteur récepteur et la pièce à contrôler.
D'après la pratique suivie jusqu'à présent, on enduit la pièce à contrôler d'un liquide intermédiaire( eau, huit?, glycérine, etc.) ou 5 de une graisse, produits dont la résistivité acoustique ( de l'ordre de 105 gr/ sec.cm ) est beaucoup plus voisine de celle d'un solide (de l'ordre de 10 gr/sec. cm2) que ne l'est la résistivité acoustique de l' air( de l'ordre de 40 gr/sec. cm2) et qui de ce fait réduisent de façon sensible la réflexion des ondes ultra-sonores à l'entrée ou à la sortie de la pièce à contrôler.
Le produit intermédiaire est appliqué soit avant le contrôle, lors de la préparation de la pièce, soit pendant le contrôle lui-même en utilisant des transducteurs spéciaux munis d'un dispositif qui, une fois,raccordé à une installation de distribution ( d' eau, par exemple), assure 1' arrosage continu de la pièce par le liquida intermédiaire.
La présente invention a pour but de garder l'avantage offert par un film de liquide continuellement tout en supprimant l' inconvénient d' exiger le raccordement à une installation de distribution d' un liquide intermédiaire. Elle s' applique tout particulièrement aux appareils portatifs de contrôle par ultra-sons qui sont'appelés à travailler en chantier. Elle permet en outre à la couche de liquide de ne pas se "déchirer" lorsque le transducteur est promené sur la surface de la pièce à contrôler, en parti- culier lorsque cette surface est irrégulière. Cela évite de devoir usiner unepièce en vue du contrôle par ultra-sons.
Suivant la présente invention, un transducteur ultra-sonore dans lequel la transmission des ondes élastiques entre le transducteur et un corps à examiner ou à traiter est assurée par un film de liquide inter- médiaire en communication avec au moins un réservoir est caractérisé en ce que:
1) le ou les réservoirs et le ou les conduits qui assurent la communication entre le film de liquide intermédiaire et lesdits réservoirs ont des dimensions tellement petites que les forces capillaires agissant dans les réservoirs et dans les conduits étroits sont suffisantes pour empêcher un écoulement sensible dudit liquide intermédiaire.
2) le ou lesdits réservoirs sont fixes par rapport aux éléments destinés à émettre, transmettre'ou recevoir des ondes ultra-sonores,
3) le ou Iesdits réservoirs sont raccordés aux'éléments destinés à émettre, transmettre ou recevoir des ondes ultra-sonores par an élément souple permettant un certain déplacement du ou des réservoirs par rapport auxdits éléments destinés à émettre, transmettre ou recevoir des ondes ultra-sonores,
4) le ou les conduits étroits se trouvent à l'intérieur d'une ¯pièce entourant les bords de la surface de contact dudit élément destiné à
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émettre,transmettre ou recevoir des ondes ultra-sonores.
Les autres caractéristiques et les avantages de l'invention sont mis en évidence par la description de quelques exemples de réalisation non limitatifs et représentés sur les dessins annexés.
Les figuresl et 2 représentent un transducteur ordinaire suivant l'invention vu en coupe et vu.en,dessous.La figure 1 montre également le fonctionnement du transducteur.
Les figures 3 et 4 représentent un transducteur directif suivant l'invention vu en coupe et vu en dessous.
La figure 5 montre à plus grande échelle une construction ou le réservoir est mobile par rapport au transducteur.
Sur toutes ces figures, les mêmes chiffres de références désignent les mêmes éléments.
Sur les figures 1 et 2, une pièce 1 assure la transmission des ondes ultra-sonores entre un élément électro-acoustique 2, par exemple un quartz, raccordé à un générateur haute fréquence 3, et un matériau à contrôler 4.Dans le flanc de la pièce 1 sont ménages des réservoirs 5 fermés par une bague 6 qui laisse libre des orifices 7.Un liquide logé dans les réservoirs 5 est en communication permanente avec un film $du même liquide appliqué entre la bague 6 et la pièce 1 d'une part et d' autre part le matériau à contrôler 4.
La bague 6 et la pièce 1 sont réunies par un joint 9 qui n'est pas -étanche à l' ..air.Le film 8 assure la transmission des ondes ultra-sonores de la pièce 1 au matériau à contrôler 4 ou inversement.La pièce 1 dépasse légèrement la bague 6 pour que la bague 6 n' entre pas en contact avec la surface du matériau à contrôler 4 même si la surface de ce matériau estirrégulière.Lorsque le transducteur suivant la figure 1 est promené sur une surface rugueuse, par exemple sur la surface d'une barre brute de laminoir, l'épaisseur locale du film 8 varie constamment ,mais comme ce film 8 est en communication permanente avec les réservoirs 5 ces variations sont toujours compensées par la réserve de liquide.
Les dimensions des réservoirs 5 ,des orifices 7 et de la bague 6 sont choisies de préférence de façon que, lorsque le transducteur est en contact avec unepièce à contrôler 4, le liquide ne s'écoule pas sous son propre poids et que celui-ci soit retenu par les forces capillaires agissant tant dans les réservoirs et les orifices que, et surtout dans 1-*espace annulaire défini par la bague 6 d'une part et par le matériau à contrôler 4 d' aztre part.Le joint 9 qui n' est pas étanche à 1' air permet un écoulement du liquidesans formation de vide dans les réservoirs.
Un dispositif semblable peut être employé Jour 1' exploration de pièces 4 de surface courbe, dans ce cas la pièce 1 aura un rayon de courbure voisin de celui de la pice 4.
Sur les figures 3 et 4, les surfaces d'une pièce biconique 10 réfléchissent le faisceau d'ondes ultra-sonores de façon à envoyer dans le matériau à contrôler 4 un faisceau plus concentré que le faisceau émis par le cristal 2 directement.Comme il importe dans ce cas de sauvegarder la propriété réfléchissante des surfaces coniques de la pièce 10 celle-ci est entouréepar un espace d' air limité par une pièce 11. La pièce 11 présente des cannelures et coopère avec une bague 12 pour former une multitude de réservoirs 5 qui débouchent tous dans une mince fente annulaire 13 et sont ainsi mis en communication avec le film 8.
Sur la figure 5', un cristal ou une céramique piézoélectrique 2 est appliqué directement sur le matériau à contrôler, sans interposition d' une pièce de transmission. Le cristal 2 est maintenu dans une pièce isolante 14 qui est entourée d'une coupole 15. Cette coupole est fixée à une membrane en caoutchouc 16.La membrane en caoutchouc avec la coupole 15 ferment un côté d'un cylindre creux 17 qui délimite un réservoir-de liquide 5. Par cette
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disposition le réservoir de liquide est mobile par rapport au transducteur.
Le cristal piézoélectrique 2 est raccordé à un générateur 3 par un conduc- teur de haute tension 18. Celui-ci traverse le réservoir 5 à l' intérieur d'un tuyau -isolant 19 qui relia la pièce isolante 14 à une borne solante 20 opposée à ladite pièce isolante 14 par rapport au cylindre 17 et qui englobe une pièce de raccord 21. Le liquide intermédiaire qui forme un film 8 entre un matériau à contrôler 4 et le cristal piézoélectrique 2 est en communica- tion permanente,'avec une réserve de ce liquide contenue dans le réservoir 5.
A cet effet la pièce isolante 14 est solidarisée avec la coupole 15 par une fermeture à baïonnette 22 qui n'obture pas complètement l'espace annulaire
23 entre lapièce 14 et la coupole 15. Dans le bat de centrer lapièce 14 par rapport à la coupole 15, ladite pièce 14 présente un épaulement 24, des petits canaux fraisés dans cet épaulement permettant la communication de 1' espace annulaire 23 avec un autre mince espace annulaire 25 entre la pièce isolante 14 et la coupole 15. Ainsi le film de liquide 8 est en communica- tion permanente avec le réservoir 5 à travers l'espace annulaire 25, les canaux de 1 'épaulement 24 et l' espace annulaire 23.
Pour éviter que le liquide intermédiaire provoque un vide lors de son écoulement, il suffit de ne pas remplir complètement le réservoir
5 et de prévoir ainsi un volume d' air 26 qui se détend lors de la diminu- tion très lente de la réserve de liquide intermédiaire, pendant le service.
Le générateur 3 est raccordé.d'une part au transducteur et d' autre part au matériau à contrôler 4 qui constitue l' électrode mise à la masse de l'élément piézoélectrique 2. Un fil souple 27 assure la mise à la masse de la coupole 15.
Les 'transducteurs à réservoir de liquide suivant la présente invention permettent d' explorer des matériaux aux surfaces 'irrégulières telles que les barres brutes de laminoirs sans nécessiter une source abondante de liquide intermédiaire. La seule perte de liquide sensible qu'ils subissent est due au mouillage de la surface, mais:-lorsque la surface est déjà mouillée au préalable avec ledit liquide intermédiaire, le transducteur ne perd plus de liquide lorsqu'il est promené sur la surface du matériau à explorer grâce aux forces capillaires qui retiennent le film de liquide.
Toute variation du volume de ce film de liquide intermédiaire est compensée par la réserve de liquide. De ce fait ces transducteurs peuvent servir à l'exploration par ultra-sons des matériaux sur chantier.
Il est évidemment loisible de couvrir le transducteur par un couvercle étanche pour éviter 1' écoulement du liquide lors du transport.