BRPI0713049A2 - controle não destrutivo de produtos siderúrgicos para ultra-sons - Google Patents

Abstract

CONTROLE NãO DESTRUTIVO DE PRODUTOS SIDERúRGICOS PARA ULTRA-SONS. Dispositivo de controle não destrutivo de tubos. Ele coleta informações sobre imperfeições de sinais captados por receptores ultra-sonoros consecutivamente à excitação seletiva de emissores ultra-sonoros, segundo uma lei de tempo escolhida. Os receptores formam uma disposição de geometria escolhida, acoplada de maneira ultra-sonora, com movimento relativo de rotação/transíação, com o tubo. O dispositivo compreende um conversor (891; 892) isolando seletivamente uma representação numérica de ecos em janelas temporais designadas, em função do movimento, e tirando uma imagem (901; 902) de imperfeições, um filtro (921, 922), determinando zonas de imperfeição presumida (Zcur) e propriedades destas, um combinador (960) preparando entradas numéricas de trabalho, a partir de um extrato (951; 952) das imagens de uma zona de im- perfeição, de propriedades desta oriundas do filtro e de dados de contexto (740), um circuito neural (970) que recebe as entradas de trabalho, um estágio numérico de decisão e de alarme (992), operando sobre a base da saída do circuito neuronal, e um autómato de tri e de marcação (994) dos tubos decididos não conformes pelo estágio de decisão e alarme.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CONTROLE NÃO DESTRUTIVO DE PRODUTOS SIDERÚRGICOS PARA ULTRA- SONS".

A invenção se refere ao controle não destrutivo de materiais, notadamente para os tubos em fabricação.

São conhecidas diferentes preposições, nas quais se voltará, tendendo a utilizar as redes neurais no âmbito do controle não destrutivo de materiais. Mas esse existente não é de natureza a funcionar em meio indus- trial, sobre equipamentos já em serviço, em tempo real, e permitindo uma classificação no vôo das imperfeições, segundo sua natureza, de modo que se possa prevenir rapidamente um problema ocorrido em fase de produção.

O objeto da invenção é de melhorar a situação para um sistema que possa:

- se utilizado em meio industrial e implantado facilmente sobre equipamentos existentes nesse meio,

- se utilizado em tempo real, isto é, dar um diagnóstico rápido (a uma velocidade suficiente para não diminuir a velocidade de produção glo- bal), e

- que permita uma classificação das imperfeições segundo sua natureza, de maneira a conhecer sua gravidade e a permitir a determinação da causa técnica na origem da imperfeição e assim prevenir rapidamente o problema em fase de produção.

De acordo com um primeiro aspecto da invenção, é proposto um dispositivo que forma ferramenta auxiliar na exploração, para o controle não destrutivo de tubos (ou outros produtos siderúrgicos) em curso e na saída de fabricação. Essa ferramenta é destinada a colher informações sobre eventu- ais imperfeições do tubo. Captadores ultra-sonoros emissores são excitados seletivamente, segundo uma lei de tempo escolhido. Sinais de retorno são captados por captadores ultra-sonoros receptores, formando uma disposição de geometria escolhida, montada em acoplamento ultra-sonoro com o tubo por intermédio de um meio líquido. Enfim, há geralmente um movimento re- lativo de rotação/translação entre o tubo e a disposição de transductores. A ferramenta auxiliar na exploração proposta compreende:

- um conversor, capaz de isolar seletivamente uma representa- ção numérica de possíveis ecos em janelas temporais designadas, em fun- ção do movimento relativo de rotação/translação, e daí tirar uma imagem de imperfeições possíveis no tubo;

- um filtro, capaz de determinar, nas imagens, zonas de imper- feição presumida, assim como propriedades de cada imperfeição presumida;

- um combinador, ajustado para preparar entradas numéricas de circuito neural, a partir de um extrato das imagens correspondentes a uma zona de imperfeição presumida, de propriedades da imperfeição presumida na mesma zona, oriundas do filtro e de dados de contexto;

- pelo menos um circuito neural, que recebe entradas oriundas do combinador;

- um estágio numérico de decisão e alarme, operando sobre a base da saída do circuito neural; e

- um autômato de tri e de marcação, ajustado para afastar e marcar tubos decididos não conformados pelo estágio numérico de decisão e alarme.

A invenção pode também se colocar no nível de um dispositivo de controle não destrutivo de tubos (ou outros produtos siderúrgicos) em curso ou na saída de fabricação, que compreende:

- uma disposição de transductores ultra-sonoros de geometria escolhida, montado em acoplamento ultra-sonoro com o tubo por intermédio de um meio líquido, com movimento relativo de rotação/translação entre o tubo e a disposição de transductores;

- circuitos para excitar seletivamente esses elementos transduc- tores, segundo uma lei de tempo escolhida, e para coletar os sinais de retor- no que eles captam, e

- uma ferramenta auxiliar na exploração tal como definido mais acima e detalhado a seguir.

Um outro aspecto da invenção se expressa sob a forma de um processo de controle não destrutivo de tubos (ou outros produtos siderúrgi- cos) em curso ou na saída de fabricação, compreendendo as seguintes eta- pas:

a. prever uma disposição de transductores ultra-sonoros de geometria escolhida, montado em acoplamento ultra- sonoro com o tubo por intermédio de um meio líquido, com movimento relativo de rotação/translação entre o tubo e a disposição de transductores;

b. excitar seletivamente esses elementos transductores, se- gundo uma lei de tempo escolhida;

c. coletar os sinais de retorno que eles captam, a fim de ana- lisar seletivamente esses sinais de retorno, para daí tirar in- formações sobre eventuais imperfeições de tubo.

O processo proposto compreende, além disso, as seguintes eta- pas:

d. isolar seletivamente uma representação numérica de pos- síveis ecos em janelas temporais designadas, em função do movimento relativo de rotação/translação, e daí tirar uma imagem de imperfeições possíveis no tubo;

e. filtrar as imagens segundo critérios de filtragem escolhidos,

a fim de aí determinar zonas de imperfeição presumida,

assim como propriedades de cada imperfeição presumida,

assim como propriedades de cada imperfeição presumida,

f. formar entradas numéricas de circuito neural, a partir de um extrato das imagens correspondente a uma zona de imperfeição presumida, de propriedades da imperfeição presumida na mesma zona, oriundas do filtro, e de dados de contexto;

g. aplicar as entradas assim formadas em pelo menos um circuito neural;

h. tratar numericamente a saída do circuito neural, segundo critérios de decisão escolhidos, para daí tirar uma decisão e/ou um alarme; e i. afastar e marcar tubos decididos não conformados pela etapa h.

Outros aspectos da invenção serão descobertos na seqüência do presente pedido de patente.

Outras características e vantagens da invenção apareceram com o exame da descrição detalhada a seguir, assim como dos desenhos anexa- dos, nos quais:

- a figura 1 representa uma vista esquemática em perspectiva de um tubo, tendo imperfeições ou defeitos ditos padrões;

- a figura 2 representa uma vista lateral esquemática, ilustrando

um exemplo de instalação do tipo "controle com cabeças giratórias" sobre um tubo na saída de fabricação;

- as figuras 3A a 3C são detalhes de diferentes tipos de medida de espessura e de controle de imperfeições longitudinais e transversas;

- a figura 4 representa o esquema de princípio da eletrônica as- sociada a um captador ultra-sonoro em controle não destrutivo em uma ins- talação clássica;

- as figuras 5A e 5B representam uma vista em corte e uma vista lateral de um tipo particular de célula de controle não destrutivo, comumente denominado "com cabeça giratória" e representado esquematicamente;

- a figura 6 mostra a complexidade dos trajetos ultra-sonoros encontrados em um tubo, em um exemplo simples;

- as figuras 6A e 6B são diagramas temporais esquemáticos de sinais ultra-sonoros, para um captador sob incidência normal (perpendicu- lar), respectivamente;

- a figura 7 representa um gráfico mostrando uma representação clássica da seletividade de uma instalação de controle;

- a figura 8 representa um esquema de princípio da eletrônica associada a um captador ultra-sonoro em controle não destrutivo em um e- xemplo de instilação capaz de aplicar a invenção;

- a figura 8A é o esquema funcional mais detalhado de uma par- te da figura 8; - a figura 9 representa uma cópia de tela esquematizada, ilus- trando duas imagens ultra-sonoras numeradas de imperfeições potenciais em um tubo;

- as figuras 10A a 10D são representações esquemáticas de di- ferentes tipos de imperfeições, segundo a classificação API (American Petro- leum lnstitute) e que constituem os dados de saída da rede neural que tende a determinar o tipo da imperfeição;

- a figura 11 representa o esquema funcional mais detalhado de uma outra parte da figura 8;

- a figura 12 representa um diagrama seqüencial, ilustrando o tratamento de imperfeições potenciais sucessivas em uma imagem;

- a figura 13 representa o esquema funcional de um sistema de filtros utilizáveis segundo a invenção;

- a figura 14 representa o esquema funcional de uma montagem com rede neural tendendo a determinar o tipo de uma imperfeição em um tubo;

- a figura 15 representa o esquema funcional de uma montagem com rede neural, tendendo a determinar o grau de profundidade de uma im- perfeição em um tubo;

- a figura 16 representa o esquema funcional do modelo de neurônio;

- a figura 17 representa um exemplo de função de transferência de um neurônio elementar; e

- a figura 18 representa o esquema geral de uma instalação, uti- lizando a invenção, para a detecção dos defeitos em diferentes tipos de cap- tadores.

Os desenhos contêm elementos de caráter determinado. Eles poderão, portanto, não somente servir para fazer compreender melhor a presente invenção, mas também contribuir para a sua definição, se for o caso.

Na seqüência do presente texto, um captador ultra-sonoro pode- rá ser designado indiferentemente pelos termos captador ou apalpador ou transductor bem conhecidos do técnico.

Usos conhecidos das redes neurais

A utilização de redes neurais no âmbito do controle não destruti- vo de materiais constituiu o objeto de numerosas publicações, na maior par- te do tempo, bastante teóricas, que será considerada agora.

O artigo "Localization and Shpe Classification of Defects using the Finite Element Method and the Neural Networks" de ZAOUI, MAR- CHAND e RAZEK (NDT. NET-AOUT 1999, vol. IV ne resumido 8) fórmula das proposições nesse domínio. Todavia, essas proposições são feitas no âmbito de manipulações em laboratório, e a aplicação descrita não permite uma utilização em linha, em meio industrial. Além disso, só a detecção por corrente de Foucault é tratada, o que é freqüentemente insuficiente.

O artigo "Automatic Detection of Defect in Industrial Ultrasound images using a neural Network" de Lawson et Parker (Proc. Of Int. Symposi- um on Lasers, Optics, and Vision for Productivity in Manufacturing I (Vision Systems: Applications), junho 1996, Proc. Of SPIE vol. 2786, pp. 37-47, 1996), descreve a aplicação do tratamento de imagens e das redes neurais na interpretação do que se denomina "scan TOFD". O método dito TOFD (Time of Flight Diffraction) consiste em marcar as posições do captador ultra- sonoro no qual se pode observar uma difração do feixe as bordas da imper- feição, o que permite na seqüência dimensionar a imperfeição. Esse método dificilmente é adaptável aos equipamentos de controle não destrutivo já exis- tentes, em particular em meio industrial.

O artigo "Shape Classification of Flaw Indications in 3-Dimen- sional ultrasonic Images" de Dunlop et McNab (IEE Proccedings - Science, Measurement and Technology - July 1995 - volume 142, Issue 4, p. 307-312) se refere ao diagnóstico em termos de corrosão de pipeline. O sistema per- mite um controle não destrutivo em profundidade e permite um estudo nas três dimensões e em tempo real. Todavia, o sistema é muito lento. Isto torna sua utilização em meio industrial relativamente difícil.

O artigo "Application of neuro-fuzzy techniques in oil pipelines ultrasonic nondestructive testing" de Ravanbord (NDT & E International 38 (2005) ρ 643-653) sugere que os algoritmos de detecção da imperfeição po- dem ser melhorados pela utilização de elementos de lógica desfocada, mis- turados na rede de neurônios. Todavia, as técnicas estudadas se referem também à inspeção de imperfeições de pipeline e um diagnóstico sobre im- perfeições de corrosão.

DE 42 01 502 C2 descreve um método para criar um sinal desti- nado a uma rede de neurônios mais fornece apenas poucas informações ou nenhuma sobre a interpretação dos resultados, em termos de diagnósticos. Além disso, de novo, só a detecção por corrente de Foucault é tratada.

A publicação de patente japonesa 11 -002626 se refere à detec- ção de imperfeições longitudinais unicamente e somente por correntes de Foucault.

A publicação de patente Ng 08-110323 se contenta com um es- tudo em freqüência dos sinais obtidos por ultra-sons.

A publicação de patente ng 2003-279550 descreve um programa para fazer a diferença entre uma zona qualificada de sadia e uma zona má de um produto, utilizando uma rede de neurônios. Esse programa não vai mais longe e não permite a classificação, nem a localização de imperfeições. Em conseqüência, a aplicação desse programa pode freqüentemente levar à rejeição de peças que seriam com tudo consideradas como boas, caso os resultados fossem interpretados por um operador humano.

Controles não destrutivos de tubos - Estado da técnica

A descrição detalhada a seguir é dada essencialmente no âmbi- to do controle não destrutivo de tubo na saída da fabricação, a título não Iimi- tativo.

Conforme indicado na figura 1, as imperfeições em um tubo T podem ser distinguidas a partir de sua posição. Assim, as imperfeições de superfície, interna ou externa compreendem as imperfeições longitudinais LD, e as imperfeições circunferenciais (ou transversas ou através de ou transversais) CD e as imperfeições oblíquas ou inclinadas ID: por diferentes disposições de captadores, procura-se detectá-las, desde que elas se es- tendam por um comprimento e uma profundidade definida, segundo as nor- mas ou as especificações ou cadernos de encargos dos clientes (a título de exemplo, um valor de comprimento de imperfeição citado nas normas é de Vz polegada, seja 12,7 mm aproximadamente com uma profundidade de apro- ximadamente 5% de espessura do produto controlado). Tem-se interesse também pelas imperfeições "na parede", isto é, na massa MD (não visíveis na figura 1), que corresponde freqüentemente as inclusões ou a desdobra- dores, que se procura detectar ao mesmo tempo que se faz uma medida de espessura. Os feixes ultra-sonoros estão representados divergentes na figu- ra 1, para fazer compreender a detecção de imperfeições. Na prática, serão antes de tudo convergentes conforme será visto.

De maneira clássica, em controle não destrutivo por ultra-sons, utiliza-se um dos três tipos de instalações seguintes: as instalações ditas "com cabeça giratória", as instalações ditas "com tubo giratório", e as insta- lações com captador envolvendo multi-elementos, todas bem conhecidas do técnico. No caso de utilização de captadores que operam em varredura ele- trônica, a rotação relativa tubo/captadores é virtual. Tal qual utilizada no ca- so, expressão "movimento relativo de rotação/translação entre tubo e dispo- sição de transductores" abrange o caso em que a rotação relativa é virtual.

Sobre a figura 2, a máquina de controle não destrutivo com ca- beça giratória compreende um dispositivo com ultra-sons propriamente dito, montado sobre um compartimento com água "ou caixa d'água" 100, que a- travessa o tubo T à velocidade ν = 0,5 metro por segundo, por exemplo. Os captadores ou apalpadores com ultra-sons emitem ondas longitudinais na água. Um captador determinado trabalha, por exemplo, a 1 ou alguns MHz. Ele é excitado repetitivamente por impulsos, de forma de onda escolhida, a uma cadência (ou freqüência) de recorrência FR que é da ordem de alguns kHz ou dezenas de kHz, por exemplo, de 10 kHz.

Por outro lado, um transductor com ultra-sons possui:

- uma radiação de campo próxima, praticamente paralela, em uma zona dita de Fresnel, sede de numerosas interferências, cujo compri- mento no eixo do feixe é

<formula>formula see original document page 9</formula> na qual D é o diâmetro da pastilha ativa de transductor, e λ seu comprimento de onda de trabalho, e

- uma radiação de campo longínquo, em uma zona dita de Frau- nhofer, segundo um feixe divergente de ângulo 2 a, com

Sen a = 1,22 λ/D

As figuras 3A, 3B e 3C representam captadores tornados con- vergentes, por meio de uma lente (com ultra-sons) côncavo, tais que são comumente utilizados nas aplicações nos tubos. Utiliza-se, de preferência, a zona de Fraunhofer, menos perturbada.

Assim, para captadores, tais como P11 e P12, o feixe de ultra- sons, que é, em geral, focalizado, se estende nas proximidades de um plano perpendicular ao eixo do tubo Τ. A detecção é feita, portanto, sensivelmente em seção reta. Seus papéis são os seguintes:

- ou seu feixe é também perpendicular ao eixo do tubo T na se- ção reta, e servem para a medida de espessura (por exemplo, P1, figura

3A); fala-se então de "apalpamento direito";

- ou seu feixe é incidente sobre o eixo do tubo T, em seção reta, e sevem para detectar as imperfeições longitudinais (por exemplo, P11, figu- ra 3B). Nesse caso, o ângulo de incidência na seção reta é, de preferência, escolhido para gerar no tubo apenas ondas ultra-sonoras transversais ou de cisalhamento, considerando-se características da interface água/metal do tubo (em princípio água/aço). São previstos geralmente dois captadores P11 e P12, de incidências opostas em relação ao eixo do tubo (figura 2).

A máquina co compreende também captadores, tais como P21 e P22 dos quais, ao contrário, o feixe de ultra-sons, que é também focalizado em regra geral, se estende nas proximidades de um plano que passa pelo eixo do tubo, mas incidente em relação ao plano perpendicular ao eixo do tubo T (ver captador P21, figura 3C). Nesse caso, o ângulo de incidência em relação ao plano perpendicular ao eixo do tubo é, de preferência, escolhido para gerar no tubo apenas ondas ultra-sonoras transversais ou de cisalha- mento, considerando-se características da interface água/metal do tubo (em princípio água/aço). Esses captadores servem para detectar as imperfeições transversas. São previstos geralmente dois captadores P21 e P22 de inci- dências opostas em relação ao plano perpendicular ao eixo do tubo (figura 2).

O controle das imperfeições é feito geralmente focalizando o fei- xe. O ponto de focalização é medido em relação ao "salto", que correspon- dendo ao primeiro trajeto de ida e volta dos ultra-sons na espessura do tubo. Assim, o captador da figura 3A é focalizado no semi-salto, enquanto que os captadores das figuras 3B e 3C são focalizados em 3A de salto. Por outro lado, o controle das imperfeições externas é feito geralmente na queda e aquele das imperfeições internas ao semi-salto.

Anota-se Ta, o tempo de presença requerido para que o apalpa- dor possa receber corretamente o retorno do feixe de ultra-sons, representa- tivo de uma eventual imperfeição. Esse tempo Ta depende da soma dos dois tempos seguintes:

- por um lado, o tempo de propagação ida e volta de ondas ultra- sonoras longitudinais, sobre a altura da "coluna d'água" presente entre o apalpador e o tubo, no trajeto dos ultra-sons;

- por outro lado, o tempo de propagação de ondas ultra-sonoras transversais, tal como requerido no interior do tubo para fazer o controle ele próprio não destrutivo. Esse tempo depende principalmente de uma escolha do número desejado de reflexos das ondas transversais no interior da pare- de do tubo.

Classicamente, os apalpadores são acionados em rotação em torno do eixo do tubo, por meios não representados, a uma velocidade T da ordem de vários milhares de rpm (6000 rpm, por exemplo). No caso também conhecido do técnico em que é o tubo que é acionado em rotação, enquanto que os apalpadores não são acionados em rotação (instalação dita "com tubo giratório"), a velocidade de rotação do tubo é da ordem de algumas de- zenas a alguns milhares de rpm.

Pode-se denominar "célula" cada conjunto captador - meio de transmissão (água) - tubo. Para uma célula, deve-se considerar, além disso, a abertura de feixe Od dos apalpadores com ultra-sons em detecção. Uma abertura pode ser definida com duas componentes (figura 1), uma Odl na seção reta do tubo, a outra Od2 no plano que passa pelo eixo do tubo e pelo apalpador.

A regulagem da instalação (em função da velocidade de rotação, da velocidade de passagem, das dimensões 0d1 e Od2 e do número de a- palpadores). Deve garantir uma varredura pelos feixes ultra-sonoros do con- junto das superfícies e do volume do tubo a controlar.

Deve ser observado que certas normas ou caderno de encargos com especificações dos clientes impõem uma cobertura das zonas varridas.

O tempo de análise Ta é, portanto, definido por um compromisso entre:

- a cadência (ou freqüência) de recorrência Fr;

- em seção reta do tubo, a velocidade de rotação ω, consideran- do-se a abertura em detecção Od1 dos apalpadores com ultra-sons (em ou- tros termos, considerando-se a rotação dos captadores, a componente Od1 da abertura de feixe deve permitir um tempo de presença da imperfeição diante dos captadores que seja pelo menos igual à Ta);

- ao longo do tubo, a velocidade de passagem ν deste, conside- rando-se a abertura em detecção Od2 de um apalpador com ultra-sons, e do número NFi de apalpadores consagrados com a mesma função Fi (que constituem, portanto, um grupo de apalpadores), na periferia do tubo (em outros termos, considerando-se o avanço do tubo, a componente Od2 da abertura do feixe deve permitir um tempo de presença da imperfeição diante do captador (ou do grupo de captadores) que seja pelo menos igual à Ta);

- o número de apalpadores consagrados ao mesmo papel (isto

é, com a mesma função), e

- os tempos de propagação das ondas, tais como definidos ante- riormente.

Classicamente, a máquina compreende tipicamente em todos dois captadores, tais como P11, P12 para o controle das imperfeições de tipo CD, aos quais se acrescenta, em princípio, um captador, tal como P1, para a medida da espessura do produto e o controle das imperfeições de tipo MD. Cada captador pode ser, na realidade, um grupo de captadores que trabalham juntos, conforme será visto.

A máquina possui, de forma integrada ou à parte, uma eletrônica de excitação e de detecção associada a cada um dos captadores. Ela com- preende (figura 4) um emissor 70 de impulsos, por exemplo, a 250 Volts pa- ra a excitação do apalpador PO montado sobre a caixa com água 100. Como parte integrante do sistema de controle não destrutivo, o apalpador com ul- tra-sons P0, no caso emissor/receptor, recebe os ecos consecutivos a essa excitação. As linhas 700 e 710 transmitem respectivamente o impulso de excitação e o sinal aos bornes do apalpador com um amplificador 73.

A saída do amplificador 73 serve para a visualização para o ope- rador e/ou o comando de um autômato de tri, capaz de afastar (a jusante) os tubos não conforme.

A visualização é, por exemplo, realizada por um osciloscópio 750, que recebe como sinal a saída do amplificador 73 e, como base de tempo 752, um sinal de um estágio de sincronização 753 proveniente do e- missor 70. Um estágio de limite 754 evita uma ofuscação do osciloscópio no momento do impulso de emissão.

Uma outra saída do amplificador 73 vai para um estágio de tra- tamento de sinal 760. Esse tratamento compreende em geral uma correção, um alisamento e uma filtragem. Ele é seguido de um estágio de detecção ou seletor 762, capaz de isolar os ecos significativos, de maneira conhecida. Em descoberta da imperfeição, é a presença de um eco, com sua amplitude ou sua duração (portanto, sua energia), que são significativos, em certos intervalos temporais, essencialmente em semi-salto e salto. Para a desco- berta em espessura, verifica-se que o equivalente-distância do desvio tem- poral entre os ecos de fundo respectivos corresponde bem à espessura de- sejada do tubo. As anomalias detectadas, segundo esses critérios, podem servir para emitir um alarme em 764, e/ou para comandar um autômato 766 de tri que evacua os tubos não de acordo, marcando-os segundo a(s) ano- malia(s) descoberta(s).

Materialmente, no caso de uma instalação com cabeça giratória (figuras 5A e 5B), a célula compreende ainda, sobre um suporte mecânico 80, a caixa com água 100, que aloja um conjunto captador P0, com uma co- nexão 701, que reúne as linhas 700 e 710 da figura 4. São previstos, por exemplo, três rolamentos 81 a 83 para centrar o tubo T.

De acordo com a técnica conhecida (máquina vendida, por e- xemplo, pela sociedade alemã GE NUTRONIK, outrora NUKEM), o conjunto captador PO compreende captadores que giram a alguns milhares de rpm em torno do tubo. Pode-se também utilizar uma pluralidade de captadores repartidos em anel em torno do tubo. O anel compreende, por exemplo, seis setores de 128 captadores ultra-sonoros, repartidos em torno da periferia.

Os setores de captadores são alternadamente ligeiramente defasados no sentido do eixo do tubo. Isto permite ter um recobrimento entre dois setores de captadores consecutivos longitudinalmente e reduz também os proble- mas de interferências. A interferência intervém quando um captador deter- minado recebe ecos devido a um tiro efetuado sobre um outro captador.

Para isso se acrescenta um banco (não representado) de orien- tação do tubo a montante e a jusante do posto de controle não destrutivo, para posicionar bem o tubo que passa em contínuo, em relação aos capta- dores com ultra-sons.

O controle não destrutivo deve ser feito em toda a periferia do tubo. Mas é também essencial que esse controle siga a velocidade linear ν do tubo na saída de fabricação. Chega-se, portanto a um compromisso entre a velocidade linear ν do tubo, a cadência (ou freqüência) de recorrência Fr, o tempo de análise Ta, a abertura de trabalho Od do apalpador com ultra-sons em descoberta, e a velocidade de rotação ω, o número de captadores, as- segurando a mesma função e a velocidade de propagação das ondas ultra- sonoras.

Também é desejável que a mesma instalação possa trabalhar em toda uma faixa de diâmetros de tubos (e também de espessuras de tu- bos), abrangendo a faixa de produção. É então freqüente prever vários valo- res da velocidade de rotação ω e da freqüência de recorrência Fr, valores esses que são selecionados em função do diâmetro do tubo a tratar. Notar-se-á enfim que qualquer mudança de fabricação implica em uma nova regulagem dos ângulos de ataque dos ultra-sons de cada cap- tador sobre a periferia do tubo. Essa operação delicada, feita manualmente, pode ser comumente da ordem de 30 minutos, tempo durante o qual a pro- dução de tubos é parada. Essas são as condições nas quais é feito atual- mente o controle não destrutivo por ultra-sons dos tubos, ou de outros pro- dutos perfilados e/ou com paredes finas, na saída da fabricação.

No domínio do controle não destrutivo por ultra-sons, utiliza-se freqüentemente a seguinte terminologia:

- "varredura" (ou scan) designa uma seqüência de posições rela- tivas tubo/captador;

- "incremento" designa o passo de varredura (inversamente pro- porcional à freqüência de recorrência ou freqüência de tiros ultra-sonoros);

- "Ascan" designa o gráfico da tensão elétrica medida nos bor- nes de um captador ultra-sonoro, com uma abscissa o tempo de vôo e em ordenada uma representação da tensão elétrica, denominada também ampli- tude ultra-sonora;

- "Bscan" designa uma imagem relativa a um valor determinado do incremento, com, em abscissa, a varredura correspondente ao tiro ultra- sonoro, em ordenada o tempo de vôo, e em cada ponto a amplitude ultra- sonora convertida em degradado de cinza;

- "ecodinâmica" designa um gráfico com, em abscissa, a indica- ção do tiro ultra-sonoro e em ordenada a amplitude máxima destacada em um seletor temporal do Ascan para o tiro correspondente;

- "Cscan" designa uma imagem com, em abscissa e em ordena- da, a posição equivalente em um espaço plano do ponto de tiro da onda ul- tra-sonora e representando, convertida em degradado cinza, a amplitude ultra-sonora máxima para esse tiro destacada no seletor temporal conside- rado do Ascan ("amplitude da imagem"). No caso de um tubo, um ponto da abscissa do Cscan corresponde a uma posição sobre o comprimento do tu- bo e um ponto da ordenada corresponde a uma posição sobre a circunferên- cia do tubo. No caso de um produto chato, um ponto da abscissa do Cscan corresponde a uma posição sobre o comprimento do produto chato e um ponto da ordenada corresponde a uma posição sobre a largura do produto chato.

A figura 6 representa uma vista em corte longitudinal esquemáti- co de um sistema formado de um captador, de sua coluna de água e do tu- bo, e com ilustração de diferentes trajetos ultra-sonoros, formando ecos. Ela permite compreender bem a complexidade desses trajetos, e a dificuldade da análise.

A figura 6A é um diagrama amplitude/tempo esquemático do si- nal ultra-sonoro no nível de um captador que trabalhar sob incidência oblí- qua. A partir do instante Texcit de excitação do captador, encontra-se um eco de interface água-tubo no instante Tinterf (que se pode também anotar como TphiExterO). São marcados em seguida (traço pontilhado vertical) o instante Tphilnter no qual o feixe de ultra-sons atinge o revestimento interno do tubo, onde se reflete e refrata, assim como o instante TphiExterI no qual o feixe de ultra-sons atinge o revestimento externo do tubo. Devido à inci- dência oblíqua, não há eco refletido significativo que volte ao captador em Tphilnter na ausência de imperfeição nesse local. Isto vale também em T- phiExterl.

A figura 6B é um diagrama amplitude/tempo esquemático do si- nal ultra-sonoro no nível de um captador que trabalha sob incidência normal. A cronologia geral dos sinais é a mesma que para a figura 6A (a um fator aproximado, ligado à incidência). Ao contrário, sob incidência normal, há e- cos significativos em Tphilnter e em TphiExterI, mesmo na ausência de im- perfeição nos locais referidos do tubo.

Atualmente, os sistemas de controle não destrutivos utilizados em produção de tubos funcionam, fazendo-se a relação K entre:

- a amplitude As de um sinal proveniente do tubo a inspecionar,

e

- a amplitude AO do sinal proveniente de um defeito aferição de referência, para o tipo de controle considerado. Esse "defeito aferição de referência" é em geral definido sobre um tubo aferição munido de um defeito artificial (por exemplo, um entalhe em U ou em V) de características dimen- sionais escolhidas, por exemplo, de acordo com uma norma de controle não destrutivo, e/ou no caderno de encargos de um cliente.

A hipótese implícita é que essa amplitude de sinal é proporcional à criticidade da imperfeição, isto é, à sua profundidade (DD). O gráfico da figura 7 (bem conhecido do técnico, ver Nondestructive Testing Handbook - capítulo estatísticas do volume 7 publicado pelo ASNT - American Society for Nondestructive Testing) representa a repartição real K = f(DD). Ele mos- tra que, na realidade, a correlação é muito má (da ordem de 0,3 a 0,4 para o controle por ultra-sons).

Mais precisamente, no gráfico da figura 7, no caso se fixe a am- plitude de referência a AO (K = 1) sobre o valor XL (profundidade da imper- feição máxima aceitável) no centro da distribuição (ela própria eixada sobre o oblíquo TDis), vê-se que se podem ainda encontrar imperfeições com K = 0,5 de profundidade DD superior a XL. Segue-se que, por prudência, se é levado a fixar AO para um valor nitidamente mais baixo que XL. Por conse- guinte, afastam-se em produção tubos que, contudo, seriam na realidade satisfatórios. É tanto mais nefasto, economicamente, do que as técnicas de fabricação de tubos permanecerem bastante pesadas, tanto em complexida- de, quanto em necessidades em energia.

A requerente se prendeu, portanto, em melhorar a situação.

A figura 8 representa um dispositivo semelhante àquele da figura 4, mas modificado para a aplicação da invenção.

A saída do amplificador 73 é aplicada em um estágio 761, que numera a amplitude do sinal oriundo do amplificador 73, e trabalha sobre esse sinal numerado. Esse tratamento será descrito a seguir com referência à figura 11. Podem-se, em seguida, conservar estágios 764 e 766 funcio- nalmente semelhantes àqueles da figura 8. O sinal bruto do captador, tal como visível sobre osciloscópio 750, é denominado A-Scan pelos técnicos. Ele compreende ecos, segundo o esquema definido pela figura 6.

É desejável passar a uma imageria das imperfeições do tubo, com o auxílio de sinais de ultra-sons. Será descrita a seguir a obtenção de uma imagem.

Na prática, uma imagem é obtida, considerando-se várias explo- rações sucessivas do tubo por um captador Px, sob ângulos sucessivos que abrangem sensivelmente uma seção reta do tubo. É possível fazê-lo com tiros sucessivos por um só captador, utilizando a rotação relativa tubo/captador.

Coloca-se aqui, a título de exemplo não limitativo, no caso de uma instalação do gênero dito com cabeça giratória.

Na figura 8A, considera-se um captador Px, que pode ser um dos tipos P1, P11, P12, P21 e P22 pré-citado. No exemplo ilustrado, esse captador Px compreeende, na realidade, η captadores elementares Px-1, ..., Px-i,... Px-n, que são alinhados, segundo o eixo longitudinal do tubo, que constituem o objeto de um tiro ultra-sonoro no mesmo momento. Na figura 8A, o que está entre os captadores elementares e as imagens de saída 769A e 769B pode ser considerado como um conversor.

O sinal Ascan do primeiro captador elementar Px-1 é aplicado a um amplificador 73-1, seguido de duas vias paralelas: aquela do seletor 761- 1A, seguido de um numerador de linha 765-1A, e aquela do seletor 761-1B, seguido do numerador de linha 765-1B.

Com base em informações obtidas, quando da passagem do tubo de aferição, o operador captura no seletor 761-1A a informação T_1A correspondente a uma indicação de posição e de largura temporal, que lhe designa, em função da geometria conhecida do tubo, os instantes em que vai encontrar um "eco de revestimento interno", relativo ao interior do tubo, por exemplo, o primeiro eco Intl da figura 6. A figura 6A mostra mais nitida- mente a janela temporal "Int" correspondente, em torno de Tphilnter.

Da mesma forma, com base em informações obtidas, quando da passagem do tubo de aferição, o operador captura no seletor 761-1B a in- formação T_1B correspondente a uma indicação de posição e de largura temporal, que lhe designa, em função da geometria conhecida do tubo, os instantes em que ele vai encontrar um "eco de revestimento externo", relati- vo ao exterior do tubo, por exemplo, o primeiro eco Extl da figura 6. A figura 6Α mostra mais nitidamente a janela temporal "Ext" correspondente, em tor- no de TphiExter.

O esquema se repete para os outros captadores Px-2,...Px-i, ...Px-n.

Assim, cada seletor temporal 761 trabalha por janelas temporais, considerando-se o instante de emissão dos ultra-sons, e intervalos de tempo pré-determináveis dos quais se podem esperar ecos referentes a esse sele- tor. A ilustração das figuras 6 mostra como é possível definir os intervalos de tempo interessantes, considerando-se o ângulo de ataque do feixe de ultra- sons sobre o tubo, assim como o diâmetro (interno ou externo) e a espessu- ra do tubo. Um intervalo de tempo determinado corresponde a um eco de- terminado em um ponto determinado do tubo, para uma posição relativa de- terminada entre o tubo e o captador.

Para simplificar, admite-se que os instantes de tiros são sincro- nizados sobre a rotação relativa tubo/captadores, de modo que um captador elementar trabalha sempre sobre a mesma geratriz longitudinal do tubo. A saída de seu seletor fornece, portanto, uma seqüência espaçada de amos- tras analógicas de sinal, que correspondem, cada um, à amplitude de um eco esperado sobre uma parede do tubo. Essas amostras do captador Px-1 (por exemplo) são numeradas em 765.

O sincronismo com a emissão pode ser assegurado por uma ligação (não representada) como emissor 70, ou com seu acionador, o cir- cuito de sincronização 753, ou sua base de tempo 752 (figura 8). A afixação 750 pode ser mantida, caso se deseje. O sistema pode funcionar sobre um tubo giratório à velocidade sensivelmente constante. Nesse caso, a veloci- dade angular e o avanço do tubo podem ser medidos como auxílio de um codificador angular preciso, por exemplo o modelo RS0550168, fornecido pela sociedade Hengstler, e de um velocímetro laser, por exemplo o modelo LSV 065 fornecido pela sociedade Polytec. O tubo pode também não girar, enquanto que é o sistema de captadores que gira. Nesse caso, o velocíme- tro laser basta para medir o avanço do tubo, enquanto que a velocidade de rotação dos captadores é conhecida por meio de um codificador angular. Para um tiro determinado, o conjunto dos captadores Px-1 a Px- n fornece uma linha de uma imagem, que corresponde a uma seção reta do tubo. Na outra dimensão da imagem, um captador elementar determinado fornece uma linha que corresponde a uma geratriz do tubo.

Os numeradores 765-1 A, 765-2A, ...765-iA, ..., 765-nA permitem encher uma imagem "interna" 769A, relativa ao revestimento interno do tubo.

Os numeradores 765-1 Β, 765-2B, ...765-iB..... 765-nB permitem encher uma imagem "interna" 769B, relativa ao revestimento externo do tubo (na saída, traços mistos são utilizados para clarear o esquema).

A imagem memorizada em 769A ou 769B, que é um Cscan, tal como definido anteriormente, vale para o captador do grupo de captadores Px considerado. Cada ponto dessa imagem corresponde, transposto em nu- ances de cinza, a um valor tirado da amplitude do eco, devido ao reflexo do sinal ultra-sons sobre uma imperfeição eventual da zona do tubo considera- do. Esse valor (anotado com K a seguir) pode representar a relação entre a amplitude máxima do sinal ultra-sonoro captado sobre o tubo em curso de teste e a amplitude máxima do sinal ultra-sonoro obtido com um "defeito de aferição de referência" artificial, tal como definido mais acima.

Essa imagem corresponde então a uma zona do tubo, obtida pela reunião das zonas sensivelmente anulares do tubo que correspondem a cada uma das linhas numeradas. Na realidade, trata-se de zonas anulares, caso o feixe de ultra-sons seja aplicado sensivelmente de modo perpendicu- lar ao eixo do tubo. Sabe-se que é feito diferentemente para certos tipos de imperfeições. As zonas são então antes de tudo elípticas e, na realidade, tortas ou "torcidas" no espaço. Na presente descrição, a expressão "zonas anulares" abrange essas diferentes possibilidades.

De ser observado que, para se obter essa reconstituição com- pleta da imagem C-Scan, a informação suplementar de posicionamento do tubo em relação ao captador é necessária. Ela está disponível na entrada separada 740. Essa informação vem de um codificador XYZ ou de um laser XYZ. Como o tubo pode ser assimilado a um cilindro sem espessura, a in- formação de posição pode ser reduzida a duas dimensões. Compreende-se que a aplicação da invenção sobre um banco existente de controle por ultra-sons ("UT bench") implica:

- a acessibilidade aos dados brutos de controle por ultra-sons ("UT Raw Data"), que é feita, por exemplo, com o auxílio de um cartão de aquisição, como o modelo Nl 6024 série E ou Nl 6251 série M da sociedade National Instrument,

- a disponibilidade de uma informação em linha sobre a veloci- dade de rotação (do tubo ou da cabeça de captadores), e

- a disponibilidade de uma informação em linha sobre a veloci- dade de avanço do tubo.

O esquema da figura 8A pode ser aplicado:

- em paralelo a um captador de tipo P11 e um captador de tipo P12, que observam a mesma zona do tubo segundo duas direções diferen- tes. Cada captador vai permitir obter uma imagem interna 769A, e uma ima- gem externa 769B. Em seguida, uma das imagens poderá ser escolhida em função de um comando anotado com "Int/Ext";

- em paralelo a um captador de tipo P21 e a um captador de tipo P22, que, também vai cada um permitir obter uma imagem interna 769A, e uma imagem externa 769B.

O esquema da figura 8A pode também ser aplicado a um cap- tador de tipo P1, caso no qual são previstas três vias paralelas atrás de cada amplificador (pelo menos virtualmente). Uma das vias funciona em um inter- valo temporal repetitivo posicionado conforme indicado em "Volum" na figura 6B. Essa via permite um controle de imperfeições em volume, isto é, na es- pessura do tubo.

As duas outras vias podem funcionar respectivamente em inter- valos temporais repetitivos posicionados conforme indicado em "WphiExterO" e em "Wphilnterl" na figura 6B. Essas duas outras vias permitem uma medi- da da espessura do tubo.

A distinção entre as três vias é puramente funcional (virtual).

Com efeito, essas duas outras vias podem ser fisicamente a mesma, na qual são discriminados os instantes ou intervalos "WphiExterO" e "Wphilnterl". Pode-se também utilizar uma via física, na qual são discriminados os instan- tes ou intervalos "WphiExterO", "Volum" e "Wphilnterl".

É representativo descrever mais detalhadamente o caso de um captador de tipo P11 com um captador de tipo P12. É o que será feito a seguir.

É lembrado que esses dois grupos de captadores P11 e P12 servem para a descoberta de imperfeições longitudinais sobre os tubos. Por controle ultra-sonoro é realizado com tiros de ultra-sons (US) em duas dire- ções privilegiadas ("clock wise" - "counter clock wise"):

- um captador ou grupo de captadores P11 fornece uma imagem ultra-sonora do tubo em uma direção de trabalho ("clock wise");

- um segundo captador ou grupo de captadores P12 fornece uma imagem ultra-sonora do mesmo tubo em uma outra direção de trabalho ("counter clock wise").

Assim, as imperfeições longitudinais são vantajosamente desco- bertas com dois captadores ou grupos de captadores, cujos eixos de feixe são inclinados simetricamente em relação a um plano perpendicular ao eixo do tubo. A inclinação é, por exemplo, de aproximadamente +/- 17°. Isto for- nece um exemplo de aplicação do sistema com dois captadores, ou dos gru- pos de captadores, tal como mencionado mais acima.

A figura 9 mostra um exemplo de duas imagens 901 e 902 de tipo C-Scan, uma acima da outra, com a mesma referência de tempo. Essas duas imagens são provenientes respectivamente das informações de dois grupos de captadores em situações opostas, no caso os grupos de captado- res de tipo P11 e P12 (como variante os grupos de captadores de tipo P21 e P22) e isto para um dos dois casos "internoVexterno".

As imagens dos blocos 901 e 902 representam o sinal em nível de cinza (na realidade em uma gama de cores). Indicações complementares são afixadas à vontade, cujas imagens complementares:

- 921, que é uma vista da amplitude do sinal, segundo uma linha vertical 911 escolhida na imagem 901;

- 922, que é uma vista da amplitude do sinal, segundo uma linha vertical 922 escolhida na imagem 902;

- 910, que contém duas curvas, representando o máximo encon- trado na vertical correspondente nas imagens 901 e 902, respectivamente.

Será feita a seguir referência à figura 11. Os blocos de imagens 901 e 902 representam as imagens memorizadas para os grupos de capta- dores P11 e P12, por exemplo, tais como visíveis na figura 9. A imagem 901 foi preparada da maneira ilustrada na figura 8A. O bloco conversor 891 da figura 11 corresponde à montagem da figura 8A, aplicada ao captador P11. Da mesma forma o bloco conversor 892 corresponde ele também à monta- gem da figura 8A, mas aplicado ao captador P12. Os blocos conversores 891 e 892 utilizam os dados de contexto tubo/captadores do bloco 740. Es- ses dados são relativos às características do tubo em curso de exame e cap- tadores em curso de utilização. Elas são também transmitidas aos blocos conversores 891 e 892, aos blocos de imagens 901 e 902, assim como ao bloco combinador 960.

Após os blocos 901 e 902 são ilustrados os filtros 921 e 922, que permitem notadamente realizar extratos das imagens, e de seus dados de preparo, como dados de entrada reunidos pelo bloco combinador 960 para o tratamento neural 970, conforme será visto.

No modo de realização descrito, o filtro 921 possui:

- uma saída de sinal Zcur designando uma zona de trabalho na imagem. Essa saída é utilizada por uma função de extração 951 que realiza, em conseqüência, um extrato da imagem (Csacan) para a zona Zcur, e um acesso ao preparo de uma imagem 891 para aí obter as informações memo- rizadas (ditas Ascan) relativas à mesma zona Zcur. O conjunto desses da- dos é transmitido pela função de extração 951 ao combinador 960, como entradas do tratamento neural 970;

- uma saída que fornece informações obtidas por filtragem, de- terminadas pelo menos relativas à zona Zcur, que ele transmite como entra- da do tratamento neural (combinador 960);

- como opção (em tracejado) saídas dos dados complementares para uma memória 990. O mesmo acontece com o filtro 922, com a função de extração 952, para a mesma zona comum Zcur.

O tratamento neural 970 alimenta uma lógica de decisão e de alarme 992, que comanda um automatismo de tri e marcação 994. Pode ser prevista uma interface de interpretação por um operador 996, a qual pode apresentar total ou parcialmente dados contidos na memória 990, em rela- ção com a parte de tubo em curso de exame.

No caso, a figura 11 trata informações provenientes no mínimo de dois grupos captadores, assegurando a mesma função ou destinados ao mesmo tipo de controle (os dois grupos P11 e P12 ou os dois grupos P21 e P22). O mesmo esquema pode servir para tratar as informações provenien- tes de um maior número de grupo de captadores destinados a controles de tipo diferente. O número de imagens tratadas ao mesmo tempo é aumentado mais.

A função primária dos filtros 921 e 922 é de determinar zonas de imperfeições nas imagens Cscan 901 e 902. De forma geral, a filtragem é ajustada para marcar as zonas a analisar e aí distinguir as imperfeições das outras indicações. A filtragem trabalha sobre duas partes homólogas das duas imagens da figura 9. Na realidade, os dois filtros trabalham conjunta- mente, conforme refletido pela ligação bilateral que os une na figura 11.

Por varredura da imagem numérica, localizam-se inicialmente os locais da imagem onde existem imperfeições potenciais.

Para isso, é possível aplicar um limite fixo estabelecido por aferi- ção.

A requerente prefere atualmente utilizar um limite que se adapta ao nível de ruído em curso na imagem. O método é baseado na teoria da detecção de um sinal em um ruído branco, que pode se basear em duas hi- póteses:

Hipótese HO: medida = ruído branco de média m_b e de desvio padrão std_b

Hipótese H1: medida = sinal + ruído branco.

Procede-se a testes estatísticos, que permitem determinar se se está no âmbito da hipótese HO ou da hipótese H1. Esses cálculos estatísti- cos são feitos em tempo real sobre η pontos deslizantes da imagem corres- pondente a tiros consecutivos, o número η podendo ser determinado pela aprendizagem.

Segundo esse método (caso dito "aditivo gaussiano"), pode-se, por exemplo, aplicar o critério de Neyman-Pearson para determinar um limite de detecção, segundo uma probabilidade de falso-alarme (pfa) determinado. Isto se expressa pela fórmula [21] anexada. Utiliza-se a função cumulativa gaussiana, nomeada em geral Q (ou ainda a função de erro erf), que é pre- ciso inverter para se obter o limite, segundo a fórmula [22] anexada.

Na prática, constata-se freqüentemente a presença de ruído de fundo que pode ter várias origens (por exemplo: presença de água no interi- or do tubo, intumescência elétrica, fenômenos acústicos, devido à estrutura da matéria do produto controlado). O uso de um limite variável evita os fal- sos alarmes que ocorrem, caso se aplique um limite fixo.

Entre as outras falsas indicações capazes de aparecer, os para- sitas se manifestam por picos muito breves no sinal de ultra-sons. Esses parasitas podem ser afastados por algoritmos simples que podem ser deno- minados algoritmos de contagem cumulativa ou ainda integradores (exem- plo: "n batidas antes do alarme" ou "duplo limite").

A requerente considerou ainda a "espira" que é o trajeto seguido pelo captador ao longo da superfície cilíndrica, à qual o tubo é assimilado. Uma filtragem pode ser feita ao longo de cada espira para ainda reduzir a taxa de falsos alarmes. Utiliza-se para isso, por exemplo, um filtro de Butter- worth, e/ou uma transformada de Fourier discreta, tal como uma transforma- da de Fourier rápida. Essa técnica é aplicada a cada linha numérica.

O mesmo gênero de algoritmo pode ser aplicado no sentido do comprimento do tubo.

Assim, imperfeições potenciais são localizadas. Quando uma imperfeição é marcada, sua posição corresponde à posição analisada nas imagens da figura 9 (por exemplo). Essa imagem 2D corresponde a uma ampliação do tubo, assimilado a um cilindro sem espessura. As indicações de posição radial/espessura (ou mais simplesmente de situação interna, ex- terna ou em massa da imperfeição) podem ser representadas como atributos dos pontos da imagem. Ter-se-á assim:

- duas imagens 2D representando as imperfeições eventuais no revestimento externo do tubo;

- duas imagens 2D representando as imperfeições eventuais no revestimento interno do tubo;

- uma imagem 2D representando as imperfeições eventuais na espessura do tubo.

Consideram-se então as imperfeições "confirmadas", após elimi- nação dos parasitas e dos falsos alarmes, notadamente.

Na seqüência, a requerente escolheu atualmente trabalhar sobre uma zona de imagem de tamanho fixo. É preciso, portanto, envolver essa zona sobre os dados de existência de imperfeição que se quer obter.

Em outros termos, ocorre o posicionamento dos pontos marca- dos como sendo superiores ao limite para determinar a zona completa em torno de uma imperfeição. É uma necessidade, por exemplo, caso se queira determinar a obliqüidade de uma imperfeição.

O algoritmo se articula em torno de diferentes etapas:

- detecção de contorno (gradiente de Roberts, por exemplo);

- dilatação (reunião dos contornos próximos);

- erosão, depois fechamento, o que permite determinar uma máscara em torno das imperfeições;

- uma última etapa de envolvimento permite localizar completa- mente a imperfeição.

Para cada imperfeição, são obtidas assim as coordenadas da zona de imagem correspondente, que serão úteis para a análise por rede de neurônios que intervém em seguida.

A figura 12 ilustra esse tratamento das zonas de imagem sob a forma de um diagrama de fluxo.

No começo de imagens (801), tem-se de zero a ρ zonas de ima- gem a tratar, como apresentando uma imperfeição confirmada. A operação 803 supõe que existe pelo menos uma primeira zona, a qual serve de zona comum a tratar Zcur em 805. Para essa zona Zcur:

- a operação 807 extrai seletivamente os dados das imagens 901 e 902 que correspondem a essa zona (definida por suas coordenadas na imagem);

- a operação 809 extrai seletivamente os dados que intervieram no preparo das imagens 901 e 902, e que correspondem à zona Zcur. E- xemplos desses dados serão dados a seguir;

- a operação 811 realiza o tratamento neural propriamente dito, ao qual se voltará;

- os resultados obtidos para a zona Zcur são memorizados sele- tivamente em 813, em correspondência de uma designação da zona Zcur;

- o teste 820 procura se existe uma outra zona a tratar na ima- gem, caso no qual se recomeça em 805 com uma outra zona conforme indi- cado em 821; caso contrário, o tratamento da ou das imagens em curso é concluído (822).

No caso do tratamento do captador P1, há apenas uma única imagem, o que muda o número de parâmetros de entrada. À parte isto, o tratamento pode ser geralmente o mesmo.

Após a determinação de cada zona de interesse Zcur, a filtra- gem pode comportar outras funções. Para essas outras funções, a figura 13 ilustra de forma esquemática a interação entre a filtragem e a seqüência das operações ilustradas na figura 11.

A figura 13 é semelhante à figura 11, mas somente para a ima- gem 901. Ela faz aparecer:

- os elementos de contexto tubo-captadores do bloco 740;

- o extrator 951 encontra os dados para a zona Zcur, na imagem 901 e seu preparo 891;

- um bloco interno/externo 7410, indicando se a imperfeição na zona Zcur considerada está situada no revestimento interno ou no revesti- mento externo.

O que a filtragem acrescenta aos dados de base é definido, além dos detalhes a saber, para cada zona Zcur (bloco 805), conforme indica o conteúdo do âmbito em tracejado:

- uma pesquisa do ângulo de obliqüidade em 931,

- uma indicação de comprimento de imperfeição 932.

Pode ainda se acrescentarem, notadamente:

- uma indicação de alinhamento em C-scan, em 935, e

- em 936, uma indicação sobre a existência de outras imperfei- ções na mesma seção reta do tubo.

No modo de realização descrito, os dados tais como 935 e 936 vão para a memória 990. O resto vai para as redes neurais 970. Estas são no caso separadas em duas funções, conforme será visto a seguir.* Circuitos neurais

Uma imperfeição em um tubo pode ser definida por sua posição, seu tipo e sua gravidade freqüentemente assimilada à sua profundidade. No modo de realização descrito, o tipo e o grau de profundidade de uma imper- feição de tubo são determinados separadamente com o auxílio de dois pro- cessos neurais de mesma estrutura geral, que será detalhada a seguir em um exemplo.

O caso do tipo da imperfeição é tratado segundo a figura 14, en- quanto que o caso da gravidade é tratado segundo a figura 15.

Os tipos podem ser definidos, por exemplo, como ilustrado nas figuras 10A a 10D. Essas figuras ilustram quatro tipos, constituindo uma es- colha simplificadora em relação à lista das imperfeições fornecidas pelo API e podendo ser produzidas pelos processos de elaboração do tubo. Os intitu- lados em francês e em inglês são aqueles utilizados pelos técnicos para de- signar a natureza das imperfeições. Observa-se que as imperfeições dos tipo 1 e 3 são retas, aquelas das figuras 2 e 4 arqueadas (a "chord")

Uma correspondência entre as imperfeições reais e os quatro tipos acima pode ser definida conforme a seguir: <table>table see original document page 29</column></row><table>

No caso, as figuras 14 e 15 utilizam ambas circuitos neurais com três neurônios intermediários (ou "neurônios ocultos"), anotados com NC121 a NC123 para a figura 14, e NC141 a NC143 para a figura 15.

As figuras 14 e 15 têm em comum um certo número de entradas. Para tentar facilitar compreensão, as entradas são ilustradas por tipos de traços diferentes. Os traços duplos indicam que as entradas são múltiplas, isto é, repetidas para cada ponto da zona Zcur.

Inicialmente, em 7410 provém, de acordo com o estado conside- rado dos seletores 761 referidos, uma informação indicando se se trata de tratar uma imperfeição situada no revestimento interno ou no revestimento externo da parede do tubo.

A segunda categoria de grandezas de entrada comuns compre- ende as grandezas de contexto que vêm do bloco 740 (figura 13):

- em 7401, WT/OD, que é a relação da espessura da parede no diâmetro do tubo;

- em 7402, Freq, que é a freqüência de trabalho das sondas com ultra-sons;

- em 7403, ProbDiam, que é o diâmetro útil das sondas com ul- tra-sons.

A terceira categoria de grandezas comuns compreende quanti- dades oriundas da filtragem que podem ser consideradas como comuns aos dois captadores 921 e 922 (ou mais). Faz-se, por exemplo, a média dos re- sultados sobre os dois captadores ou considera-se o resultado mais repre- sentativo (máximo/mínimo, conforme o caso). Essas quantidades são as grandezas em 9201, a obliqüidade do defeito, e em 9202, seu comprimento. Essas duas grandezas são facilmente recuperáveis nas duas imagens da figura 9, que têm a simetria espelho.

É feita então referência à figura 14 somente. A categoria seguin- te de grandezas compreende grandezas de medidas distintas para cada um dos dois captadores (ou grupo de captadores), e para cada uma das zonas Zcur o que é refletido no desenho pelo uso em traço duplo.

Para um primeiro captador, tem-se:

- em 9511, K1, que é a relação entre a amplitude máxima do si- nal ultra-sonoro encontrado na zona Zcur e na imagem 901, em relação à amplitude máxima do "defeito aferição de referência" pré-citado. Na realida- de, no exemplo, a amplitude em cada pixel da imagem 901 é definida por essa relação; K1 é então simplesmente o máximo de amplitude encontrado na zona Zcur da imagem 901; anota-se Pmaxl o ponto da zona Zcur onde esse máximo é encontrado;

- em 9512, QBE1 que é uma grandeza do C-scan dita Quant- BumpsEchodyn, representando o número de máximos locais encontrados na zona Zcur da imagem 901 nas proximidades do ponto Pmaxl de amplitude máxima. Esse número QBE1 é limitado aos máximos locais entrados nas proximidades de Pmaxl, de ambos os lados, mas sem que a amplitude do sinal seja descida aquém de um nível correspondente ao ruído de fundo. QBE1 vai geralmente assumir seja o valor 1, seja o valor 2.

Essas duas grandezas provêm da imagem 901, via o extrator 951, o que reflete a anotação 951(901) no desenho. A isso se acrescenta:

- em 9518, RT1 que é uma grandeza que representa o tempo de subida do eco no sinal ultra-sonoro nativo dito A-Scan, (trata-se do desvio entre o momento em que o sinal é máximo e o último momento anterior em que o sinal está no nível do ruído de fundo, expresso comumente em micro- sondas). Essa grandeza RT1 foi anteriormente medida na saída do amplifi- cador 73 referido (figura 8A); ela foi armazenada, por exemplo, em 891, em correspondência ao ponto do tubo a que ela se refere. Assim é que ela pode ser recuperada seletivamente pelo extrator 951.

Para o segundo captador, tem-se:

- em 9521, K2, que é definido como K1, mas para a imagem 902, ao invés da imagem 901. No exemplo, K2 é simplesmente o máximo de amplitude encontrado na zona Zcur da imagem 902; anota-se como Pmax2 o ponto da zona Zcur onde esse máximo é encontrado;

- em 9522, QBE2 é definido como QBE1, mas na imagem 902 ao invés da imagem 901, e nas proximidades de Pmax2. Também, QBE2 vai geralmente assumir seja o valor 1, seja o valor 2.

Essas duas grandezas provêm das imagens 902, via o extrator 952. A isso se acrescenta:

- em 9528, RT2 que é uma grandeza que representa o tempo de subida do eco no sinal nativo dito A-Scan. Conforme anteriormente, essa grandeza RT2 foi anteriormente medida na saída do amplificador 73 referido (figura 8A); ela foi armazenada, por exemplo, em 892, em correspondência ao ponto do tubo a que ela se refere. Assim é que ela pode ser recuperada seletivamente pelo extrator 952.

A última entrada 958 da rede neural é um valor constante, ano- tado como ConstantA, que representa uma constante determinada, quando do escoramento do modelo e resultante da aprendizagem.

A saída 998 da figura 14 é uma grandeza indicativa do tipo da imperfeição e sua inclinação média (definida em função do tipo).

O caso do grau de profundidade (ou gravidade) da imperfeição é tratado segundo a figura 15. As entradas são as mesmas que para a figura 14, salvo:

- para o primeiro captador, o bloco 9512 é substituído por um bloco 9513, que trata uma grandeza EW_1, ou EchodynWidth, que é a largu- ra à meia altura (50%) da forma de onda ecodinâmica, para esse primeiro captador. Essa grandeza EW_1 é tirada do Cscan;

- da mesma forma, para o segundo captador, o bloco 9522 é substituído por um bloco 9523, que trata a grandeza EW_2, ou EchodynWid- th, que é a largura à meia altura (50%) da forma de onda ecodinâmica, para esse segundo captador;

- em 959, a constante, anotada então como ConstantB1 é dife- rente;

- a saída 999 é uma indicação de gravidade de imperfeição, ano- tada com DD.

Anota-se que, nos dois casos (figuras 14 e 15), um circuito neu- ral 970 determinado trata um extrato de imagem 951 para um dos grupos de captadores ultra-sonoros, assim com um extrato de imagem 952 correspon- dente à mesma zona, mas proveniente de um outro grupo de captadores.

A requerente observou que era possível obter resultados muito satisfatórios, sob reserva de um ajuste conveniente dos parâmetros dos cir- cuitos neurais, e eventualmente de seu número, para otimizar a predicção.

Além disso, a requerente constatou que, por combinação das informações coletadas pelas diferentes redes de neurônios, era possível afi- nar ainda a predicção.

Globalmente, os parâmetros de entrada da rede de neurônios são então característicos das duas imagens (relação da amplitude max em relação à amplitude da aferição, largura de eco, orientação do eco represen- tativo da obliqüidade da imperfeição...) e do controle (captador, dimensões do tubo...).

Os parâmetros de saídas são as características da imperfeição (profundidade, inclinação/tipo). A decisão e/ou alarme (992) pode ser consi- derada automaticamente com o auxílio de critérios de decisão escolhidos, à base de limites, oriundos de uma margem de segurança, segundo as neces- sidades. Para definir esses limites, é possível se auxiliar com os resultados da aprendizagem.

Foi então feita referência à figura 16 que é um modelo do circuito neural elementar das figuras 14 ou 15, para dois captadores.

Esse modelo compreende um nível ou camada de entrada IL ("Input Layer"), que agrupa todos os parâmetros de entrada (freqüentemente denominados "neurônios de entrada"). Para não sobrecarregar a figura, fo- ram representados somente três neurônios E1 a E3, mais uma constante, que pode ser considerada também como um neurônio EO. Essa constante é mais freqüentemente denominada "meio". Na prática, os neurônios de entra- da são mais numerosos, de acordo com a figura 14 ou a figura 15, conforme o caso.

Em seguida é previsto pelo menos um nível ou camada HL ("Hidden Layer" ou "camada oculta"), que compreende k neurônios (dos quais somente 2 estão representados para não sobrecarregar o desenho).

Enfim, vem o neurônio de saída S1, que fornece a decisão, sob a forma de um valor representativo da importância de uma imperfeição do tubo, por exemplo, uma imperfeição longitudinal. Essa saída corresponde ao bloco 998 na figura 14 e 999 na figura 15.

Anotar-se-á que o "neurônio" - constante EO intervém para pon- derar não somente a(s) camada(s) oculta(s) HL, mas também o neurônio de saída (camada OL ou "Output Layer").

O comportamento geral de um circuito neural, tal como utilizado no caso é dado pela fórmula [11] do anexo I, no qual Wij é o peso afetado ao sinal Xi presente à entrada do neurônio j.

No circuito previsto no caso, um neurônio elementar se comporta segundo a fórmula [12], conforme será esquematizado na figura 17.

A saída Sl da figura 16 fornece um valor estimado que corres- ponde à fórmula [13] do anexo 1.

Por aprendizagem, a requerente ajustou os neurônios ocultos e seu peso de modo que a função f seja uma função não linear, contínua, deri- vável e boa. O exemplo atualmente preferido é a função arco-tangente.

Sabe-se que uma rede neural determina seus coeficientes Wy comumente denominados sinapses por aprendizagem. Essa aprendizagem deve fazer intervir tipicamente 3 a 10 vezes mais exemplos do que o peso a calcular, abrangendo corretamente a faixa das condições de trabalho dese- jadas.

Partindo de exemplos Ep (ρ = I a M), determina-se, para cada exemplo o desvio Dp entre o valor Sp determinado pelo circuito neural e o valor real Rp medido ou definido experimentalmente. É o que lembra a fórmula [14],

A qualidade de funcionamento do circuito neural é definida por uma grandeza global de desvio Cg, dita "custo". Ela pode ser expressa, por exemplo, segundo a fórmula [15], como uma grandeza global de desvio qua- drático ponderado.

A aprendizagem apresenta diferentes problemas em um caso como aquele do controle das imperfeições nos tubos, notadamente devido ao fato de se tratar de técnicas pesadas, conforme indicado.

A requerente inicialmente fez uma primeira aprendizagem sobre simulação. Pode-se utilizar para isso o programa CIVA desenvolvido e co- mercializado pelo Comissariado da Energia Atômica, França. Essa primeira aprendizagem permitiu marcar os parâmetros influentes, e construir uma primeira versão da rede de neurônios com base em imperfeições virtuais. A função de custo foi otimizada.

A requerente fez em seguida uma segunda aprendizagem, com- binando os resultados obtidos sobre simulação e imperfeições artificiais, isto é, criadas intencionalmente sobre tubos reais. Essa segunda aprendizagem permite construir uma segunda versão da rede de neurônios, cuja função de custo foi também otimizada.

A requerente combinou em seguida os resultados obtidos sobre imperfeições artificiais e sobre um conjunto de imperfeições presentes sobre tubos reais, essas imperfeições sendo conhecidas com precisão por medi- das feitas a posteriori fora da cadeia de fabricação. Essa terceira fase permi- tiu validar a última versão da rede de neurônios. Essa versão se mostrou operacional para o controle em fabricação. Todavia, quando de sua implan- tação sobre uma instalação nova ou modificada, convém atualmente fazer sofrer um "escoramento", com o auxílio de uma dezena de amostras artifici- ais abrangendo o conjunto da faixa de imperfeições a tratar. Segue-se natu- ralmente uma otimização.

As figuras 11, 12, 14, 15 foram descritas no âmbito dos captadores P11 e P12. O mesmo princípio pode ser aplicado ao grupo de captadores P1. Nesse caso, não haverá imagem 2 e a rede constrói pelo menos parâ- metros de entrada conforme já indicado. Os circuitos descritos para dois captadores podem ser utilizados para um só, mas sem parâmetros de entra- da para a parte "imagem 2".

O mesmo princípio pode ser aplicado também aos dois grupos de captadores P21 e P22, encarregados de detectar as imperfeições trans- versais, considerando-se o fato de os captadores serem para essa detecção inclinados (por exemplo, de +/- 17°) em um plano que passa pelo eixo do tubo.

Compreender-se-á que, em cada caso, intervém um tratamento numérico do tipo definido pela figura 11, elementos 992 a 996 excetuados. Esse tratamento é globalmente designado por 761, de acordo com a figura 8. No qual é seguido dos blocos 764 e 766.

Obtém-se assim um conjunto, tal como representado pela figura 18, com:

- para o captador P1, um tratamento 761 -1, seguido de uma fase de decisão e alarme 764-1;

- para os captadores P11 e P12, um tratamento 761-10, seguido de uma fase de decisão e alarme 764-10;

- para os captadores P21 e P22, um tratamento 761-20, seguido de uma fase de decisão e alarme 764-20;

- as três fases 764-1, 764-10 e 764-20 sendo interpretadas con- juntamente pelo autômato de tri e de alarme 766.

Uma variante da figura 18, não representada, consiste em prever apenas uma única fase "decisão & alarme", utilizando diretamente as saídas dos três tratamentos 761 -1, 761 -10 e 761 -20.

O controle não destrutivo propriamente dito é feito "oportuna- mente", isto é, à medida que o tubo passa na instalação de controle. A deci- são oriunda do tratamento das informações descrito mais acima pode ser considerada ela também à medida que o tubo passa na instalação de contro- le (com decisão - alarme e marcação "oportunamente"); uma variante con- siste em tomar essa decisão, depois que todo o comprimento do tubo tenha sido inspecionado ou mesmo ainda mais tarde (após o controle do conjunto de um lote de tubos, por exemplo), cada tubo sendo marcado/identificado (número de ordem, por exemplo). Nesse caso, é necessário que as informa- ções obtidas sejam registradas (memorizadas). Os registros podem constitu- ir o objeto de uma análise posterior por um operador habilitado a tomar uma decisão, após ter analisado os resultados registrados e tratados pela(s) re- de(s) de neurônios.

Naturalmente, considerando-se propriedades dos circuitos neu- rais, é possível agrupar pelo menos parcialmente o conjunto dos circuitos neurais (contidos nos tratamentos 761-1, 761-10 e 761-20) em um único cir- cuito neural, tendo todas as entradas desejadas.

O modo de realização descrito utiliza diretamente redes neurais. A invenção não está limitada a esse gênero de realização. No caso, a ex- pressão "disposição do gênero circuito neural" pode abranger outras técni- cas de estatísticas não lineares, com ou sem circuitos neurais.

O sistema no caso proposto foi descrito no caso do controle não destrutivo, quando da fabricação de tubo sem soldadura, caso no qual a in- venção se aplica particularmente bem. As mesmas técnicas podem ser apli- cadas notadamente a produtos siderúrgicos longos não necessariamente tubulares.

No caso de tubos soldados e outros produtos (como, por exem- plo, chapas ou placas), o sistema se mostra capaz de determinar, além dis- so, os limites do cordão de soldadura e, por conseguinte, localizar as even- tuais imperfeições no cordão de soldadura, que podem ter de serem contro- ladas. Por sua vez, as imperfeições situadas fora dos limites do cordão de soldadura, que podem corresponder a inclusões já presentes na folha (ou produto de base), devem ser consideradas diferentemente. <formula>formula see original document page 37</formula>

Claims (17)

1. Dispositivo que forma ferramenta auxiliar na exploração, para o controle não destrutivo, em curso ou na saída de fabricação, de produtos siderúrgicos, tais como tubos ou outros produtos longos, essa ferramenta é destinada a colher informações sobre eventuais imperfeições do tubo, a par- tir de sinais de retorno que captam (73) consecutivamente à excitação seleti- va (70) de captadores ultra-sonoros emissores, segundo uma lei de tempo escolhida, captadores ultra-sonoros receptores, formando uma disposição de geometria escolhida, montada em acoplamento ultra-sonoro com o tubo por intermédio de um meio líquido, com movimento relativo de rotação/transla- ção entre o tubo e a disposição de transductores, essa ferramenta auxiliar sendo caracterizada pelo fato de com- preender: - um conversor (891; 892), capaz de isolar seletivamente uma representação numérica de possíveis ecos em janelas temporais designa- das, em função do movimento relativo de rotação/translação, e daí tirar uma imagem (901; 902) de imperfeições possíveis no tubo; - um filtro (921, 922), capaz de determinar, nas imagens (901; 902), zonas de imperfeição presumida (Zcur), assim como propriedades de cada imperfeição presumida; - um combinador (960), ajustado para preparar entradas numéri- cas de trabalho, a partir de um extrato (951; 952) das imagens correspon- dentes a uma zona de imperfeição presumida (Zcur), de propriedades da imperfeição presumida na mesma zona, oriundas do filtro (921; 922) e de dados de contexto (740); - pelo menos uma disposição do gênero circuito neural (970), que recebe entradas de trabalho oriundas do combinador (960); - um estágio numérico de decisão e alarme (992), operando so- bre a base da saída da disposição do gênero circuito neural (970); e - um autômato de tri e de marcação (994), ajustado para afastar e marcar tubos decididos não conformes pelo estágio numérico de decisão e alarme (992).

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, destinado a tra- balhar com duas disposições de transductores ultra-sonoros de geometria escolhida (P11, P12; P21, P22), montados em acoplamento ultra-sonoro, sensivelmente segundo uma simetria espelho da direção de seus feixes ul- tra-sonoros respectivos, caracterizado pelo fato de essa ferramenta de ex- ploração compreender dois conversores (891, 892) respectivamente consa- grados a essas duas disposições de transductores (P11, P12; P21, P22) e pelo fato de o combinador (960) ser ajustado para operar seletivamente so- bre os ecos de revestimento interno ou sobre os ecos de revestimento exter- no ou sobre os ecos que intervém na massa do tubo, mas ao mesmo tempo sobre os dados relativos a uma e à outra das duas disposições transducto- res.

3. Dispositivo, de acordo com uma das reivindicações 1 e 2, ca- racterizado pelo fato de o conversor (891; 892) ser ajustado para isolar sele- tivamente uma representação numérica de possíveis máximos ecos em ja- nelas temporais designadas, correspondendo a ecos de revestimento inter- no, a ecos de revestimento externo, assim como ecos provenientes da mas- sa do tubo, respectivamente e pelo fato de o combinador (960) ser ajustado para operar seletivamente sobre os ecos de revestimento interno ou sobre ecos de revestimento externo ou sobre os ecos que intervieram na massa.

4. Dispositivo, de acordo com uma das reivindicações preceden- tes, caracterizado pelo fato de o combinador (960) receber pelo menos uma entrada (9511, 9521) relativa a um extremo de amplitude da imagem na zo- na de imperfeição presumida.

5. Dispositivo, de acordo com uma das reivindicações preceden- tes, caracterizado pelo fato de o filtro (921; 922) ser ajustado para produzir, como propriedades de cada imperfeição presumida, sua obliqüidade e seu comprimento, enquanto que o combinador (960) recebe entradas correspon- dentes de obliqüidade de imperfeições (931) e de comprimento de imperfei- ção (932).

6. Dispositivo, de acordo com uma das reivindicações preceden- tes, caracterizado pelo fato de o filtro (921, 922), o combinador (960) e o cir- cuito neural (970) e o estágio numérico de decisão e alarme (992) serem ajustados para operarem iterativamente em uma seqüência de zonas de im- perfeição presumida (Zcur) determinadas pelo filtro (921; 922).

7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o filtro (921; 922), o combinador (960) e o circuito neural (970) e o estágio numérico de decisão e alarme (992) serem ajustados para opera- rem alternativamente sobre o revestimento interno e o revestimento externo do tubo.

8. Dispositivo, de acordo com uma das reivindicações preceden- tes, caracterizado pelo fato de essa disposição do gênero circuito neural compreender: - um primeiro circuito neural (NC121-NC123) próprio para avaliar a natureza de uma imperfeição dentre uma pluralidade de classes pré- definidas; e - um segundo circuito neural (NC141-NC143) próprio para avali- ar a gravidade de uma imperfeição.

9. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de os dois circuitos neurais terem entradas que diferem por: - uma entrada (9512; 9522) de número de máximos próximos para o primeiro circuito neural; e - uma entrada (9513; 9523) de largura de eco para o segundo circuito neuronal.

10. Dispositivo, de acordo com uma das reivindicações 8 e 9, caracterizado pelo fato de as saídas dos dois circuitos neurais serem combi- nadas para afinar a predicção.

11. Dispositivo, de acordo com uma das reivindicações prece- dentes, caracterizado pelo fato de a emissão e a recepção dos sinais ultra- sonoros serem realizadas toda vez por um mesmo transductor, para pelo menos uma parte da disposição de captadores.

12. Dispositivo de controle não destrutivo de tubo em curso ou na saída de fabricação, caracterizado pelo fato de compreender: - uma disposição de transductores ultra-sonoros de geometria escolhida, montado em acoplamento ultra-sonoro com o tubo por intermédio de um meio líquido, com movimento relativo de rotação/translação entre o tubo e a disposição de transductores; - circuitos para excitar seletivamente (70) esses elementos transductores, segundo uma lei de tempo escolhida, e para coletar (73) os sinais de retorno que eles captam; - uma ferramenta auxiliar na exploração, de acordo com uma das reivindicações precedentes.

13. Processo de controle não destrutivo de produtos siderúrgi- cos, tais como tubos ou outros produtos longos, em curso ou em saída de fabricação, compreendendo as etapas a seguir: a. prever uma disposição de transductores ultra-sonoros de geometria escolhida, montado em acoplamento ultra-sonoro com o tubo por intermédio de um meio líquido, com movi- mento relativo de rotação/translação entre o tubo e a dispo- sição de transductores; b. excitar seletivamente (70) esses elementos transductores, segundo uma lei de tempo escolhida; c. coletar (73) os sinais de retorno que eles captam, a fim de analisar seletivamente esses sinais de retorno (760-766) pa- ra daí tirar informações sobre eventuais imperfeições do tu- bo; caracterizado pelo fato de compreender, além disso, as seguintes etapas: d. isolar seletivamente uma representação numérica de possí- veis ecos em janelas temporais designadas, em função do movimento relativo de rotação/translação (891; 892), e daí tirar uma imagem (901; 902) de imperfeições possíveis no tubo; e. filtrar (921; 922) as imagens (901; 902) segundo critérios de filtragem escolhidos, a fim de aí determinar zonas de imper- feição presumida (Zcur), assim como propriedades de cada imperfeição presumida; f. formar (960) entradas numéricas de trabalho, a partir de um extrato (951; 952) das imagens correspondente a uma zona de imperfeição presumida (Zcur), de propriedades da imper- feição presumida na mesma zona, oriundas do filtro (921; 922), e de dados de contexto (740); g. aplicar as entradas assim formadas (960) em pelo menos uma disposição do gênero circuito neural (970); h. tratar numericamente a saída da disposição do gênero cir- cuito neural (970), segundo critérios de decisão escolhidos, para daí tirar uma decisão e/ou um alarme (922); e i. afastar e marcar (994) tubos decididos não conformes pela etapa h.

14. Processo, de acordo com a reivindicação 13, no qual: - na etapa a, serem previstas duas disposições de transductores ultra- sonoros de geometria escolhida (P11, P12; P21, P22), montados em aco- plamento ultra-sonoro sensivelmente segundo uma simetria espelho da dire- ção de seus feixes ultra-sonoros respectivos, caracterizado pelo fato de as etapas d. a i. serem conduzidas conjuntamente sobre os sinais oriundos de uma e outra dessas duas disposições de transductores.

15. Processo, de acordo com uma das reivindicações 13 e 14, caracterizado pelo fato de: - na etapa d., essas janelas temporais designadas compreende- rem determinadas pelo menos das janelas do grupo correspondentes a ecos de revestimento interno, a ecos de revestimento externo, assim como ecos provenientes da massa do tubo.

16. Processo, de acordo com uma das reivindicações 13 a 15, caracterizado pelo fato de: - na etapa e., os critérios de filtragem compreenderem pelo me- nos um critério de existência de imperfeição, um critério de obliqüidade de imperfeição e um critério de comprimento de imperfeição.

17. Processo, de acordo com uma das reivindicações 13 a 16, caracterizado pelo fato de: - as etapas f., e g. serem repetidas iterativamente para cada im- perfeição detectada na etapa e.