Types de sondes à courants de Foucault
Les sondes à courants de Foucault standard d’Olympus sont offertes en plusieurs configurations :
- Sondes crayons
- Sondes de surface ponctuelles
- Sondes annulaires
- Sondes pour trous de boulons
- Sondes de large diamètre pour scanner rotatif
- Sondes spécialisées
Dans cet article, nous traiterons de chacune de ces sondes de façon plus détaillée. Nous souhaitons fournir de l’information afin d’aider les utilisateurs à choisir la bonne sonde à courants de Foucault pour chaque inspection.
Sondes de surface de type « crayons »
Également connues sous le nom de sondes à courants de Foucault à haute fréquence, ces sondes sont normalement utilisées pour la détection des fissures de surface. Elles sont dotées d’une petite bobine qui peut être blindée ou non. La plupart sont de type absolu, bien qu’on puisse intégrer une bobine d’équilibrage dans le boîtier de la sonde pour assurer un bon équilibre et une plage de fréquences accrue. De nombreux types sont disponibles, en versions droites ou angulaires, pour répondre à toutes les exigences. Elles peuvent aussi être munies de tiges flexibles ajustables à différentes formes.
Les sondes crayons peuvent être conçues pour fonctionner à différentes fréquences, principalement en fonction du matériau à inspecter. Pour l’aluminium, on utilise généralement une fréquence de 100 kHz, mais celle-ci peut aller jusqu’à 200 kHz ou plus, selon la bobine d’équilibrage et l’appareil utilisé. Les fréquences élevées assureront un meilleur angle d’entrefer ; toutefois, lorsque la fréquence approche de 500 kHz, la sonde devient plus sensible à l’entrefer et la pénétration dans le matériau est moins bonne. Pour cette raison, il est généralement préférable de conserver des fréquences plus basses.
L’utilisation de sondes crayons d’une fréquence de moins de 100 kHz est devenue habituelle pour détecter les fissures en développement dans la première couche qui se sont formées du côté opposé, mais qui n’ont pas encore percé la surface (comme dans le cas des panneaux de revêtement). Une fréquence comprise entre 20 et 50 kHz pénétrera dans le revêtement et détectera un défaut qui se trouve à seulement 50 % de l’épaisseur. Il est possible d’utiliser certaines sondes standard de 100 kHz à une fréquence de 50 kHz à condition de compenser en utilisant des gains plus élevés. Cependant, il est préférable d’utiliser des sondes conçues pour les basses fréquences, même s’il faut alors accepter un diamètre légèrement plus important.
Pour les matériaux à faible conductivité, comme le titane ou l’acier inoxydable, il faut choisir une fréquence de 1 à 2 MHz pour améliorer la sensibilité et l’angle de phase pour les fissures débouchantes. Pour les aciers magnétiques, la fréquence n’est pas un facteur aussi important ; toutefois, de bons résultats sont souvent obtenus à des fréquences de 1 ou de MHz, car on réduit ainsi au minimum les variations de perméabilité. Lorsque le matériau est doté d’un placage en cadmium, des fréquences plus basses sont requises pour réduire au minimum l’effet du placage, et parfois, une fréquence de 25 à 50 kHz est optimale, bien qu’un diamètre de sonde plus important soit nécessaire.
Sondes de surface ponctuelles
Également connues sous le nom de sondes à courants de Foucault à basse fréquence (LFEC), les sondes ponctuelles sont utilisées à basse fréquence pour la détection de fissures ou de corrosion sous la surface. Elles sont offertes dans des fréquences à partir de 100 Hz (pour la pénétration dans les structures les plus épaisses), en versions blindées et non blindées. Les sondes blindées sont plus populaires, car elles concentrent le champ magnétique sous la sonde et évitent les interférences provenant des bords et des autres structures. Elles sont toutefois plus sensibles aux petits défauts. Les sondes dites « en réflexion » sont également largement utilisées parce qu’elles offrent une plus faible dérive et un gain souvent plus élevé dans les applications les plus exigeantes. Les boîtiers à ressort sont utiles pour assurer une pression constante avec la surface lorsque cela est nécessaire, par exemple lors d’inspections ponctuelles visant à évaluer les différences de conductivité.
Sondes annulaires
Elles sont semblables aux sondes de surface ponctuelles, à l’exception que leur centre a été agrandi (et transformé en trou) pour qu’elles soient adaptées au diamètre d’une tête ou d’un trou de fixation à inspecter. Elles offrent une grande sensibilité aux fissures, car l’interface « fixation/trou » facilite la pénétration. Cela est particulièrement évident avec les fixations ferreuses, mais les variations de perméabilité peuvent également poser des problèmes. Le diamètre intérieur est un facteur important dans le choix d’une sonde. Vous devez opter pour un diamètre intérieur légèrement plus grand que la tête de fixation. Le diamètre extérieur n’est généralement pas d’une très grande importance, mais il doit être assez petit pour éviter le chevauchement sur les autres têtes de fixation. La hauteur de la sonde n’est pas non plus un facteur crucial ; cependant, pour les cas où l’accès est limité, des sondes spéciales à profil bas sont disponibles. Leurs bobines de contrôle et d’équilibrage sont séparées afin que la hauteur soit davantage réduite.
Sondes pour trous de boulons
Ces sondes sont conçues pour l’inspection de l’alésage des trous une fois la fixation enlevée. Elles se divisent en deux groupes :
Sonde manuelle à collet réglable – La sonde est indexée à la bonne profondeur et tournée manuellement. Ces sondes sont généralement de configuration absolue en pont ou différentielle en pont.
Sondes pour scanners rotatifs – Elles sont fabriquées pour être utilisées avec différents scanners, offrent la meilleure couverture et permettent des vitesses d’inspection élevées. Les sondes pour scanners rotatifs contiennent généralement des configurations de bobines différentielles en réflexion, car les bobines différentielles sont moins sensibles à l’interface et permettent une meilleure détection des défauts. La configuration en réflexion est utilisée pour maximiser le gain, fournir une plus large étendue de fréquences et réduire au minimum la dérive qui pourrait être causée par l’accumulation de chaleur dans la sonde lorsqu’elle tourne à haut régime.
Autres types de sondes pour l’inspection des trous
Sondes pour l’inspection de trous de boulons à basse fréquence – Elles sont utilisées pour l’inspection des trous à travers des douilles. Elles sont équipées de bobines à basse fréquence. Les bobines de ces sondes sont semblables à celles des sondes de surface ponctuelles, et elles sont généralement limitées aux trous de grand diamètre en raison de la taille importante des bobines.
Sondes pour l’inspection de fraisures – Elles sont conçues pour s’adapter à des formes de têtes de fixation précises pour permettre l’inspection de l’entrée de trous ouverts. Elles peuvent être fabriquées pour une utilisation manuelle ou sur scanner rotatif et être dotées des mêmes configurations de bobines que celles utilisées pour les inspections standard de trous de boulons. Si un grand nombre de trous doivent être inspectés, le scanner rotatif permet une couverture beaucoup plus rapide.
Sondes de large diamètre pour scanners rotatifs
Pendant de nombreuses années, les trous de grand diamètre ont été inspectés à l’aide de sondes pour trous de boulons manuelles, car les sondes existantes étaient trop lourdes et mal équilibrées pour tourner librement si elles étaient utilisées avec des scanners rotatifs manuels standard. Non seulement le balayage et l’indexation manuels constituent un processus lent, mais il est également difficile d’assurer une couverture complète. En outre, les grands trous se trouvent souvent dans des parties épaisses, ce qui signifie qu’un grand nombre de balayages étaient nécessaires pour couvrir toute l’épaisseur.
Les plus récentes sondes de grand diamètre ont été conçues pour être plus légères et optimiser l’équilibre mécanique. Ainsi, les scanners rotatifs de puissance relativement faible peuvent les entraîner sans perte de vitesse ni secousses excessives. Des essais concluants ont été réalisés avec des diamètres de plus de 50 mm (2 po). Les sondes à diamètre réglable permettent de régler la sonde au bon diamètre afin d’éviter une friction trop importante avec la surface et de perdre la sensibilité aux petits défauts.
Sondes spécialisées
Il existe de nombreux types de sondes fabriquées pour répondre aux besoins précis des clients. Veuillez nous envoyer un dessin ou un croquis de votre application, et nous vous proposerons une sonde à courants de Foucault adaptée à votre pièce.
Résolution de problèmes liés aux sondes à courants de Foucault
En cas de difficulté à faire fonctionner une sonde, il est conseillé de faire quelques tests simples :
- Vérifiez que la fréquence de fonctionnement se situe dans la plage de fréquences de la sonde. Si la sonde ne s’équilibre pas correctement, il est possible que l’appareil soit passé en « saturation ». Cela se vérifie facilement. Si les signaux produits par l’entrefer et le défaut (ou un bord) se superposent les uns aux autres, il n’y a pas d’angle de phase et la saturation se produit. La fréquence est peut-être trop élevée, ou alors la bobine de la sonde et la bobine d’équilibrage n’ont pas la même valeur. Essayez de réduire le courant d’excitation de la sonde. Veuillez noter que certains appareils ont la capacité de produire des valeurs de sortie très élevées qui peuvent être excessives pour certaines sondes.
- Essayez de déplacer le câble, en particulier à l’endroit où il rejoint le connecteur ou le boîtier de la sonde, car ce sont les points les plus vulnérables. S’il montre un fonctionnement intermittent, le câble doit être remplacé. Il peut également être nécessaire de nettoyer les contacts du connecteur. Du silicone en vaporisateur ou un nettoyant pour contacts électriques sont souvent utiles.
- Si le point semble mort ou si les signaux sont faibles ou déformés, vérifiez les réglages du filtre. De nombreux appareils offrent maintenant toute une gamme de filtres passe-haut et passe-bas.Ces filtres sont très utiles, mais s’ils sont mal réglés, ils peuvent avoir divers effets.
- Les filtres passe-haut amèneront toujours le point au niveau d’équilibre et, à des réglages élevés (comme ceux utilisés pour les scanners rotatifs), ils feront apparaître le point comme statique par rapport au niveau d’équilibre. Pour une utilisation manuelle, réglez le filtre passe-haut à « OFF » (ou 0 Hz).
- Les filtres passe-bas rendront l’affichage dépendant de la vitesse. Le meilleur réglage pour une utilisation manuelle est généralement de 100 Hz, mais si le signal est trop bruyant, il peut être nécessaire de réduire ce réglage. Si c’est le cas, la vitesse de balayage devra être maintenue suffisamment basse pour ne pas réduire la taille des signaux.
- Examinez la face d’inspection de la sonde. Elle peut être endommagée ou usée. Vérifiez les fils exposés ou d’autres dommages possibles. Utilisez du ruban téflon sur la face de la sonde lorsque possible. Cela réduit l’usure de la sonde et empêche également un éventuel contact avec la ferrite, qui génère souvent du bruit.
- Lorsqu’on obtient des rapports signal sur bruit (SNR) élevés, généralement observés lors de l’utilisation de sondes pour scanners rotatifs, il est recommandé d’insérer un petit morceau d’éponge ou de caoutchouc mousse pour améliorer le contact de la bobine avec la surface intérieure du trou. Cette technique peut réduire considérablement le bruit et augmenter la sensibilité.
Remarques
Tous les scanners à main n’ont pas la même puissance, et les sondes de grand diamètre ont besoin de plus de puissance pour l’obtention de résultats d’inspection fiables. En cas de doute concernant la puissance de votre scanner rotatif, appelez-nous pour obtenir des conseils.
Lors de l’inspection de trous de grand diamètre, la bobine se déplace plus rapidement sur le défaut. Cela modifie la durée du signal et fait en sorte que les réglages du filtre dans l’appareil peuvent devoir être réinitialisés à des valeurs plus élevées. Le filtre passe-haut, qui réduit normalement l’effet des variables à changement lent, comme l’ovalisation (changements d’entrefer), ne sera pas aussi efficace et le réglage devra être augmenté, par exemple de 100 à 200 Hz ou plus. Le filtre passe-bas peut couper une partie du signal du défaut. Pour éviter cela, réessayez d’augmenter le réglage, par exemple de 200 à 500 Hz ou plus. Les filtres passe-bande sont une combinaison des deux et sont intégrés dans certains appareils. Ils doivent également être réinitialisés à une valeur plus élevée. Réglez toujours les filtres pour obtenir le meilleur rapport signal sur bruit. Certains appareils peuvent ne pas avoir suffisamment de réglages de filtres pour vous permettre de tirer pleinement parti des sondes de grand diamètre.
