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Contrôle par ultrasons multiéléments (PAUT)

1980
Technicien effectuant un contrôle par ultrasons à faisceau progressif sur un composant métallique dans une usine.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

Réseau phasé Ultrasonique (PAUT) utilise un transducteur à éléments multiples où chaque élément est pulsé indépendamment avec des délais précis calculés par ordinateur. En contrôlant cette mise en phase, le faisceau ultrasonique résultant peut être dirigé, focalisé et balayé électroniquement sans déplacer physiquement la sonde. Cela permet d'obtenir une imagerie rapide et détaillée des défauts, en particulier dans les géométries complexes, dépassant les techniques conventionnelles à élément unique.

The core principle behind PAUT is the constructive and destructive interference of wavelets, as described by Huygens’ principle. A PAUT probe consists of an array of small, individual transducer elements (from 16 to 256 or more). A computer-controlled instrument sends out precisely timed electrical pulses to each element. If all elements are pulsed simultaneously, they produce a standard, straight ultrasonique beam. However, by introducing minute time delays between the firing of adjacent elements, a phase shift is created across the probe’s aperture.

Ce déphasage provoque l'interférence des ondelettes individuelles de telle sorte que le front d'onde combiné est orienté selon un angle ou focalisé à une profondeur spécifique. Par exemple, en retardant progressivement les impulsions d'une extrémité à l'autre de la matrice, le faisceau peut être balayé selon une gamme d'angles, créant ainsi un "balayage sectoriel" ou un balayage en "S". Cela permet d'inspecter un grand volume de matériau à partir d'une seule position de la sonde. De même, en appliquant un schéma de synchronisation parabolique, le faisceau peut être focalisé, ce qui augmente son intensité et améliore la résolution à une profondeur spécifique.

This electronic control offers immense flexibility and speed. An entire weld can be inspected rapidly by combining electronic scanning along the array’s length with the angular sweep. The data is often presented in easy-to-interpret 2D or 3D color-coded images (S-scans, C-scans), which provide a more intuitive representation of flaw location and size compared to the simple A-scan of conventional UT.

UNESCO Nomenclature: 3322
- Science des matériaux

Taper

Méthode d'essai

Perturbation

Substantiel

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • technologie d'antenne réseau à commande de phase développée pour le radar et le sonar
  • les progrès de la microélectronique et du numérique traitement du signal pour contrôler de nombreux canaux
  • méthodes conventionnelles de test par ultrasons mono-élément
  • Principe de propagation des ondes de Huygens

Applications

  • inspection des soudures dans les centrales nucléaires et les pipelines
  • industrie aérospatiale pour l'inspection des structures composites et des soudures par friction-malaxage
  • imagerie médicale, particularly in echocardiography and obstetrics
  • cartographie de la corrosion dans les réservoirs et les tuyauteries de stockage pétrochimiques
  • inspection de composants à géométrie complexe comme les aubes de turbine

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • portable PAUT belts for continuous monitoring of aortic aneurysms
  • PAUT adaptatif piloté par l'IA qui auto-optimise les paramètres du faisceau pour les matériaux inconnus
  • robotique en essaim utilisant PAUT pour l'inspection collaborative de structures volumineuses et complexes
  • integration of PAUT with réalité augmentée glasses for real-time flaw visualization on the component
  • sondes PAUT miniaturisées pour la caractérisation in vivo des plaques artérielles
  • 4d PAUT pour la surveillance en temps réel des processus de fabrication additive
  • systèmes PAUT à couplage pneumatique pour l'inspection sans contact des composants électroniques sensibles
  • outils PAUT de fond de trou pour la diagraphie de l'intégrité des puits dans l'industrie pétrolière et gazière
  • PAUT grand public pour la détection de mouvement avancée de sécurité domestique
  • Systèmes basés sur PAUT pour la récolte robotisée des fruits afin d'évaluer la qualité interne avant la cueillette
Voir aussi : réseau phasé, PAUT, orientation du faisceau, formation du faisceau, CND, imagerie ultrasonique, réseau de transducteurs, inspection des soudures, essais non destructifs, balayage électronique.

Contexte historique

Contrôle par ultrasons multiéléments (PAUT)

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1978
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(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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