Auscultation des rails à grande vitesse avec sondes Phased Array

SPENO INTERNATIONAL SA
Auscultation des rails à grande vitesse avec sondes Phased Array
Introduction
Speno International a accompli une évolution dans l’auscultation des
rails par ultrasons. Avec une nouvelle approche dans la conception de
l’équipement. La société Speno a adopté la technologie Phased Array
avec une seule sonde multi-éléments. Elle remplace les sondes
traditionnelles à angle fixe pour l’auscultation du rail. Les systèmes
Phased Array sont connus depuis longtemps dans le contrôle non
destructif mais seulement utilisés avec des équipements manuels ou
semi automatiques (contrôle de roues et d’essieux, par exemple).
Une deuxième innovation de Speno International permet d’utiliser la
nouvelle sonde Phased Array à grande vitesse et de la protéger
mécaniquement. L’ensemble formé par la sonde et son patin s’appuie
sur une bande continue, comme dans un véhicule à chenille. Cette
bande isole la sonde des agressions du plan de roulement tout en
assurant un contact constant, nécessaire au contrôle par ultrasons. Le
système à bande combine les avantages acoustiques et mécaniques
des sondes glissantes et des sondes à roue, sans les inconvénients.
Figure 1. Sonde multi-éléments Phased Array
L’avantage principal de la technologie Phased Array est la flexibilité du
contrôle. La sonde multi-éléments peut émettre des faisceaux
ultrasonores avec les mêmes angles que ceux produits par les sondes à
céramique unique, utilisées avec les engins d’auscultation traditionnels.
Les applications industrielles de la technologie Phased Array ont été
limitées à cause de la faible vitesse d’auscultation possible. Les
systèmes Phased Array conventionnels travaillent en mode séquentiel,
une seule émission à la fois pour chaque angle. La fréquence de
récurrence à grande vitesse dans le rail ne permet pas l’émission
séquentielle de tous les faisceaux.
Pour résoudre cet inconvénient, Speno International a appliqué une
méthode originale dans le développement de son système Phased Array
pour le contrôle de rail à grande vitesse.
SPENO INTERNATIONAL S.A. - 26, Parc Château-Banquet - fra v1 1/2
P.O. Box 16 - 1211 Geneva 21 - Switzerland
Tel. +41 22 906 46 00 - Fax +41 22 906 46 01 - e-mail info@speno.ch

Description du système
Le principe consiste à envoyer une série d’impulsions ultrasonores dans
la région où les défauts sont supposés être et à chercher les pics
d'énergie maximale réfléchie. L'unité examine la position et cohésion de
l'amplitude des pics, d'après la forme de l'émission et en déduit les
défauts possibles dans le rail.
La somme des amplitudes des signaux électriques qui arrivent dans une
porte cohérente, représente l'énergie réfléchie par un défaut. L'angle et
la position des défauts sont déduits de cette information.
La technique permet:
−
−
l’émission d’une onde ultrasonore dans le rail avec différents angles
et points focaux en un seul tir (Figure 2 et 3).
la réception de toutes les réflexions et le traitement numérique en
temps réel.
Figure 2.
Sonde multi-éléments
Phased Array. En une
émission de
+75° à -75°
Le système travaille avec des
émetteurs linéaires qui créent une
onde plane multidirectionnelle
constituée par la somme des
principaux signaux élémentaires
orientés entre +75° et -75°.
Figure 3. Emission multidirectionnelle
Le système ne reconstitue pas l'ensemble d'information résultant d'une
sonde multi-éléments, mais analyse l'image acoustique reçue par la sonde.
Le système réalise le traitement en temps réel - à la vitesse d’auscultation du rail - de ces images
avec un volume de données de plusieurs Giga bits par seconde. La Figure 4 montre un exemple de
la détection d'un défaut orienté à 75°. Chaque élément détecte les informations de chaque
réflecteur, l'écho de fond et le défaut.
Figure 4. Exemple avec détection à 75°
Figure 5. Chariot équipé du système à bande de Speno
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