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Patent 2651392 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent Application: (11) CA 2651392
(54) English Title: DISPOSITIF DE CONTROLE NON DESTRUCTIF D'UNE PIECE PAR ANALYSE DE DISSIPATION DE RAYONNEMENT
(54) French Title: DEVICE FOR NON-DESTRUCTIVE TESTING OF A COMPONENT BY ANALYZING RADIATION DISSIPATION
Status: Deemed Abandoned and Beyond the Period of Reinstatement - Pending Response to Notice of Disregarded Communication
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • G1N 25/72 (2006.01)
  • G1K 7/00 (2006.01)
  • G1N 21/88 (2006.01)
  • H1L 27/146 (2006.01)
(72) Inventors :
  • DE SMET, MARIE-ANNE (France)
(73) Owners :
  • AIRBUS OPERATIONS SAS
(71) Applicants :
  • AIRBUS OPERATIONS SAS (France)
(74) Agent: BCF LLP
(74) Associate agent:
(45) Issued:
(86) PCT Filing Date: 2007-05-16
(87) Open to Public Inspection: 2007-11-29
Examination requested: 2012-03-30
Availability of licence: N/A
Dedicated to the Public: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): Yes
(86) PCT Filing Number: PCT/EP2007/054762
(87) International Publication Number: EP2007054762
(85) National Entry: 2008-11-05

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
0651902 (France) 2006-05-24

Abstracts

English Abstract

The invention concerns a device for non-destructive testing of a component (4) by analyzing radiation dissipation when the component is stressed by mechanical stresses. Said device comprises measuring means for determining a surface radiation field of the component. The measuring means are integrated in a flexible housing (2) for covering a region of the surface of the component (4) to be tested. Said device enable an initial crack upon stress concentration on a surface of the component and the presence of a crack (5) upon propagation of said crack to be detected. The invention is useful for non-destructive testing of aircraft components, but may be used in all industrial sectors where testing the integrity of components is important, such as the automotive, railway, marine and nuclear industries.


French Abstract

L'objet de l'invention concerne un dispositif de contrôle non destructif d'une pièce (4) par analyse de dissipation de rayonnement lorsque la pièce est sollicitée par des contraintes mécaniques. Ce dispositif comprend des moyens de mesure aptes à déterminer un champ de rayonnement de surface de la pièce. Les moyens de mesure sont intégrés dans un support souple (2) destiné à venir couvrir une zone de la surface de la pièce (4) à contrôler. Ce dispositif permet de détecter l'amorce d'une fissuration lors de la concentration de contrainte sur une surface d'une pièce et la présence d'une fissure (5) lors de la propagation de cette fissure. La présente invention trouve des applications pour le contrôle non destructif (CND) des pièces d'aéronef, mais peut être utilisée dans tous les secteurs industriels où le contrôle de l'intégrité des pièces est important, tels que l'automobile, le ferroviaire, la construction navale ou le nucléaire.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


14
REVENDICATIONS
1 Dispositif de contrôle non destructif d'une pièce (4) par analyse de
dissipation de rayonnement lorsque la pièce est sollicitée par des contraintes
mécaniques, caractérisé en ce que ledit dispositif (1) comprend des moyens de
mesure aptes à déterminer un champ de rayonnement de surface de ladite pièce,
lesdits moyens de mesure étant intégrés dans un support souple (2) destiné à
venir couvrir une surface de ladite pièce à contrôler en épousant la forme de
la
pièce.
2 Dispositif de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que
lesdits moyens de mesure ont une sensibilité adaptée pour déterminer des
variations de niveau d'énergie de rayonnement susceptibles de révéler la
présence des défauts à la surface de ladite pièce.
3 Dispositif de contrôle selon les revendications 1 et 2, caractérisé en
ce que lesdits moyens de mesure comprennent un réseau de microcapteurs de
rayonnement (3).
4 Dispositif de contrôle selon la revendication 3, caractérisé en ce que
ledit réseau de microcapteurs de rayonnement (3) est organisé en matrice
lignes
colonnes.
Dispositif de contrôle selon les revendications 3 et 4, caractérisé en
ce que chaque microcapteur de rayonnement (3) comporte une cellule apte à
transformer le rayonnement émis par la surface de ladite pièce en charges
électriques, ladite cellule étant couplée à un dispositif de transfert de
charges
électriques pour recueillir les charges électriques.
6 Dispositif de contrôle selon les revendications 1 et 2, caractérisé en
ce que lesdits moyens de mesure comprennent une membrane de cristaux
liquides thermosensibles (7), et un réseau de microcapteurs optoélectroniques
(6)
superposé à ladite membrane de cristaux liquides thermosensibles (7).
7 Dispositif de contrôle selon la revendication 6, caractérisé en ce que
ledit réseau de microcapteurs optoélectroniques (7) est organisé en matrice
lignes colonnes.
8 Dispositif de contrôle selon la revendication 7, caractérisé en ce que
chaque microcapteurs optoélectroniques (6) comporte une cellule photosensible

15
pour transformer des signaux optiques en signaux électriques, ladite cellule
étant
couplée à un dispositif de transfert de charge pour recueillir les signaux
électriques.
9- Dispositif de contrôle selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'en outre ledit dispositif comprend une électronique
d'interface (10) reliant lesdits moyens de mesure et de détection à une
mémoire
d'enregistrement (11).
- Dispositif de contrôle selon la revendication 9, caractérisé en ce que
ladite électronique d'interface (10) et ladite mémoire (11) sont intégrées
dans ledit
support souple (2) de manière à réaliser un dispositif de contrôle
monolithique (1).
11 - Dispositif de contrôle selon les revendications 3 et 9, caractérisé en
ce que ladite électronique d'interface (10) est disposée à l'extrémité des
lignes de
microcapteurs de rayonnement ou à l'extrémité des colonnes de microcapteurs de
rayonnement.
12 - Dispositif de contrôle selon les revendications 6 et 9, caractérisé en
ce que ladite électronique d'interface (10) est disposée à l'extrémité des
lignes de
microcapteurs optoélectroniques ou à l'extrémité des colonnes de microcapteurs
optoélectroniques.
13 - Dispositif de contrôle selon les revendications 1 à 12, caractérisé en
ce que ledit dispositif de contrôle (1) comprend un système calculateur (13)
tel
qu'un système à microprocesseur.
14 - Dispositif de contrôle selon la revendication 13, caractérisé en ce
que ledit système calculateur (13) n'étant pas intégré dans le support souple
(2),
ledit dispositif de contrôle comporte des moyens d'émission pour envoyer des
signaux électriques enregistrés dans la mémoire d'enregistrement (11) vers
ledit
système calculateur (13) en utilisant une liaison filaire, sans fil, radio ou
infrarouge.
- Dispositif de contrôle selon la revendication 14, caractérisé en ce
que ledit système calculateur (13) est intégré dans ledit support souple (2)
et est
connecté entre ladite électroniques d'interface (10) et ladite mémoire
d'enregistrement (11).
16 - Dispositif de contrôle selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que ledit système calculateur (13) comprend une mémoire

16
contenant au moins une cartographie du champ de rayonnement de référence de
la pièce ou des pièces, des moyens de calcul convertissant les signaux
électriques reçus par ledit système calculateur en champ de rayonnement, et
des
moyens d'analyse dudit champ de rayonnement par rapport au champ de
rayonnement de référence.
17 - Dispositif de contrôle selon la revendication 16, caractérisé en ce
que ladite au moins une cartographie du champ de rayonnement de référence est
prédéterminée sur une pièce référence.
18 - Dispositif de contrôle selon la revendication 15, caractérisé en ce
que ladite au moins une cartographie du champ de rayonnement de référence est
prédéterminée par une modélisation.
19 - Dispositif de contrôle selon les revendications 16 à 17, caractérisé
en ce que lesdits moyens d'analyse comprennent des moyens d'analyse
différentielle pour déterminer ledit champ d'élévation de niveau de
rayonnement
de la pièce.
20 - Dispositif de contrôle selon la revendication 19, caractérisé en ce
que lesdits moyens d'analyse différentielle comportent des moyens pour générer
un signal d'état S lorsque ledit champ d'élévation dépasse une valeur seuil.
21 - Dispositif de contrôle selon les revendications 16 à 17, caractérisé
en ce que lesdits moyens d'analyse comportent des moyens d'analyse spectrale
pour déterminer des informations relatives aux défauts présents dans la pièce.
22- Dispositif de contrôle selon les revendications 14, 16 à 21,
caractérisé en ce que ledit signal d'état S et lesdits informations sont
transmis par
ledit système calculateur vers des moyens d'alarme (14).
23- Dispositif de contrôle selon les revendications 15 à 21, caractérisé
en ce que ledit signal d'état S et lesdits informations sont enregistrés dans
ladite
mémoire d'enregistrement (11) relié audit système calculateur (13), puis
transmis
vers des moyens d'alarme (14) en utilisant une liaison filaire, sans fil,
radio ou
infrarouge.
24- Dispositif de contrôle selon la revendication 22 ou 23, caractérisé en
ce que lesdits moyens d'alarme (14) comportent des moyens d'affichage (22) et
des indicateurs lumineux ou sonores (20).

17
25 - Dispositif de contrôle selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que lesdits microcapteurs de rayonnement (3) ou les
microcapteurs optoélectroniques (6) sont de dimension de l'ordre de centaine
de
micron.
26 - Dispositif de contrôle selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'épaisseur dudit dispositif de contrôle (1) est
inférieure ou
égale à 50 µm.
27 - Dispositif de contrôle selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé en ce que ledit support souple (2) du dispositif de
contrôle (1) est fixé sur la surface de la pièce (4) à contrôler au moyen d'un
matériau adhésif.
28 -Dispositif de contrôle selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé en ce que lesdits microcapteurs (3, 6) sont
directement
intégrés dans une couche de revêtement destinée à venir couvrir une surface de
la pièce à contrôler.

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


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WO 2007/135059 PCT/EP2007/054762
1
DISPOSITIF DE CONTROLE NON DESTRUCTIF D'UNE PIECE PAR ANALYSE
DE DISSIPATION DE RAYONNEMENT
La présente invention a pour objet un dispositif de contrôle non destructif
d'une pièce par analyse de dissipation de rayonnement lorsque la pièce est
sollicitée par des contraintes mécaniques. Ce dispositif comprend des moyens
de
mesure aptes à déterminer un champ de rayonnement de surface de la pièce. Les
moyens de mesure sont intégrés dans un support souple destiné à venir couvrir
une zone de la surface de la pièce à contrôler. Ce dispositif permet de
détecter
l'amorce d'une fissuration lors de la concentration de contrainte sur une
surface
d'une pièce et la présence d'une fissure lors de la propagation de la fissure.
La
présente invention trouve des applications pour le contrôle non destructif
(CND)
des pièces d'aéronef, mais peut être utilisée dans tous les secteurs
industriels où
le contrôle de l'intégrité des pièces travaillées est important, tels que
l'automobile,
le ferroviaire, la construction navale ou le nucléaire.
Dans le cadre de la conception et de la qualification, mais aussi de
l'exploitation et de la maintenance des aéronefs, il est nécessaire d'utiliser
des
méthodes de contrôle qui permettent d'évaluer les contraintes que subissent
les
pièces et de pouvoir déterminer si celles-ci sont endommagées par l'apparition
de
criques ou fissures sans endommager les pièces constituant la structure
aéronautique. Les techniques utilisées sont regroupées sous la dénomination de
contrôle non destructif (CND). Les techniques de CND sont nombreuses et en
constante évolution car les secteurs industriels concernés sont demandeurs
d'un
accroissement des performances de ces techniques de CND. Les secteurs du
transport aérien et du génie civil sont toujours à la recherche de techniques
CND

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de plus en plus performantes pour remplir à la fois les impératifs de sécurité
et
une politique de réduction des coûts.
La présente invention a ainsi notamment pour but de détecter des fissures
qui sont initiées dans des pièces soumises à des sollicitations mécaniques
fortes
et cycliques dont la répétition conduit après un certain temps à une
fissuration
dite de fatigue et pouvant conduire à la rupture de la pièce.
Parmi les diverses techniques de CND de structures, on connaît la
technique de thermographie Infrarouge stimulée pour détecter les défauts dans
les structures aéronautiques en se basant sur la détection des barrières de
diffusion thermique que constituent les fissures. Cette technique consiste à
chauffer rapidement la surface du matériau à contrôler par exemple au moyen
d'une lampe flash et à observer le champ de rayonnement de surface au moyen
par exemple d'une caméra Infrarouge. La présence d'un défaut ou d'une fissure
se manifeste localement sur les images de thermographie par un retour
anormalement lent à la température ambiante dans une zone de la pièce.
La figure 1 représente schématiquement un dispositif relevant de cette
technique. Le dispositif comprend un laser 16 qui irradie localement une zone
A
de la surface d'une pièce à contrôler 4 et un détecteur infrarouge 9 qui
observe
une zone B située à proximité de la zone A des élévations de température
produit
par le chauffage de la zone A. Ces élévations sont influencées par les
caractéristiques locales de la zone B et dans son voisinage du matériau
inspecté.
Notamment la présence d'une barrière thermique produit par une fissure 5 au
sein
de la pièce 4 agit sur la diffusion de la chaleur au sein de la pièce par
conduction
thermique. Pour obtenir une cartographie du champ de température de la surface
de la pièce 4, le dispositif comprend un système de balayage composé de
miroirs
orientables motorisés 17 pour guider le faisceau d'excitation incident 19 et
le
faisceau sonde 18.
Dans un dispositif tel que celui présenté sur la figure 1, un opérateur
déplace de zone en zone pour examiner toute la surface de la structure à
contrôler. Il est par conséquent nécessaire d'immobiliser la structure qui est
par
exemple un avion au sol lors d'une inspection, et il doit faire appel à du
personnel
qualifié pour accomplir ces opérations de contrôle, entraînant un coût
important
de maintenance pour la compagnie aérienne. Des opérateurs formés et qualifiés

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sont en effet nécessaires pour réaliser des contrôles de qualité et pour
éviter des
interprétations erronées de la thermographie obtenue.
De plus, ce dispositif ne permet pas de contrôler aisément les pièces sur
une surface relativement étendue, car il faut que l'opérateur déplace de zone
en
zone le dispositif. Pour pouvoir contrôler certaines pièces de formes
complexes
ou des structures comportant des zones inaccessibles, il est nécessaire
parfois
de procéder à un démontage de la structure. Notamment les fissures qui sont
initiées par exemple dans des alésages ou systèmes d'attaches ne peuvent être
détectées que lorsqu'elles débouchent sur une surface directement accessible.
Il n'existe pas à ce jour des moyens de contrôle permettant de contrôler
l'état des pièces par exemple des pièces aéronautiques tout au long de leurs
périodes d'utilisation, en particulier pouvant effectuer un diagnostic global
de
santé des pièces aéronautiques pendant le vol de l'avion.
La présente invention vise à proposer un dispositif adapté à un tel contrôle
qui permet de surveiller l'état de fatigue d'une pièce qui caractérise la
conformité
des structures par rapport aux cahiers des charges des différents stades de la
vie
de l'aéronef.
Les problèmes à résoudre pour un tel dispositif sont
- de disposer d'un moyen de contrôle non destructif adapté pour être
facilement fixé sur la surface des pièces à contrôler tout en restant de masse
et
d'encombrement négligeable et en ne nécessitant qu'une faible puissance
électrique pour son fonctionnement, voir même s'autoalimenter.
- de disposer d'un moyen de contrôle adapté pour être installé en
permanence sur les pièces à contrôler durant leur utilisation pour effectuer
une
maintenance prédictive en détectant les anomalies le plutôt possible,
permettant
ainsi de réaliser des réparations moins coûteuses et de garantir une sûreté
maximale des pièces,
- de disposer d'un moyen de contrôle qui permet une gestion
automatique des contrôles et de délivrer un diagnostic complet de la santé des
pièces afin de réduire au maximum le travail de l'opérateur pour réduire le
coût de
maintenance.
A cet effet, l'invention concerne un dispositif de contrôle non destructif en
temps réel d'une pièce par analyse de dissipation de rayonnement thermique,

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rayons X ou rayons gamma émis par la surface de la pièce lorsqu'elle est
sollicitée par des contraintes mécaniques
Selon l'invention, le dispositif comprend des moyens de mesure aptes à
déterminer un champ de rayonnement de surface de la pièce, lesdits moyens de
mesure étant intégrés dans un support destiné à venir couvrir une surface de
ladite pièce.
Avantageusement ledit support est un support souple afin de venir épouser
la forme de la pièce.
Lesdits moyens de mesure ont une sensibilité adaptée pour déterminer un
champ d'élévation d'intensité de rayonnement provoqué par des défauts présents
dans la pièce.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, les moyens de
mesure comprennent un réseau de microcapteurs de rayonnement organisé en
matrice lignes colonnes. Pour transformer le rayonnement reçu par les
microcapteurs en signal électrique, chaque microcapteur comporte une cellule
apte à transformer le rayonnement reçu en charges électriques, ladite cellule
étant couplée à un dispositif de transfert de charges électriques pour
recueillir les
charges électriques.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les moyens de détection
et de mesure comprennent une membrane de cristaux liquides thermosensibles,
et un réseau de microcapteurs optoélectroniques superposé à ladite membrane
de cristaux liquides thermosensibles. Le réseau de microcapteurs
optoélectroniques est organisé en matrice lignes colonnes. Chaque microcapteur
optoélectronique comporte une cellule photosensible pour transformer des
signaux optiques envoyés par la membrane en signaux électriques, ladite
cellule
étant couplée à un dispositif de transfert de charge pour recueillir les
signaux
électriques.
Selon une forme de réalisation de l'invention, le dispositif de contrôle
comprend en outre une électronique d'interface reliant lesdits moyens de
mesure
et de détection à une mémoire d'enregistrement, ladite électronique et ladite
mémoire sont intégrés dans ledit support souple de manière à réaliser
avantageusement un dispositif de contrôle monolithique.

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Avantageusement le dispositif de contrôle comprend un système
calculateur tel qu'un système à microprocesseur pour déterminer de manière
automatique un champ d'élévation de niveau d'énergie de rayonnement de
surface de la pièce.
5 Selon une forme de réalisation de l'invention, le système calculateur
n'étant pas intégré dans le support souple, ledit dispositif de contrôle
comporte
des moyens d'émission pour envoyer des signaux électriques enregistrés dans la
mémoire d'enregistrement vers ledit système calculateur en utilisant une
liaison
filaire, sans fil, radio ou infrarouge.
Selon une autre forme de réalisation de l'invention, ledit système
calculateur est intégré dans ledit support souple et est connecté entre ladite
interface et ladite mémoire d'enregistrement.
Selon une forme de réalisation du système calculateur, il comprend une
mémoire contenant au moins une représentation cartographique du champ de
rayonnement de surface de référence de la pièce ou des pièces, des moyens de
calcul convertissant les signaux électriques reçus par ledit système
calculateur en
champ de rayonnement, et des moyens d'analyse dudit champ de rayonnement
par rapport au champ de rayonnement de référence.
Les moyens d'analyse comprennent des moyens d'analyse différentielle
pour déterminer un champ de rayonnement différentiel entre le champ de
rayonnement de référence et le champ de rayonnement mesuré.
Avantageusement lesdits moyens d'analyse différentielle comportent des
moyens pour générer un signal d'état S caractéristique du fait que ledit champ
de
rayonnement différentiel dépasse une valeur seuil.
Les moyens d'analyse comportent des moyens d'analyse spectrale pour
déterminer des informations relatives aux défauts présents dans la pièce.
Avantageusement le signal d'état S et les informations sont soit transmis
par ledit système calculateur vers des moyens d'alarme, soit enregistrés dans
ladite mémoire d'enregistrement relié audit système calculateur, puis transmis
vers des moyens d'alarme en utilisant une liaison filaire, sans fil, radio ou
infrarouge.
Les moyens d'alarme comportent par exemple des moyens d'affichage et
des indicateurs lumineux ou sonores.

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Dans une autre forme de réalisation de l'invention, lesdits microcapteurs
sont directement intégrés dans une couche de revêtement destinée à venir
couvrir une surface de la pièce à contrôler.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris
à la lecture de la description qui va suivre en référence aux dessins qui
représentent :
en figure 1 : une représentation schématique d'un dispositif de
thermographie selon l'art antérieur,
en figure 2 : une représentation schématique d'une vue en coupe d'un
dispositif selon un mode de réalisation de l'invention,
en figure 3 : une représentation schématique d'une vue en coupe d'un
dispositif selon un autre mode de réalisation de l'invention,
en figure 4 : une représentation schématique d'une vue en coupe partielle
du dessus du dispositif de contrôle,
en figure 5: une représentation schématique du dispositif de contrôle de la
figure 4 en position opérationnelle de transmission de signaux électriques
vers un
système calculateur disposé à distance,
en figure 6 : une vue schématique d'un réseau de dispositifs de contrôle
disposés sur la surface des structures d'un avion au sol en position de
transmission de signaux enregistrés au cours du vol de l'avion.
On distingue trois phases lors de la rupture d'une pièce. Dans un premier
temps, des défauts se forment de façon diffuse dans les zones les plus
sollicitées,
par des contraintes mécaniques ou des déformations appliquées sur la pièce.
Dans un deuxième temps, ces défauts évoluent ou coalescent et une fissure
macroscopique apparaît, qui se propagent dans un troisième temps jusqu'à
conduire à la rupture de la pièce. Ces trois phases sont accompagnées d'une
dissipation thermique. L'énergie thermique dissipée est proportionnelle à la
concentration de la contrainte. La dissipation thermique est plus importante
dans
les zones les plus sollicitées mécaniquement. Par ailleurs, lorsque le
matériau se
fissure, l'amorce de la fissuration est localisée par une élévation de
température
localisée. Les fronts des fissures constituent donc des points chauds. En
établissant une cartographie d'un champ de température de surface d'une pièce

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et en mettant en oeuvre des moyens d'analyse adaptés, on peut localiser les
zones où il y une élévation de température représentative de l'énergie
thermique
dissipée.
Les figures 2 et 3 représentent deux modes de réalisation d'un dispositif de
contrôle 1 non destructif en temps réel d'une pièce par analyse de dissipation
de
rayonnement lorsqu'elle est sollicitée par des contraintes mécaniques. Il
comprend des moyens de mesure aptes à déterminer un champ de rayonnement
de surface de la pièce, lesdits moyens sont intégrés dans un support souple 2.
Ce
support souple 2 est par exemple réalisé dans un matériau plastique,
permettant
de fixer le dispositif de contrôle 1 sur la surface de la pièce à contrôler en
épousant la forme de la pièce. Le support souple du dispositif de contrôle 1
est
fixé sur la surface de la structure à contrôler au moyen d'un matériau
adhésif. De
préférence ce dispositif est réalisé dans une dimension limitée adaptée pour
être
fixé sur une zone critique de la pièce où les fissures sont susceptibles
d'apparaître. Sur un avion, le dispositif peut être disposé sur des zones
considérées critiques qui se situent par exemple au niveau des éléments
d'attaches, au niveau des éléments d'assemblage des panneaux et des zones à
forte concentration de contraintes.
De manière générale, le type de rayonnement dissipé par la pièce peut
être infrarouge, rayons X ou rayons gamma.
Avantageusement le dispositif de contrôle 1 est adapté pour recevoir une
couche superficielle 8 qui peut être par exemple une couche de peinture qui
vient
se superposer au dispositif de contrôle 1.
En figure 2 est représenté un premier mode de réalisation des moyens de
mesure comprenant un réseau de microcapteurs de rayonnement 3 qui sont
intégrés dans un support souple 2 fixé sur la surface d'une pièce à contrôler
4.
Chaque microcapteur de rayonnement 3 est apte à transformer le flux de
rayonnement qui peut être infrarouge ou du rayonnement X ou gamma émis par la
pièce 4 en signaux électriques au moyen d'une cellule qui convertit l'énergie
de
rayonnement en charge électrique. Chaque cellule est couplée à un dispositif
de
transfert de charge qui a pour fonction d'évacuer la charge électrique. Un
signal
électrique représentatif de l'énergie de rayonnement reçu par la cellule est
donc
généré par la charge.

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En figure 3 est représenté un deuxième mode de réalisation des moyens
de mesure comprenant une membrane de cristaux liquides thermosensibles 7, et
un réseau de microcapteurs optoélectroniques 6 superposé à la membrane de
cristaux liquides thermosensibles 7. La membrane de cristaux liquides
thermosensibles est constituée de cristaux liquides insérés entre deux
surfaces
plastiques. La structure de ces cristaux liquides se modifie en fonction de
l'énergie thermique reçu, ceci se traduit par une variation de la composition
spectrale des ondes réfléchies par les différents plans des cristaux liquides,
conduisant par conséquent à un changement de coloration en surface de la
membrane des cristaux liquides 7.
Pour détecter ce changement de coloration en fonction du niveau d'énergie
de rayonnement, on superpose à cette membrane un réseau de microcapteurs
optoélectroniques. Chaque microcapteur optoélectroniques est apte à
transformer
les rayonnements lumineux émis par la membrane de cristaux liquides en charges
électriques au moyen d'une cellule photosensible qui convertit l'énergie
lumineuse en charge électrique. Chaque cellule est couplée à un dispositif de
transfert de charge qui a pour fonction d'évacuer la charge électrique. Un
signal
électrique représentatif de l'énergie lumineuse reçue par la cellule
photosensible
est donc généré par la charge.
La figure 4 représente schématiquement une vue du dessus du dispositif
de contrôle selon les modes de réalisation présentés précédemment. Selon une
forme de réalisation particulier de l'invention, le dispositif a une forme
sensiblement rectangulaire comportant ici par exemple à titre illustratif un
réseau
de 56 microcapteurs de rayonnement ou optoélectroniques organisés en matrice
lignes colonnes. Le dispositif de contrôle comprend en plus une électronique
d'interface 10 reliant le réseau de microcapteurs 3, 6 à une mémoire
d'enregistrement 11. L'électronique 10 et la mémoire 11 sont également
intégrées
dans le support souple 2 de manière à réaliser avantageusement un dispositif
de
contrôle monolithique.
Les charges électriques recueillies par les dispositifs de transfert de
charge de chaque microcapteur sont transmises vers l'électronique d'interface
10
qui comporte par exemple un amplificateur pour augmenter la puissance du
signal
afin d'améliorer le rapport signal sur bruit et également un convertisseur

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numérique/analogique pour convertir les signaux électriques analogiques reçus
en signaux numériques.
Les signaux amplifiés sont ensuite acheminés vers la mémoire
d'enregistrement 11. L'électronique d'interface 10 est disposée à l'extrémité
des
lignes de microcapteurs sur la figure 4. Dans une autre forme de réalisation,
l'électronique d'interface 10 peut être disposée à l'extrémité des colonnes de
microcapteurs.
L'organisation des microcapteurs en matrice lignes colonnes permet
d'obtenir une cartographie du champ de rayonnement de sorte qu'un défaut de la
pièce peut être localisé à la surface de la pièce.
Afin de localiser précisément les défauts, le pas entre microcapteurs est
fixé de préférence à une valeur inférieure aux dimensions des défauts minimum
à
détecter de sorte que la discrimination de la position des défauts soit
possible et
de sorte qu'en cas d'endommagement localisé du réseau de microcapteurs, les
microcapteurs situés autour de la zone endommagée du réseau puissent toujours
permettre de réaliser une surveillance des zones au plus près du défaut
susceptible d'apparaître dans la zone surveillée.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le mode de transfert
des signaux électriques issus des microcapteurs 3, 6 vers l'électronique
d'interface 10 est un mode de transfert à interlignes. Au dessus de chaque
ligne
de microcapteurs est disposée une ligne de stockage 23. Les signaux sont
temporairement stockés dans cette ligne de stockage 23. Le contenu des lignes
de stockage est ensuite transféré vers l'électronique d'interface 10 selon un
mode
en parallèle. Ensuite les signaux électriques sont évacués en série vers une
mémoire d'enregistrement 11.
Dans une variante du mode de transfert des signaux électriques, chaque
microcapteur est adressé directement pour envoyer les signaux électriques à
l'électronique d'interface 10.
Afin de traiter de manière automatique les signaux électriques mesurés par
les microcapteurs, le dispositif de contrôle comprend de plus un système
calculateur 13 pour convertir le signal électrique en signal représentatif de
l'énergie de rayonnement dissipée par la surface de la pièce et pour
déterminer

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un champ de rayonnement de la pièce. Le système calculateur est par exemple
un système à microprocesseur.
Dans un mode préféré de réalisation de l'invention représenté sur la figure
4, le système calculateur n'étant pas intégré dans le support souple 2, le
dispositif
5 comporte des moyens d'émission 12 pour envoyer les signaux électriques
enregistrés dans la mémoire d'enregistrement 11 vers le système calculateur 13
en utilisant une liaison sans fil, radio ou infrarouge. Ces moyens d'émission
comportent par exemple un transpondeur intégré dans le support souple qui
fonctionne de préférence à une fréquence fixée, ladite fréquence étant choisie
de
10 sorte que l'émission des signaux électriques représentatifs de la
dissipation de
l'énergie du rayonnement de surface de la pièce n'interfère pas avec
l'émission
des autres données par des dispositifs autre que le dispositif de contrôle 1.
Les moyens d'émission 12 pour envoyer les signaux électriques
enregistrés dans la mémoire 11 vers le système calculateur 13 peuvent être
également une liaison filaire.
Le signal électrique reçu par le système calculateur 13 est converti en
signal représentatif de l'énergie du rayonnement dissipée par la surface de la
pièce grâce à des moyens de calcul dans lequel est intégré un modèle théorique
adapté reliant l'énergie à la charge électrique. Ces moyens de calcul génèrent
des cartographies du champ de rayonnement qui peuvent être une cartographie
de l'amplitude et de la phase, et une cartographie en représentation
spectrale.
Ces données représentatives de l'énergie dissipée par la pièce sont ensuite
envoyées vers des moyens d'analyse.
Les moyens d'analyse comportent des moyens d'analyse différentielle pour
effectuer une étude comparative en amplitude entre le champ de rayonnement
mesuré par le réseau de microcapteurs et le champ de rayonnement de
référence. Avantageusement ces moyens d'analyse différentielle permettent
d'établir une cartographie d'un champ d'élévation de niveau d'énergie de
rayonnement de surface de la pièce. Pour cela le système calculateur comporte
une mémoire dans laquelle est enregistrée une base de donnée de cartographies
de champ de rayonnement de référence de la pièce. Ces cartographies de
référence constituent un modèle de comparaison prédéfini par rapport au
comportement de la zone couverte par le dispositif de contrôle. Ces
cartographies

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de référence peuvent être prédéterminées sur une pièce de référence. On entend
par pièce de référence, une pièce jugée ne comportant pas de défaut, par
exemple une pièce à la sortie de sa ligne de fabrication et ayant réussi
toutes les
étapes de qualification. Elles peuvent être également prédéterminée par une
modélisation. Lorsque les moyens d'analyse effectuent une comparaison en
amplitude entre le champ de rayonnement de référence et le champ de
rayonnement mesuré par les microcapteurs, si la valeur différentielle
déterminée
entre le champ de référence et le champ mesuré dépasse une valeur seuil, un
signal d'état S est généré par les moyens d'analyse.
Avantageusement les moyens d'analyse comportent des moyens d'analyse
spectrale qui déterminent une représentation spectrale de champ de rayonnement
mesuré pour déterminer des informations relatives aux défauts présents dans la
pièce. Notamment l'analyse spectrale permet de déterminer la nature du défaut
et
sa dimension.
Dans le cadre d'un contrôle en temps réel des structures, le dispositif de
contrôle est par exemple programmé pour être activé lorsque l'avion n'est plus
au
sol et il effectue ensuite des mesures à intervalles de temps réguliers, par
exemple tous les 5 minutes pendant une période déterminée de manière à
réaliser des mesures en fonction du temps. Ainsi le dispositif de contrôle
permet
une cartographie de la zone surveillée en fonction du temps pour établir
l'évolution du champ de rayonnement émis par la pièce.
Les mesures en fonction du temps permettent notamment d'effectuer une
analyse de l'évolution temporelle du contraste de niveau d'énergie à partir
duquel
on peut identifier la profondeur du défaut qui a donné naissance à ce
contraste.
Le signal d'état ainsi que toutes les informations relatives aux défaut telles
que la nature des défauts, la dimension des défauts et la localisation des
défauts
sont transmis par le système calculateur vers des moyens d'alarme 14 qui
comportent par exemple un écran d'affichage 22 pour afficher les informations
et
des indicateurs lumineux et/ou sonores 20 pour avertir l'opérateur de
maintenance.
Un exemple de mode de transmission des signaux est illustré sur la figure
6 qui représente une vue schématique d'un réseau de dispositifs de contrôle 1
disposés sur la surface des structures d'un avion 15. L'avion est au sol et le

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réseau de dispositifs de contrôle 1 est en position de transmission de signaux
enregistrés au cours du vol de l'avion vers un système calculateur 13 qui est
relié
à des moyens d'alarme 14 qui comportent ici par exemple un ordinateur avec un
écran d'affichage 22 et des indicateurs sonores 20.
Avantageusement, le système calculateur envoie le champ d'élévation de
niveau d'énergie de rayonnement de la pièce inspectée vers les moyens
d'affichage sous la forme d'une image codifiée par des couleurs permettant
ainsi
à l'opérateur de localiser rapidement les zones d'élévation de niveau
d'énergie de
rayonnement susceptibles de révéler la présence des défauts.
La transmission des signaux électriques enregistrés dans la mémoire 11
vers le système calculateur peut être programmée de manière à ce qu'elle soit
effectuée automatiquement à la fin d'un vol de l'avion par exemple. Cette
transmission peut aussi être activée manuellement par l'opérateur de
maintenance en interrogeant le dispositif de contrôle lors de l'inspection de
l'avion.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le système calculateur 13
est intégré directement dans le support souple 2 et connecté entre
l'électronique
d'interface 10 et la mémoire d'enregistrement 11. Dans ce mode de réalisation,
le
système calculateur 13 reçoit directement des signaux électriques de
l'électronique d'interface 10 et envoie vers la mémoire d'enregistrement 11
seulement le signal d'état et les informations relatives aux défauts. Lors
d'une
inspection, en interrogeant le dispositif, l'opérateur décharge le signal
d'état et les
informations enregistrés dans la mémoire du dispositif de contrôle vers des
moyens d'alarme 14 en utilisant une liaison filaire, sans fil, radio ou
infrarouge.
Tous les composants intégrés dans le support souple sont réalisés à partir
d'une technologie de microfabrication sur un substrat dur transposée ici sur
un
substrat souple tel qu'un substrat plastique. Cependant la température
utilisée au
cours du processus de microfrabrication est susceptible de détruire le
substrat
plastique. Une des solutions proposée actuellement consiste d'abord à réaliser
les composants sur un substrat dur déposé lui-même sur du verre. Le substrat
dur
est par exemple du silicium, de l'alumine A1203. Une autre couche de verre
servant de protection vient se fixer sur les composants au moyen d'un adhésif
soluble, le substrat dur est ensuite retiré de l'empilement par ablation au
moyen

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d'un laser. Les composants sont appliqués sur un substrat plastique et fixés à
ce
dernier au moyen d'un adhésif permanent et le verre de protection est retiré.
Dans une forme particulière de réalisation de l'invention, le dispositif de
contrôle se présente sous la forme d'un film mince ayant une épaisseur de
l'ordre
de 50 pm, et une surface de 10x10 cm de côté qui intègre des microcapteur de
dimension de l'ordre de centaine de micron, avec un pas de l'ordre de dizaine
de
micron.
L'invention a été présentée dans le cadre du contrôle des structures
d'aéronefs, mais peut être utilisée dans tous les secteurs industriels où le
contrôle
de l'intégrité des pièces travaillées est important tels que l'automobile, le
ferroviaire, la construction navale ou le nucléaire.

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

2024-08-01:As part of the Next Generation Patents (NGP) transition, the Canadian Patents Database (CPD) now contains a more detailed Event History, which replicates the Event Log of our new back-office solution.

Please note that "Inactive:" events refers to events no longer in use in our new back-office solution.

For a clearer understanding of the status of the application/patent presented on this page, the site Disclaimer , as well as the definitions for Patent , Event History , Maintenance Fee  and Payment History  should be consulted.

Event History

Description Date
Application Not Reinstated by Deadline 2015-11-24
Inactive: Dead - No reply to s.30(2) Rules requisition 2015-11-24
Deemed Abandoned - Failure to Respond to Maintenance Fee Notice 2015-05-19
Inactive: Abandoned - No reply to s.30(2) Rules requisition 2014-11-24
Inactive: S.30(2) Rules - Examiner requisition 2014-05-22
Inactive: Report - No QC 2014-05-12
Amendment Received - Voluntary Amendment 2012-09-20
Letter Sent 2012-04-04
All Requirements for Examination Determined Compliant 2012-03-30
Request for Examination Received 2012-03-30
Request for Examination Requirements Determined Compliant 2012-03-30
Inactive: Office letter 2011-09-19
Letter Sent 2011-06-22
Inactive: Cover page published 2009-03-02
Inactive: Notice - National entry - No RFE 2009-02-27
Inactive: First IPC assigned 2009-02-24
Application Received - PCT 2009-02-23
National Entry Requirements Determined Compliant 2008-11-05
Application Published (Open to Public Inspection) 2007-11-29

Abandonment History

Abandonment Date Reason Reinstatement Date
2015-05-19

Maintenance Fee

The last payment was received on 2014-04-23

Note : If the full payment has not been received on or before the date indicated, a further fee may be required which may be one of the following

  • the reinstatement fee;
  • the late payment fee; or
  • additional fee to reverse deemed expiry.

Patent fees are adjusted on the 1st of January every year. The amounts above are the current amounts if received by December 31 of the current year.
Please refer to the CIPO Patent Fees web page to see all current fee amounts.

Fee History

Fee Type Anniversary Year Due Date Paid Date
Basic national fee - standard 2008-11-05
MF (application, 2nd anniv.) - standard 02 2009-05-19 2009-05-06
MF (application, 3rd anniv.) - standard 03 2010-05-17 2010-05-04
MF (application, 4th anniv.) - standard 04 2011-05-16 2011-05-04
Registration of a document 2011-05-24
Request for examination - standard 2012-03-30
MF (application, 5th anniv.) - standard 05 2012-05-16 2012-04-18
MF (application, 6th anniv.) - standard 06 2013-05-16 2013-04-18
MF (application, 7th anniv.) - standard 07 2014-05-16 2014-04-23
Owners on Record

Note: Records showing the ownership history in alphabetical order.

Current Owners on Record
AIRBUS OPERATIONS SAS
Past Owners on Record
MARIE-ANNE DE SMET
Past Owners that do not appear in the "Owners on Record" listing will appear in other documentation within the application.
Documents

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List of published and non-published patent-specific documents on the CPD .

If you have any difficulty accessing content, you can call the Client Service Centre at 1-866-997-1936 or send them an e-mail at CIPO Client Service Centre.


Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Description 2008-11-04 13 667
Claims 2008-11-04 4 174
Representative drawing 2008-11-04 1 5
Abstract 2008-11-04 2 89
Drawings 2008-11-04 3 41
Cover Page 2009-03-01 2 47
Reminder of maintenance fee due 2009-03-01 1 111
Notice of National Entry 2009-02-26 1 193
Reminder - Request for Examination 2012-01-16 1 118
Acknowledgement of Request for Examination 2012-04-03 1 177
Courtesy - Abandonment Letter (R30(2)) 2015-01-18 1 164
Courtesy - Abandonment Letter (Maintenance Fee) 2015-07-13 1 175
PCT 2008-11-04 4 122
Fees 2009-05-05 1 45
Correspondence 2011-09-18 1 15