Table des Matières
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5.
Guide de sélection de transducteur
Influences physiques sur la sélection du transducteur
Le choix du transducteur adapté à l'application dépend en grande partie
de la taille de granulat (grain) et des dimensions de l'objet testé.
Influence générée par la taille de particule
Les hétérogénéités (par ex. particules de granulat, vides) dans le béton
influent sur la propagation d'une impulsion ultrasonique. Elles disperse-
ront le signal. L'influence est très importante si la taille du granulat est
égale ou supérieure à la longueur d'ondes du signal ultrasonique. Cette
influence peut être réduite de manière significative en choisissant la fré-
quence d'impulsion, de telle sorte que la longueur d'ondes soit au moins
2 fois supérieure à la taille de granulat.
De ce fait, il est très difficile de détecter une anomalie si elle est plus
petite que la moitié de la longueur d'ondes.
Pour les roches et autres matériaux à grains fins tels que la céramique et
le bois, la taille de grain est un paramètre de moindre importance. Pour
ces matériaux, la taille de l'objet à tester est le facteur le plus significatif.
Les meilleurs résultats ont été obtenus sur le bois avec une fréquence
de 54 kHz.
Pour la céramique, une petite taille d'échantillon et un grain fin font qu'une
fréquence de 250 kHz ou 500 kHz est la plus couramment utilisée.
© 2014 Proceq SA
Influence générée par la taille d'échantillon
La vitesse d'impulsion est réduite de manière significative
si les dimensions latérales (perpendiculaires au sens de
transmission) sont inférieures à la longueur d'ondes.
Des signaux de fréquence plus élevée ont un bord mieux défini, et il est
ainsi plus facile d'identifier le début de l'impulsion reçue. Toutefois, ils
sont davantage influencés par la diffusion. Un signal de 500 kHz pré-
sente une longueur d'ondes d'environ 7 mm (en supposant que la vi-
tesse du son est de 3 500 m/s) et est largement dispersé par le granulat
grossier dans le béton, limitant la transmission à quelques décimètres au
maximum. Un signal de 24 kHz présente une longueur d'ondes d'environ
150 mm et n'est pas, dans une large mesure, impacté par la dispersion.
La plage de transmission maximale peut atteindre plusieurs mètres.
Longueur d'ondes de transducteur
La longueur d'ondes peut être facilement calculée:
Longueur d'ondes = vitesse d'impulsion ultrasonique/fréquence
Pour le béton, la plage de vitesse d'impulsion ultrasonique va de 3 000 m/s
(qualité médiocre) à 5 000 m/s (qualité élevée). Une valeur moyenne pour
le béton ordinaire de 3 700 m/s (onde longitudinale) et de 2 500 m/s (onde
de cisaillement) a été utilisée pour le calcul des longueurs d'ondes, de
la taille de granulat maximale et de la dimension latérale minimale de
l'objet testé.
REMARQUE! Pour les mesures ultrasoniques effectuées sur
la roche, la norme ASTM D2845 recommande une dimen-
sion latérale minimale qui équivaut à 5x la longueur d'ondes.
La norme recommande également d'utiliser une longueur
d'ondes qui équivaut à au moins 3x la taille de grain moyenne.
Par ex. un échantillon à noyau NX a un diamètre de 54,7 mm
Une fréquence de transducteur de 250 kHz ou 500 kHz se-
rait recommandée pour cette taille d'échantillon sur la base
de cette recommandation (selon la vitesse d'impulsion des
types de roche à tester). La taille de grain maximale serait de
5 mm ou de 2,33 mm respectivement.
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