Métrologie acoustique
Mesure de paramètres mécaniques à travers des pièces métalliques par ondes acoustiques
Cette technologie de haute précision repose sur un capteur acoustique intégrant des transducteurs piézoélectriques qui créent des ondes dans la structure à contrôler. Le spectre de phase de l’impédance du transducteur est mesuré, permettant l’observation des fréquences d’intérêt en fonction du paramètre à estimer. Ces données sont ensuite traitées pour générer des informations sur l’état de la pièce.
Très compacte, la solution peut être placée au plus proche de la pièce à mesurer, voire intégrée dans des outils de montage ou de serrage. Elle est adaptée à la prise de mesures à travers des structures métalliques dans les environnements sévères (chaleur, pression, produits chimiques, etc.).
Applications
De nombreux secteurs sont confrontés à des compromis entre le poids des structures et leur performance mécanique. Une métrologie de précision permet de mieux dimensionner les composants tout en répondant aux exigences de sécurité.
Cette solution trouve des applications dans tout système mécanique critique :
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la métrologie en ligne ou la maintenance des structures métalliques ;
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le contrôle des assemblages dans l’automobile, l’aéronautique, l’éolienne, la santé, le spatial ou la construction ;
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la mesure de force, d’élongation, de déformation, de corrosion, de délamination de pièces métalliques, même dans des environnements critiques et/ou difficiles d’accès.
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Avantages
La solution du CEA-Leti est plus précise que les techniques classiques fondées sur le « temps de vol » en raison de la création d’ondes stationnaires dans la structure à mesurer, offrant plusieurs avantages :
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plus précise et compacte que d’autres méthodes optiques ou acoustiques ;
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très bas coût en s’appuyant sur un système embarqué minimaliste ;
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système pouvant être déporté dans l’outil d’assemblage en limitant de facto le TCO (Total Cost of Ownerhip).
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Crédit: Lisi
Travailler avec le CEA-Leti
Cette technologie peut être développée en partenariat avec les fabricants de systèmes mécaniques et fabricants d’outils souhaitant améliorer leurs capacités de métrologie de structures et de pièces métalliques en environnement sévère par une mesure de précision compacte. Un démonstrateur a déjà été développé pour une application de contrôle de serrage de vis. Le CEA-Leti poursuit l’adaptation de cette technologie à d’autres mesures dans le cadre des projets Européens SARAH et MOSAIC.
Du contrat de R&D bilatéral au programme multilatéral, le CEA propose plusieurs modalités de collaboration à ses partenaires industriels de toutes tailles, sur l’ensemble de la chaîne de valeur. Avec son modèle lab to market, le CEA-Leti accompagne la maturation de chaque projet jusqu’au transfert industriel.
Le CEA-Leti a transféré cette technologie à un spécialiste mondial de la conception et la fabrication de solutions d’assemblage pour ses besoins de métrologie de pièces critiques.
Publication scientifique
- Cabanillas, E., et al. (2023). Ultrasonic Sensor for Pipe Joint Make-up Assessment. IEEE SENSORS. pp. 01-04, doi: 10.1109/SENSORS56945.2023.10325132.
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