Une tête de mesure innovante du Fraunhofer LBF mesure l'impédance électromécanique.

Mesure basée sur les vibrations et non destructive de l’impédance électromécanique

Assurance qualité Mesure basée sur les vibrations et non destructive de l’impédance électromécanique

| Editeur: Nicole Kareta

Des scientifiques de l’Institut Fraunhofer pour la durabilité structurelle et la fiabilité du système LBF ont maintenant développé une tête de mesure innovante qui peut vérifier l’état d’une structure sur la base de son impédance électromécanique d’une manière basée sur les vibrations et non destructive.

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Une tête de mesure innovante du Fraunhofer LBF mesure l’impédance électromécanique.

(Source: Fraunhofer LBF)

Dans tous les secteurs industriels, les fabricants de composants structurels sont confrontés à un défi: ils doivent assurer la qualité et la stabilité opérationnelle souhaitées de leurs produits tout au long de leur durée de vie. La nouvelle tête de mesure peut vérifier l’état d’une structure sur la base de son impédance électromécanique de manière vibratoire et non destructive. Il est pressé contre la structure d’essai sans milieu de couplage supplémentaire, qui n’est donc pas modifié. La tête de mesure est capable d’exciter simultanément la structure de test et de mesurer l’impédance électromécanique.

Regardez ici comment fonctionne la mesure de l’impédance électromécanique:

Une méthode prometteuse dans le contrôle non destructif des composants structurels est basée sur la mesure de l’impédance électromécanique. À cet effet, un transducteur piézoélectrique est normalement lié à la structure de test pour établir le couplage électromécanique. Cependant, le transducteur ne peut être retiré qu’après la mesure avec beaucoup d’efforts. Il existe donc un risque d’endommagement de la structure. Jusqu’à présent, cela a limité l’applicabilité de la méthode, car le point de mesure ne pouvait pas être modifié de manière flexible et le système de capteur devait rester dans le composant en permanence. Par conséquent, le transfert de technologie vers l’industrie n’a jusqu’à présent eu lieu que pour les applications stationnaires.

La tête de mesure innovante ne nécessite aucun milieu de couplage supplémentaire

L’élément central de la tête de mesure innovante développée à Fraunhofer LBF est un transducteur piézoélectrique mesurant 10×10 millimètres. Une caractéristique unique de la tête de mesure est qu’elle est uniquement pressée contre la structure de test sans milieu de couplage supplémentaire et peut ainsi être retirée et déplacée vers le point de mesure suivant. La structure d’essai n’est donc pas modifiée et aucun résidu d’adhésif ne reste à sa surface. La tête de mesure est capable d’exciter simultanément la structure de test et de mesurer l’impédance électromécanique.

Haute sensibilité

À moins de 500 milliwatts, la consommation d’énergie de la nouvelle tête de mesure est bien inférieure à celle des méthodes de mesure conventionnelles, où elle est d’un ordre de grandeur supérieur. « Également en ce qui concerne la sensibilité élevée réglable, la tête de mesure est supérieure aux méthodes conventionnelles et peut générer une valeur ajoutée significative pour les clients du secteur des technologies de test et de mesure pour les utilisateurs finaux des industries automobile et aéronautique dans l’identification des changements structurels, « explique le scientifique Ye Ji Park, qui est en charge du projet à Fraunhofer LBF.

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La tête de mesure nouvellement développée chez Fraunhofer LBF identifie les changements structurels en détectant les écarts de qualité ou les défauts de matériaux dans la production en ligne ou hors ligne. Il peut également détecter des défauts structurels à un stade précoce pour éviter une défaillance inattendue du matériau.

Au cours d’une mesure basée sur les vibrations, la tête de mesure montre une sensibilité plus élevée aux changements structurels par rapport aux systèmes acoustiques ou optiques. Pour les mesures basées sur des références, la tête de mesure augmente la fiabilité statistique et la sécurité de décision. Il permet également de suivre les changements structurels sur la durée de vie de l’appareil.

Si les matériaux étaient parfaits, voler serait une chose dangereuse.

Optimisation des processus et qualité maximale des produits

Dans le cadre du projet de recherche aéronautique Clean Sky 2 financé par la Commission européenne, la tête de mesure a été intégrée dans un système de mesure automatisé et dans l’infrastructure d’une usine de production. À l’heure actuelle, il est possible d’étudier des structures jusqu’à une longueur d’environ huit mètres de cette manière. À moyen terme, il est prévu d’utiliser directement les signaux de la tête de mesure pour l’optimisation des processus. De cette façon, la technologie permet non seulement de surveiller, mais aussi de maximiser la qualité des produits.

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