Courants de Foucault

Courants de Foucault
1. Principes généraux 2. Rappels d’électromagnétisme 3. Equipement et instrumentation 4. L’analyse des signaux 5. Application du contrôle par courants de Foucault 6. Méthodes avancées 7. Conclusions - Synthèse

1. Principe général

dans le vide

en présence d’un matériau conducteur : courants induits

champ magnétique induit par les courants

Historique
1926 : premier appareil Mesure d'épaisseur 1930 : Farrow : inspection de tubes soudés 1950-60 : Bases théoriques et pratiques du contrôle Développement dans l'industrie nucléaire

Applications
- En complément des ultrasons - Mesures surfaciques (2-3 mm, 10 mm au maximum) - Matériaux conducteurs d'électricité - Mesures d'épaisseur et de diamètre - Détection de fissures, vides, inclusions - Mesures de conductivité - Propriétés dues aux traitements thermiques (dureté, taille de grain, précipitation d'une phase secondaire, etc...)

2. Principe général
Rappels d’electromagnétisme
Courant et flux magnétique

ϕ(t) =NS.I(t)/L

Loi de Faraday : E(t) =Ndϕ/dt

Inductance

dI (t ) E (t ) L dt

L : en Henry

Inductance mutuelle

Matériaux ferromagnétiques

Exemples de lignes de champs

Un modèle « simple » : le modèle à 2 spires

Plan d’impédance
Bobine = Circuit (R,L) Z = R + jωL

(1) Courant (Référence) (2) Tension (en avance de phase)

X

Z0 : impédance à vide de la bobine

Z : impédance du système (bobine+pièce)

R

Diagramme d’impédance normé
X
Z0 : impédance à vide de la bobine

X L0 ω

1
Z : impédance du système (bobine+pièce)

R

R  R0 L0 ω

Atténuation et déphasage des courants de Foucault

Profondeur de pénétration conventionnelle des CF 2 1 δ  ωµσ πfµσ

3. Equipements et Instrumentation

Bobines et Capteurs
Couplage bobine-pièce
Bobine encerclante Coefficient de remplissage S p ⎛ D p ⎞2

η

⎜ ⎜ D ⎟ 1 Sb ⎝ b ⎟ ⎠

Bobine interne

Coefficient de remplissage 2 Sb ⎛ Db ⎞ ⎟ 1 η