Imagerie à courants de Foucault pour l'évaluation non-destructive de structures rivetées aéronautiques

An eddy current imager (ECI) based on a magneto-optical concept for the high resolution direct magnetic field visualization was developed. This device is mainly intended to the non-destructive evaluation of aeronautical riveted lap joints. Firstly, the optimization of the ECI components was carried out thanks to 3D finite element computations and experimentation. Its complete characterization was also made. Secondly, the study of the ECI measurements was made, thanks to a laboratory made lap joints mock-up featuring defects buried down to 8mm and placed side by side the rivets. This study underline the requirement of an algorithm which enable the enhancement of defect visualization compare to the rivets. This method, based on the principal component analysis, was developed and several modes were defined and evaluated for the visualization of buried defects, potentially oriented around the rivets. Finally, two algorithms based on the maximum likelihood was studied in order to obtain an automatic detection and characterization of buried defects . that algorithms give good results and allow the localization of buried defects with 80% probability. The whole study enabled the development of a new ECI prototype destined to in situ controls. Its performances are better than the prototype used in this thesis.Les travaux de thèse présentés dans ce mémoire ont permis le développement d'imageurs à courants de Foucault (ICF) intégrés et innovateurs utilisant un procédé magnéto-optique pour la mesure directe haute résolution de champ magnétique. Les ICF sont destinés à l'évaluation non-destructive des joints rivetés sur des structures aéronautiques et permettront la caractérisation avancée de ces structures. Les images fournies par l'ICF de laboratoire utilisé durant cette thèse et appliqué à l'inspection de rivets fissurés présentent des informations utiles pour la caractérisation des rivets. Ces images nécessitent des traitements par des algorithmes d'amélioration de la visualisation des fissures afin de mener à bien ces caractérisations. Ces algorithmes basés sur des analyses en composantes principales (ACP) ont été développés et leurs performances quantifiées. A partir de ces données traitées, des processus de caractérisation de rivets, c'est à dire la détection de fissures et leur classification en termes de longueur et profondeur, ont été proposés. Ces traitements donnent de bons résultats et permettent de localiser assez précisément des fissures enfouies dans les plaques de métal rivetées. Cette étude est particulièrement encourageante car elle permettra par la suite d'appliquer des algorithmes d'inversion afin de reconstruire les défauts détectés

Imagerie à courants de Foucault pour l'évaluation non-destructive de structures rivetées aéronautiques

An eddy current imager (ECI) based on a magneto-optical concept for the high resolution direct magnetic field visualization was developed. This device is mainly intended to the non-destructive evaluation of aeronautical riveted lap joints. Firstly, the optimization of the ECI components was carried out thanks to 3D finite element computations and experimentation. Its complete characterization was also made. Secondly, the study of the ECI measurements was made, thanks to a laboratory made lap joints mock-up featuring defects buried down to 8mm and placed side by side the rivets. This study underline the requirement of an algorithm which enable the enhancement of defect visualization compare to the rivets. This method, based on the principal component analysis, was developed and several modes were defined and evaluated for the visualization of buried defects, potentially oriented around the rivets. Finally, two algorithms based on the maximum likelihood was studied in order to obtain an automatic detection and characterization of buried defects . that algorithms give good results and allow the localization of buried defects with 80% probability. The whole study enabled the development of a new ECI prototype destined to in situ controls. Its performances are better than the prototype used in this thesis.Les travaux de thèse présentés dans ce mémoire ont permis le développement d'imageurs à courants de Foucault (ICF) intégrés et innovateurs utilisant un procédé magnéto-optique pour la mesure directe haute résolution de champ magnétique. Les ICF sont destinés à l'évaluation non-destructive des joints rivetés sur des structures aéronautiques et permettront la caractérisation avancée de ces structures. Les images fournies par l'ICF de laboratoire utilisé durant cette thèse et appliqué à l'inspection de rivets fissurés présentent des informations utiles pour la caractérisation des rivets. Ces images nécessitent des traitements par des algorithmes d'amélioration de la visualisation des fissures afin de mener à bien ces caractérisations. Ces algorithmes basés sur des analyses en composantes principales (ACP) ont été développés et leurs performances quantifiées. A partir de ces données traitées, des processus de caractérisation de rivets, c'est à dire la détection de fissures et leur classification en termes de longueur et profondeur, ont été proposés. Ces traitements donnent de bons résultats et permettent de localiser assez précisément des fissures enfouies dans les plaques de métal rivetées. Cette étude est particulièrement encourageante car elle permettra par la suite d'appliquer des algorithmes d'inversion afin de reconstruire les défauts détectés

Pulsed eddy current imager for the enhanced non destructive evaluation of aeronautical riveted assemblies

International audienceThe paper reports on an original wireless inductive radiofrequency probe dedicated to the distant sensing of the dielectric properties of biological tissues, with noninvasive, non-contact, and easy-to-implement diagnosis of tissues in view. The sensing technique lies on the distant monitoring of a high-quality factor radiofrequency resonator electromagnetically coupled to the investigated tissue. The sensing if carried out through the measurement of the modifications of the resonator impedance with the changes of the tissue properties. Firstly, a method dedicated to the wireless measurement of the resonator impedance is proposed and discussed. Secondly, the method is implemented for the sensing of dielectric liquids standing for tissue phantoms. Preliminary sensing results show that the electrical conductivity and the permittivity of the considered phantoms can be distantly and separately sensed. These results open the way to new easy-to-implement tissue characterization techniques

Système intégré pour l'imagerie à courants de Foucault d'assemblages rivetés aéronautiques.

International audienceCet article présente un prototype intégré et autonome d'imageur à courants de Foucault, dédié à l'imagerie quantitative d'assemblages rivetés aéronautiques. Le principe de cet instrument repose sur l'excitation de la structure à imager à l'aide d'une nappe de courants de Foucault uniformément orientée, et sur la mesure des interactions entre les courants induits et les défauts éventuellement présents, par procédé magnéto-optique opéré par stroboscopie. Le système instrumental ainsi que ses principales caractéristiques sont présentés, puis le système est mis en œuvre pour imager différentes configurations de défauts artificiels enfouis au pied des rivets d'une maquette d'assemblage aéronautique. Enfin, une méthode de traitement des données reposant sur une combinaison d'images courants de Foucault multifréquences est proposée pour mettre en évidence les défauts dans la structure. Les résultats encourageants permettent d'envisager le développement d'algorithmes d'imagerie quantitative associés au système instrumental élaboré

ROTATING FIELD EDDY CURRENT IMAGING FOR THE NDE OF BURIED AND ORIENTED DEFECTS BURIED IN RIVETED LAP-JOINTS

International audienceAn eddy current imager based on a linear magneto-optical imaging system is presented and implemented for the non-destructive inspection of defects buried in aeronautical riveted lap-joints. Defects of various orientation (-20° to 90°) and length (2mm to 10mm), and buried down to 6mm closely to the rivets in a lap-joint coupon are inspected and analyzed. The provided EC images are processed thanks to a proposed source separation technique involving multi-frequency and multi-orientation images. The proposed image processing enables the quantitative characterization of the defects relatively to their length, depth and orientatio

Multi-Frequency Eddy Current Imaging for the Detection of Burried Cracks in Areonautical Structures

International audienceThe authors present a signal processing method dedicated to the detection of defects buried next to rivets in aeronautical lap joints. The method is based on a multi-frequency principal component analysis and is applied to the images provided by an original eddy current imager. The optimization of the method is carried out thanks to an experimental approach, and validated with the detection of buried defects, ranging from 2mm to 8mm long and 2mm to 8mm deep. An extension of the method to a classification scheme is also considered

Rotating Field Eddy Current Imaging for the Non-Destructive Evaluation of Buried and Oriented Defects in Riveted Lap-Joints

International audienceAn eddy current imager based on a linear magneto-optical imaging system is presented and implemented for the non-destructive inspection of defects buried in aeronautical riveted lap-joints. Defects of various orientation (−20° to 90°) and length (2 mm to 10 mm), and buried down to 6 mm closely to the rivets in a lap-joint coupon are inspected and analyzed. The provided EC images are processed thanks to a proposed source separation technique involving multi-frequency and multi-orientation images. The proposed image processing enables the quantitative characterization of the defects relatively to their length, depth and orientation

3D Finite Element Modeling of an Eddy Current Imager

International audienceThe eddy current (EC) imager appears to be a good alter- native to conventional EC sensors for the non-destructive evaluation of metallic structures, since it provides high speed and high resolution EC images obtained in a large inspection area. In this paper, the authors present a 3D finite element modeling of the interactions between the eddy current inductor of the imager and the structure under test. This modeling allows the geometry of the inductor to be optimized thanks to a compromise between performances parameters defined by the au- thors. Also, a good agreement between the computed and measured data is presented for one case study, wich allows eddy current image inversion to be considered in future works

Pulsed eddy current imaging device for enhanced evaluation of complex parts

International audienc

Modélisation en éléments finis 3D d'un imageur à courants de Foucault

National audienceL'imageur courant de Foucault (CF) apparaît comme une bonne alternative aux capteurs CF conventionnels pour l'évaluation non-destructive de structures métalliques, puisqu'il permet d'obtenir rapidement des images hautes résolutions. Dans cet article, les auteurs présentent une modélisation en éléments finis 3D des interactions entre l'inducteur CF de l'imageur et de la structure testée. Cette modélisation permet d'optimiser la structure grâce à un compromis entre des paramètres de performances définis par les auteurs. De plus, une comparaison entre les simulations et les mesures est présente dans le cas d'un trou de rivet dans une structure rivetée aéronautique