FR2507324A1 - ACOUSTIC SOURCE LOCATION METHOD, DEVICE IMPLEMENTING SUCH A METHOD, AND APPARATUS FOR INPUTTING GRAPHIC DATA USING THE SAME - Google Patents

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Abstract

To locate a sound source, two self-adhesive pick-up bands are attached along two mutually independent directions (Ox, Oy) on the structure to be monitored. Each pick-up (i, j) of a band has a transmit pattern (3, 4) which is separate from that of the adjacent pick-up and is parallel to it. The sound source (2) virtually excites only one pick-up (i or j) of the band and is consequently located in the zone of overlap of the patterns (3, 4) of the two pick-ups (i, j). A locating device which operates in accordance with this method also enables the acoustic activity of the sound source to be calculated. Applications are the acquisition of graphic data and the monitoring of acoustical emissions in industrial applications.

Description

PROCEDE DE LOCALISATION DE SOURCE ACOUSTIQUE,
DISPOSITIF METTANT EN OEUVRE UN TEL PROCEDE,
ET APPAREIL DE SAISIE DE DONNEES GRAPHIQUES
EN FAISANT APPLICATION
La présente invention concerne un procédé de localisation de source acoustique. Elle trouve application en Contrôle Industriel particulièrement en Contrôle par Emission Acoustique. Elle permet de résoudre avantageusement des problèmes de techniques diverses comme la saisie de données graphiques.
ACOUSTIC SOURCE LOCATION PROCESS,
DEVICE IMPLEMENTING SUCH A METHOD,
AND APPARATUS FOR GRAPHIC DATA INPUT
BY APPLYING
The present invention relates to a method for locating an acoustic source. It finds application in Industrial Control particularly in Control by Acoustic Emission. It makes it possible to advantageously solve problems of various techniques such as the capture of graphic data.

Dans chacun de ces domaines, il est question de localiser avec un certain degré de précision une source d'émission acoustique. En milieu industriel, il est connu que les défauts microscopiques dans les éléments métalliques ou bétonnés de construction comme les parois des cuves de réacteurs nucléaires ou les canalisations transportant des fluides thermiques, sont émetteurs d'ondes acoustiques qu'il est possible de détecter en vue de localiser la source. Les solutions de l'art antérieur proposent généralement la couverture de la surface surveillée par un réseau maillé de capteurs piézoélectriques ou autres, ponctuels et non directifs. Des algorithmes permettent de déterminer l'adresse de la maille dans laquelle une source acoustique apparaît.Un calcul par exemple de triangulation hyperbolique, permet de localiser dans la maille le point où la microfissure est active. Les solutions de ce type présentent un certain nombre d'inconvénients. En particulier, la sensibilité des capteurs non directifs est telle qu'elle nécessite un grand nombre de capteurs par unité de surface surveillée. Les deux inconvénients qui en découlent sont:
- le nombre très important de signaux à traiter, au moins un par capteur;
- la longueur de l'opération de pose où la position de chaque capteur doit être repérée pour permettre une localisation précise.
In each of these areas, it is a question of locating with a certain degree of precision a source of acoustic emission. In an industrial environment, it is known that microscopic faults in metallic or concrete construction elements such as the walls of nuclear reactor vessels or pipes carrying thermal fluids are emitters of acoustic waves which it is possible to detect in view to locate the source. The solutions of the prior art generally propose the coverage of the surface monitored by a mesh network of piezoelectric or other sensors, punctual and non-directive. Algorithms make it possible to determine the address of the mesh in which an acoustic source appears. A calculation for example of hyperbolic triangulation, makes it possible to locate in the mesh the point where the microcrack is active. Solutions of this type have a number of drawbacks. In particular, the sensitivity of the non-directive sensors is such that it requires a large number of sensors per unit of surface monitored. The two drawbacks that follow are:
- the very large number of signals to be processed, at least one per sensor;
- the length of the installation operation where the position of each sensor must be identified to allow precise location.

Le premier inconvénient voit son importance considérablement réduit grâce au procédé de l'invention qui permet de ne tenir compte principalement que de peu de signaux simultanément. Le second inconvénient est supprimé grâce au dispositif de mise en ceuvre du procédé qui permet de poser l'ensemble des capteurs en très peu d'opérations, un point de référence pouvant être choisi et déterminé sans difficulté. The first drawback sees its importance considerably reduced thanks to the method of the invention which makes it possible mainly to take account of only a few signals simultaneously. The second drawback is eliminated thanks to the device for implementing the method which makes it possible to place all of the sensors in very few operations, a reference point which can be chosen and determined without difficulty.

En effet, I'invention, un procédé de localisation de source acoustique comprend les étapes suivantes. L'onde de pression est captée selon au moins deux directions indépendantes le long de lignes par au moins deux séries de capteurs fixés sur un substrat fixant et couplant acoustique ayant la forme de chacune des lignes. Indeed, the invention, a method for locating an acoustic source comprises the following steps. The pressure wave is sensed in at least two independent directions along lines by at least two series of sensors fixed on an acoustic fixing and coupling substrate having the shape of each of the lines.

Un signal électrique est élaboré par chacun de ces capteurs qui comporte un transducteur piézoélectrique très directif dont l'axe de réception est parallèle à celui du transducteur adjacent. Enfin, un signal sur chaque série de capteurs est sélectionné de telle sorte que la source démission acoustique soit située à l'intersection de axes de réception des transducteurs des deux capteurs concernés. Un dispositif de mise en oeuvre du procédé comporte au moins deux bandes de transducteurs montés sur un substrat fixant et couplant acoustique selon chacune des directions indépendantes du procédé et, les transducteurs admettant des axes de réception parallèles entre eux au moins localement et à une autre direction indépendante sur laquelle est située une autre bande de transducteurs.An electrical signal is produced by each of these sensors which includes a very directional piezoelectric transducer whose reception axis is parallel to that of the adjacent transducer. Finally, a signal on each series of sensors is selected so that the acoustic emission source is located at the intersection of axes of reception of the transducers of the two sensors concerned. A device for implementing the method comprises at least two strips of transducers mounted on a substrate fixing and acoustically coupling in each of the independent directions of the process and, the transducers admitting reception axes parallel to each other at least locally and in another direction independent on which is located another strip of transducers.

D'autres avantages de la présente invention seront mieux perçus à l'aide de la description suivante et des figures annexées qui représentent:
- la figure 1 : un mode de localisation d'une source acoustique selon le procédé de l'invention;
- les figures 2 et 3 : des diagrammes représentant les signaux électriques élaborés par cette localisation;
- la figure 4: un autre mode de localisation selon le procédé de l'invention;
- la figure 5: un schéma d'une partie d'une bande de capteurs;
- la figure 6: une variante dun dispositif de mise en oeuvre du procédé;
- la figure47: une seconde variante du dispositif;
- la figure 8 : une console graphique équipée d'un dispositif de saisie de données graphiques fonctionnant selon le procédé de l'invention;
- la figure 9: un élément de création de données graphiques pour le dispositif de saisie de la figure 8.
Other advantages of the present invention will be better understood with the aid of the following description and the appended figures which represent:
- Figure 1: a location mode of an acoustic source according to the method of the invention;
- Figures 2 and 3: diagrams representing the electrical signals produced by this location;
- Figure 4: another mode of location according to the method of the invention;
- Figure 5: a diagram of part of a strip of sensors;
- Figure 6: a variant of a device for implementing the method;
- Figure47: a second variant of the device;
- Figure 8: a graphical console equipped with a graphical data capture device operating according to the method of the invention;
FIG. 9: an element for creating graphic data for the input device of FIG. 8.

Aux figures 1 et 3 est expliqué le procédé de localisation selon l'invention. A la figure 1, la structure surveillée est un morceau de plan par exemple un fond de cuve de réacteur nucléaire. Un détecteur 1 comporte deux bandes de capteurs récepteurs Ox et Oy placés selon deux directions indépendantes du plan. Ici, elles sont perpendiculaires. Chacune des bandes Ox et Oy comporte une pluralité de capteurs alignés sur la bande. Celle-ci a une dimension parallèle à la direction Ox ou Oy. Chaque capteur est conçu de telle sorte que son diagramme de réceptivité 3, 4 soit de forme allongée et étroite. Figures 1 and 3 explain the location method according to the invention. In FIG. 1, the structure monitored is a piece of plan, for example a bottom of a nuclear reactor vessel. A detector 1 comprises two bands of receiver sensors Ox and Oy placed in two directions independent of the plane. Here they are perpendicular. Each of the bands Ox and Oy has a plurality of sensors aligned on the band. This has a dimension parallel to the direction Ox or Oy. Each sensor is designed so that its receptivity diagram 3, 4 is of elongated and narrow shape.

De plus, chacun des diagrammes admet un axe de rayonnement. Tous les capteurs d'une même bande sont conçus pour avoir des axes de rayonnement sensiblement parallèles les uns aux autres. In addition, each of the diagrams has an axis of radiation. All the sensors of the same band are designed to have axes of radiation substantially parallel to each other.

On peut disposer les bandes de telle sorte que la direction le long de laquelle l'une denture elle est disposée soit parallèle aux axes de réception des capteurs portés par l'autre bande. Ceci est facilité dans le cas des surfaces surveillées planes quand les capteurs admettent des axes de rayonnement perpendiculaires à la dimension de la bande. The strips can be arranged so that the direction along which the toothing is disposed is parallel to the receiving axes of the sensors carried by the other strip. This is facilitated in the case of flat monitored surfaces when the sensors admit axes of radiation perpendicular to the dimension of the strip.

Pour expliquer le procédé, deux des capteurs ont été particularisés. I1 s'agit du capteur i, ou ième capteur, sur la bande Ox et du capteur j, ou j-ième capteur, sur la bande Oy. Une source ponctuelle 2 qui émettrait au point 2 de la structuré surveillée exciterait presque exclusivement les capteurs i et j. En effet, les diagrammes de rayonnement des capteurs voisins sont tels que ceux-ci ne peuvent recevoir qu'une très faible fraction de l'onde acoustique.  To explain the process, two of the sensors have been particularized. I1 is sensor i, or ith sensor, on the Ox band and sensor j, or jth sensor, on the Oy band. A point source 2 which would emit at point 2 of the monitored structure would almost exclusively excite the sensors i and j. Indeed, the radiation patterns of neighboring sensors are such that they can only receive a very small fraction of the acoustic wave.

Ceci est particulièrement valable dans le cas où la source 2 est d'émission isotope, clest-à-dire où l'onde de choc est de type circulaire.This is particularly valid in the case where the source 2 is of isotope emission, that is to say where the shock wave is of circular type.

Réciproquement, dans le procédé de localisation selon llinven- tion, la position de la source 2 est inconnue. Contrairement au cas des dispositifs classiques où les capteurs classiques ont des diagrammes de réception très ouverts, le procédé de localisation selon l'invention est tel que seuls, le capteur i sur la bande Ox et le capteur j sur la bande Oy, sont excités par l'onde acoustique. Ainsi l'intersection des diagrammes de détection du capteur i et du capteur j permet de déterminer sur un appareil de visualisation la maille correspondante à l'intersection de la colonne i avec la ligne j. Conversely, in the location method according to the invention, the position of the source 2 is unknown. Contrary to the case of conventional devices where the conventional sensors have very open reception diagrams, the location method according to the invention is such that only, the sensor i on the band Ox and the sensor j on the band Oy, are excited by the acoustic wave. Thus the intersection of the detection diagrams of the sensor i and of the sensor j makes it possible to determine on a display device the mesh corresponding to the intersection of the column i with the line j.

La source 2 sera ainsi localisée. Le principe de détection est illustré aux figures 2 et 3. Les deux courbes 52 et 53 représentées sont les enveloppes des maximas des signaux reçus sur chaque capteur. Sur l'abscisse de la figure 2 sont portés les niveaux O des signaux reçus sur chaque capteur de la bande Ox, chaque signal étant représenté par un trait vertical de hauteur proportionnelle à son amplitude. Au ième capteur correspond un trait 50 de plus grande hauteur. De même à la figure 3 est représentée la courbe enveloppe 53 des maximas des signaux reçus sur les capteurs de la bande Oy.Source 2 will thus be located. The principle of detection is illustrated in FIGS. 2 and 3. The two curves 52 and 53 shown are the envelopes of the maxima of the signals received on each sensor. On the abscissa of FIG. 2 are plotted the levels O of the signals received on each sensor of the band Ox, each signal being represented by a vertical line of height proportional to its amplitude. The ith sensor corresponds to a line 50 of greater height. Similarly in Figure 3 is shown the envelope curve 53 of the maxima of the signals received on the sensors of the Oy band.

Le signal fourni par chaque capteur recevant une onde acoustique peut être de différentes formes. I1 peut être constitué du signal électrique analogique de conversion piézoélectrique de l'onde de pression reçue en tension électrique. Il est possible d'utiliser le signal sous forme intégrale dans le temps. Le signal peut aussi être échantillonné dans le temps et numérisé par exemple par un convertisseur analogique numérique rapide. The signal provided by each sensor receiving an acoustic wave can be of different forms. I1 can consist of the analog electric piezoelectric conversion signal of the pressure wave received into electrical voltage. It is possible to use the signal in integral form over time. The signal can also be sampled over time and digitized for example by a fast analog-to-digital converter.

Le signal détecté peut être débarrassé du bruit électrique. Il peut être utilisé pour une analyse spectrale qui permet de ne reconnaître qu'un mode de propagation convenable dans le cas où la microfissure émet une onde non circulaire. The detected signal can be rid of electrical noise. It can be used for a spectral analysis which makes it possible to recognize only a suitable mode of propagation in the case where the microcrack emits a non-circular wave.

A la figure 4, on a montré un volume 5 que l'on veut surveiller.  In Figure 4, we showed a volume 5 that we want to monitor.

I1 est nécessaire d'avoir trois directions d'examen indépendantes 6, 7, 8. It is necessary to have three independent examination directions 6, 7, 8.

La bande de capteurs peut être de différents types. Elle comprend toujours un support souple dont une face est fixante à la surface à surveiller, l'autre face portant des transducteurs récep teurs piézoélectriques déjà décrits. La bande de capteurs peut avantageusement être de la forme de celle de la demande de brevet français de la demanderesse du même jour. Dans celle-ci est décrit un substrat collant sur lequel est posé un ruban plastique en un matériau polymère. Ce matériau est un polymère piézoélectrique, dont la piézoélectricité est induite en particulier par l'application d'un champ électrique de polarisation.Ce champ, par exemple créé par l'application d'une tension aux bornes d'un condensateur dont les armatures enrobent le ruban polymère comme décrit dans la demande de brevet français N" 79 00200, induit localement des cristallites dans une gangue amorphe. Ces cristallites sont le lieu de transfert de charges électriques dans le matériau polymère quand des déformations sont subies par le matériau. En dehors de l'espace compris entre deux armatures métalliques, L'effet de polarisation est négligeable. Ceci permet, sur une même bande de matériau polymère piézoélectrique, de créer une succession de transducteurs isolés acoustiquement les uns des autres. Pour celà, les armatures métalliques qui limitent chaque transducteur sont isolées électriquement. Autant de paires de bornes sont implantées sur les armatures que de transducteurs. The sensor strip can be of different types. It always includes a flexible support, one side of which is fixed to the surface to be monitored, the other side carrying piezoelectric receiver transducers already described. The strip of sensors can advantageously be in the form of that of the French patent application of the applicant on the same day. In it is described a sticky substrate on which is placed a plastic tape made of a polymer material. This material is a piezoelectric polymer, whose piezoelectricity is induced in particular by the application of an electric polarization field. This field, for example created by the application of a voltage across a capacitor whose armatures coat the polymer ribbon as described in French patent application No. 79 00200, locally induces crystallites in an amorphous gangue. These crystallites are the place of transfer of electrical charges in the polymer material when deformations are undergone by the material. the space between two metal armatures, The polarization effect is negligible. This allows, on the same strip of piezoelectric polymer material, to create a succession of transducers acoustically isolated from each other. limit each transducer are electrically isolated, as many pairs of terminals are installed on the armatures as transducers.

A la figure 5, une partie d'une bande de capteurs est représentée. La bande 54, 55 comprend un substrat 55 fixant et couplant acoustique à la structure surveillée. Ce substrat 55 est du type collant pour réaliser une fixation mécanique amovible à la structure surveillée Il est aussi constitué en un matériau connu pour ses caractéristiques acoustiques choisies relativement à celles du matériau de surface de la structure surveillée. II est ainsi possible de réaliser par exemple une adaptation acoustique du transducteur au matériau surveillé par le moyen du couplage acoustique, la fraction d'énergie acoustique réfléchie est ainsi réduite. Ceci permet d'optimiser le rendement acoustique du capteur de réception. In FIG. 5, part of a strip of sensors is shown. The strip 54, 55 comprises a substrate 55 fixing and acoustically coupling the monitored structure. This substrate 55 is of the sticky type for making a removable mechanical attachment to the monitored structure. It is also made of a material known for its chosen acoustic characteristics relative to those of the surface material of the monitored structure. It is thus possible, for example, to carry out an acoustic adaptation of the transducer to the material monitored by means of the acoustic coupling, the fraction of reflected acoustic energy is thus reduced. This optimizes the acoustic performance of the reception sensor.

Le substrat 55 porte ici un ruban polymère piézoélectrique 54 comme il a été décrit plus haut. Ce ruban est collé sur la face supérieure du substrat 55. I1 est réalisé ainsi qu'il est connu en polyfluorure de vynilidène PVF 2 ou en polyfluorure d'éthylène PTFE. Chaque capteur est réalisé comme suite. Deux armatures métalliques isolées 56, 57 ont été implantées à sa fabrication dans le ruban piézoélectrique 54. Deux connexions sont tirées hors du ruban pour recueillir le signal de détection piézoélectrique et envoyent ce signal à un discriminateur filtreur 60. Celui-ci permet d'extraire le signal de détection du bruit ambiant. I1 L'envoie à un amplificateur 61 qui émet le signal de détection piézoélectrique sur une ligne 61, vers le dispositif d'exploitation. The substrate 55 here carries a piezoelectric polymer tape 54 as described above. This tape is bonded to the upper face of the substrate 55. It is produced as is known from polyvinylidene fluoride PVF 2 or from polyethylene fluoride PTFE. Each sensor is produced as follows. Two insulated metal frames 56, 57 were installed during its manufacture in the piezoelectric tape 54. Two connections are pulled out of the tape to collect the piezoelectric detection signal and send this signal to a filter discriminator 60. The latter makes it possible to extract the ambient noise detection signal. I1 Sends it to an amplifier 61 which transmits the piezoelectric detection signal on a line 61, to the operating device.

Le capteur voisin comporte les mêmes éléments qui sont les armatures 58, 59 le discriminateur-filtreur 63-et l'amplificateur 64 qui envoie sur la ligne 66. The neighboring sensor comprises the same elements which are the armatures 58, 59 the discriminator-filter 63 and the amplifier 64 which sends on the line 66.

Le dispositif de polarisation des armatures métalliques 56, 57 et 58, 59 n'a pas été représenté. Les deux capteurs comportent ainsi chacun un transducteur piézoélectrique parfaitement découplé par isolation électrique de ses voisins et une chaîne de mise en forme du signal pour émission vers une station lointaine de traitement de signal. The device for polarizing the metal armatures 56, 57 and 58, 59 has not been shown. The two sensors thus each include a piezoelectric transducer perfectly decoupled by electrical isolation from its neighbors and a signal shaping chain for transmission to a distant signal processing station.

L'invention se prête convenablement à diverses adaptations à ce niveau-ci. En particulier il est possible que le signal de détection piézoélectrique soit mis sous forme d'une modulation d'amplitude d'une porteuse lumineuse transmise sur une fibre optique. Chaque capteur comporterait alors une diode photo-émissive dont l'intensité d'émission serait modulée par le signal de détection piézoélectrique. The invention is suitable for various adaptations at this level. In particular, it is possible that the piezoelectric detection signal is put in the form of an amplitude modulation of a light carrier transmitted over an optical fiber. Each sensor would then comprise a photo-emissive diode whose emission intensity would be modulated by the piezoelectric detection signal.

Dans une autre variante le transducteur sert de modulateur acoustooptique à l'émetteur de lumière. L'onde lumineuse est alors envoyée sur un adaptateur à sa fibre optique de transport.In another variant, the transducer serves as an acousto-optical modulator for the light emitter. The light wave is then sent over an adapter to its optical transport fiber.

Cette disposition nécessite un décodage à la réception sur la station de traitement.  This arrangement requires decoding upon reception on the processing station.

Dans une -autre variante, les capteurs comportent des transducteurs séparés et distincts de type céramique collés à la surface du ruban. In another variant, the sensors include separate and distinct transducers of the ceramic type bonded to the surface of the strip.

A la figure 6, on a représenté un dispositif de mise en oeuvre du procédé décrit. Il comprend une voie d'accès par bande transducteur et, dans le cas d'une surface, un dispositif de visualisation. In Figure 6, there is shown a device for implementing the method described. It includes an access path by transducer strip and, in the case of a surface, a display device.

A la figure 6, une première voie x reçoit les signaux de détection piézoélectrique des capteurs de la bande de transducteurs 10.In FIG. 6, a first channel x receives the piezoelectric detection signals from the sensors of the transducer strip 10.

Chaque capteur peut comprendre un transducteur et un préamplificateur pour transmettre un signal analogique sur un câble à longue distance. Il peut comporter un modulateur acousto-optique pour transmission par fibres optiques. I1 peut comporter un échantillonneur numériseur qui envoie le signal sous forme numérique. A la sortie du capteur on dispose d'un signal de détection piézoélectrique transmissible à des distances supérieures au mètre.Each sensor may include a transducer and a preamplifier for transmitting an analog signal over a long distance cable. It may include an acousto-optical modulator for transmission by optical fibers. It can include a digitizing sampler which sends the signal in digital form. At the output of the sensor there is a piezoelectric detection signal transmissible at distances greater than one meter.

Chacun des signaux est reçu, sur la voie x, par un circuit de traitement du signal 12. Ce circuit dans la variante décrite est un adaptateur d'impédance, amplificateur du signal et intégrateur sur une période prédéterminée. Il peut comporter un circuit de remise à zéro qui permet d'aveugler le dispositif localisateur pendant un certain temps pour éliminer les réflexions multiples de l'onde acoustique sur les structures surveillées. On dispose en sortie au bout d'un temps correspondant à la période d'intégration d'un créneau de tension dont l'amplitude dépend de l'intégrale du signal de détection piézoélectrique. Ce signal; dit signal de traitement est disponible sur tous les canaux de sortie du circuit de traitement du signal 12. Each of the signals is received, on channel x, by a signal processing circuit 12. This circuit in the variant described is an impedance adapter, signal amplifier and integrator over a predetermined period. It may include a reset circuit which makes it possible to blind the locator device for a certain time to eliminate the multiple reflections of the acoustic wave on the monitored structures. After a time corresponding to the integration period, there is a voltage slot whose amplitude depends on the integral of the piezoelectric detection signal. This signal; said processing signal is available on all the output channels of the signal processing circuit 12.

Le circuit de traitement du signal 12 peut prendre dans d'autres variantes des formes tout à fait différentes selon la fonction du dispositif de localisation. En particulier, dans le cas où le signal de détection piézoélectrique est transmis sur fibre optique par une modulation de lumière, le circuit de traitement doit comporter en amont un convertisseur qui d'un signal optique délivre un signal électrique, qui peut être traiter ensuite de la manière décrite. The signal processing circuit 12 can take entirely different forms in other variants depending on the function of the location device. In particular, in the case where the piezoelectric detection signal is transmitted over optical fiber by light modulation, the processing circuit must comprise upstream a converter which, from an optical signal, delivers an electrical signal, which can then be processed from the way described.

Le signal de traitement est ensuite envoyé à un détecteur 14 du transducteur correspondant à la maille de localisation de la source. Ici, ce détecteur 14 est un détecteur de maximum de tension. I1 peut comporter un nombre d'amplificateurs égal au nombre de canaux et donc de capteurs. Chaque amplificateur a une réponse exponentielle de façon à favoriser le canal porteur du plus fort signal. Sachant que les transducteurs dont très directifs, les différences de niveau entre les signaux sont très marqués. En sortie de chaque amplificateur, on place un comparateur qui reçoit aussi une tension de seuil de façon à ce qu'un seul des canaux soit validé. The processing signal is then sent to a detector 14 of the transducer corresponding to the location mesh of the source. Here, this detector 14 is a maximum voltage detector. I1 can include a number of amplifiers equal to the number of channels and therefore of sensors. Each amplifier has an exponential response so as to favor the channel carrying the strongest signal. Knowing that the transducers are very directive, the level differences between the signals are very marked. At the output of each amplifier, a comparator is placed which also receives a threshold voltage so that only one of the channels is validated.

Dans une variante simple représentée figure 7, chaque canal peut être représenté par une diode électro-luminescente qui illumine un numéro indiquant la position du transducteur. In a simple variant represented in FIG. 7, each channel can be represented by an electroluminescent diode which illuminates a number indicating the position of the transducer.

A la figure 7, les deux bandes de capteurs 10 et 11 envoient leurs signaux de détection piézoélectriques en privilégiant les forts niveaux. Des circuits de réception 67 et 68 coupent tous les signaux inférieurs à un certain niveau de telle sorte que seul le signal émis par le seul capteur de chaque bande atteint par l'onde directe est transmis. Un circuit de commande 69 et 70 d'allumage de la visualisation comporte un dispositif d'alimentation d'un tableau lumineux 71 tel qu'il représente le réseau maillé constituant l'intersection de tous les diagrammes de rayonnement. Ainsi, seuls les dispositifs d'éclairage correspondant à la ligne j et à la colonne i du tableau 71 seront allumés dans le cas où la source d'émission acoustique est au point 2 de la figure 1. In FIG. 7, the two sensor strips 10 and 11 send their piezoelectric detection signals, favoring the high levels. Reception circuits 67 and 68 cut all the signals below a certain level so that only the signal emitted by the only sensor of each band reached by the direct wave is transmitted. A control circuit 69 and 70 for switching on the display comprises a device for supplying a light table 71 as it represents the mesh network constituting the intersection of all the radiation patterns. Thus, only the lighting devices corresponding to line j and to column i of table 71 will be switched on in the case where the source of acoustic emission is at point 2 of FIG. 1.

Dans une autre variante, le dispositif de visualisation 21 comporte un circuit de reconnaissance du numéro du canal validé qui est alors affiché sur un afficheur de capacité prédéterminé. In another variant, the display device 21 comprises a circuit for recognizing the number of the validated channel which is then displayed on a display of predetermined capacity.

Dans une troisième variante, le dispositif de visualisation comporte une table traçante ou un oscilloscope à deux voies 210, 211. Sur la voie x, on mémorise le numéro du canal validé et la valeur de l'amplitude, dans des mémoires respectives 16, 17. Les mêmes moyens sont repérés 18, 19, sur la voie y. Le dispositif permet une localisation de la source acoustique par exemple sur une carte de la surface surveillée. I1 permet aussi par exemple de fournir une estimation de l'activité de la source acoustique en affichant sur la visualisation 21 par exemple la racine carrée de la somme des carrés des amplitudes des signaux de détection piézoélectrique sélectionnés sur chaque voie, calculée par un circuit de calcul d'une estimation de l'activité acoustique 20. In a third variant, the display device comprises a plotter or a two-channel oscilloscope 210, 211. On channel x, the number of the validated channel and the value of the amplitude are stored in respective memories 16, 17 The same means are identified 18, 19, on the track y. The device makes it possible to locate the acoustic source, for example on a map of the surface monitored. I1 also makes it possible for example to provide an estimate of the activity of the acoustic source by displaying on the display 21 for example the square root of the sum of the squares of the amplitudes of the piezoelectric detection signals selected on each channel, calculated by a circuit of calculation of an estimate of the acoustic activity 20.

Ce circuit de calcul d'une estimation de l'activité acoustique 20 peut prendre différentes formes. Sa sortie peut aussi être connectée à un dispositif de mémorisation qui emmagasine l'estima- tion de l'activité acoustique de la source et sa localisation ainsi que toutes autres données caractéristiques de la mesure. This circuit for calculating an estimate of the acoustic activity 20 can take different forms. Its output can also be connected to a storage device which stores the estimate of the acoustic activity of the source and its location as well as all other characteristic data of the measurement.

D'autres calculs d'estimations peuvent être faits. En particulier, dans le cas où les signaux de détection piézoélectrique sont échantillonnés et numérisés, il est possible de fournir une estimation en fonction du temps de l'activité acoustique. Il est aussi prévu de conduire le calcul sur tous les canaux des deux voies, les données étant combinées selon une loi de distribution prédéterminée. Dans ce cas, le circuit de calcul 20 de l'activité acoustique, peut comporter une entrée pour chaque signal de détection piézoélectrique de chaque voie, une entrée du rang i et du rang j des capteurs i et j reconnus par les circuits de traitement 14 et 15.Le circuit 20 comporte aussi une mémoire morte comportant des coefficients de pondération des valeurs des amplitudes qui peuvent être sous forme numérique ou bien dès la réception comme il a été décrit, ou bien après passage dans un convertisseur analogique numérique. Chaque valeur d'amplitude est pondérée par un coefficient qui dépend de son rang relatif à celui du capteur de sa bande sélectionné par le circuit 14. La valeur pondérée est élevée au carré et ajoutée à la valeur pondérée du capteur de même rang relatif. La sommation complète est ensuite transmise à un circuit extracteur de la racine carrée.Dans le cas où une analyse fréquentielle des signaux de détection piézoélectrique est faite, dans une autre variante, I'activité acoustique peut être calculée par composantes de fréquence ou dans un spectre de fréquence selon une loi de distribution prédéterminée. Other estimation calculations can be made. In particular, in the case where the piezoelectric detection signals are sampled and digitized, it is possible to provide an estimate as a function of time of the acoustic activity. It is also planned to conduct the calculation on all the channels of the two channels, the data being combined according to a predetermined distribution law. In this case, the acoustic activity calculation circuit 20 can include an input for each piezoelectric detection signal of each channel, an input of rank i and of rank j of the sensors i and j recognized by the processing circuits 14 and 15. The circuit 20 also includes a read only memory comprising weighting coefficients of the values of the amplitudes which may be in digital form or either upon reception as described, or else after passing through an analog to digital converter. Each amplitude value is weighted by a coefficient which depends on its relative rank to that of the sensor of its band selected by the circuit 14. The weighted value is squared and added to the weighted value of the sensor of the same relative rank. The complete summation is then transmitted to a square root extractor circuit. In the case where a frequency analysis of the piezoelectric detection signals is made, in another variant, the acoustic activity can be calculated by frequency components or in a spectrum frequency according to a predetermined distribution law.

L'invention permet donc une grande souplesse d'utilisation. La variante la plus rustique permet de réaliser une localisation sans aucun calcul. Mais le procédé s'applique aussi pour toute étude approfondie des émissions acoustiques. The invention therefore allows great flexibility of use. The most rustic variant allows you to perform a location without any calculation. However, the process also applies to any in-depth study of acoustic emissions.

Dans le cas d'une surface surveillée non plane, les bandes de capteurs étant souples peuvent recouvrir facilement beaucoup de formes diverses sans problème particulier d'adaptation. Ainsi, dans le cas de cuves cylindriques, I'une des bandes peut être placée le long d'un arc de cercle du cylindre et l'autre bande rectiligne le long d'une génératrice du cylindre. In the case of a non-planar monitored surface, the sensor strips being flexible can easily cover many different shapes without any particular problem of adaptation. Thus, in the case of cylindrical tanks, one of the bands can be placed along an arc of a circle of the cylinder and the other rectilinear band along a generatrix of the cylinder.

Dans le cas où l'on désire une surveillance efficace d'une grande surface avec un réseau de bandes, on peut diviser la surface en mailles principales chaque maille étant bordée par deux bandes de surveillance qui lui sont affectées et par deux bandes destinées à la surveillance de deux des mailles principales mitoyennes. La discrimination est faite par le groupement des données à la reconstruction de l'image de la surface surveillée. If you want effective surveillance of a large area with a network of bands, you can divide the area into main meshes, each mesh being bordered by two surveillance bands assigned to it and by two bands intended for surveillance of two of the main adjoining meshes. The discrimination is made by the grouping of data in the reconstruction of the image of the monitored surface.

Parmi diverses applications, le dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'invention s'adapte facilement à la saisie de données graphiques. Actuellement de tels dispositifs sont connus qui équipent des consoles graphiques par exemple pour la surveillance radar ou la conception assistée par ordinateur (CAO). Among various applications, the device for implementing the method according to the invention easily adapts to the capture of graphic data. Currently such devices are known which equip graphic consoles for example for radar surveillance or computer aided design (CAD).

Un système relativement simple consiste à faire intercepter un réseau d'ondes en pinceaux ultrafins par un doigtqui indique le point désigné. A relatively simple system consists in intercepting a network of waves in ultra-fine brushes with a finger which indicates the designated point.

Il existe plusieurs types de systèmes graphiques de ce genre. There are several types of graphics systems of this kind.

En particulier, sur deux côtés adjacents du quadrilatère limitant la zone de visualisation, sont répartis une pluralité de diodes électroluminescentes qui émettent des faisceaux lumineux parallèles. Répartis en vis-a-vis, sont placés des phototransistors de détection.In particular, on two adjacent sides of the quadrilateral limiting the viewing area, are distributed a plurality of light emitting diodes which emit parallel light beams. Distributed opposite, detection phototransistors are placed.

Pour désigner un point, il suffit d'intercepter deux rayons sécants, un circuit décodant le rang des deux phototransistors momentannément éteints.To designate a point, it suffices to intercept two intersecting rays, a circuit decoding the rank of the two phototransistors momentarily extinct.

Dans d'autres applications, dites de tablettes graphiques, une tablette porte sur deux côtés des capteurs tandis qu'un crayon émetteur d'une onde isochrone indique le point visé par l'opérateur. In other applications, called graphic tablets, a tablet carries sensors on two sides while a pencil emitting an isochronous wave indicates the point aimed by the operator.

Un compteur sur chacune des deux voies de capteurs compte les distance du point où se trouve l'émetteur à chacune des deux voies.A counter on each of the two sensor channels counts the distance from the point where the transmitter is located to each of the two channels.

La présente invention est particulièrement adaptée à ce genre de traitement. Elle apporte une meilleure précision grâce à la faible largeur de chacune des zones de réception de l'onde ultrasonore. De plus, elle a l'avantage de s'adapter à n'importe quelle surface comme par exemple la face avant d'un écran de télévision ou d'un tube cathodique. The present invention is particularly suitable for this kind of treatment. It provides better precision thanks to the small width of each of the ultrasonic wave reception zones. In addition, it has the advantage of adapting to any surface such as for example the front face of a television screen or a cathode ray tube.

A la figure 9 a été représentée schématiquement un écran de visualisation 25 qui porte deux bandes 26 et 27 de capteurs selon l'invention. Ces bandes sont collées sur le bord de l'écran. Elles peuvent être collées sur la bordure de l'écran pour ne pas réduire le champ visuel. In Figure 9 has been shown schematically a display screen 25 which carries two strips 26 and 27 of sensors according to the invention. These strips are glued to the edge of the screen. They can be pasted on the border of the screen so as not to reduce the visual field.

L'ensemble du dispositif de détection comme précédemment décrit peut être porté par le châssis support de l'écran et un circuit d'interface avec l'ordinateur graphique met les données de coorden- nées au format standard désiré. The entire detection device as described above can be carried by the screen support frame and an interface circuit with the graphics computer puts the coordinate data in the desired standard format.

A la figure 9, un style émetteur d'ultrasons est représenté. Il comporte un corps 28 destiné à être tenu en main par l'opérateur. In Figure 9, an ultrasonic emitting style is shown. It comprises a body 28 intended to be held in the hand by the operator.

Un transducteur piézoélectrique en forme de pastille 29 est porté à son extrémité. Ses dimensions doivent être aussi réduites que possible. Dans le cas où les dimensions du transducteur sont telles qu'un point est d'une taille trop importante, le circuit de détection peut ne choisir qu'un seul des capteurs de détection par voie, par exemple le capteur central. Pour celà, un circuit de sélection connu en soi permet de choisir un signal parmi p autres.A pellet-shaped piezoelectric transducer 29 is carried at its end. Its dimensions should be as small as possible. In the case where the dimensions of the transducer are such that a point is too large, the detection circuit may choose only one of the detection sensors per channel, for example the central sensor. For this, a selection circuit known per se makes it possible to choose a signal among p others.

Le transducteur piézoélectrique 29 est excité par un générateur d'impulsions de tenson 30 qui peut être alimenté par une pile 31 contenue dans le corps du style 28. Le style peut aussi être excité électriquement par un circuit contenu dans le châssis de la console graphique 25 par un câble. The piezoelectric transducer 29 is excited by a pulse generator 30 which can be powered by a battery 31 contained in the body of the style 28. The style can also be electrically excited by a circuit contained in the chassis of the graphic console 25 by cable.

Un tel dispositif peut aussi trouver son application en robotique pour entrer des données de mouvement dans une mémoire de robot, par exemple pour "apprendre" un mouvement particulier à un robot.  Such a device can also find its application in robotics to enter movement data into a robot memory, for example to "learn" a movement specific to a robot.

Claims (18)

REVENDICATIONS 1. Procédé de localisation de source acoustique, caractérisé en ce qu'il consiste à disposer des capteurs le long d'une pluralité de lignes sécantes au moins deux à deux, chaque capteur ayant un diagramme de réception disjoint de ceux de ses voisins immédiats sur une ligne donnée et étant attaché à un substrat fixant et couplant acoustique à la structure surveillée, le substrat ayant une dimension parallèle à l'une des lignes précitées, et en ce qu'un signal de détection est sélectionné sur chaque ligne de telle sorte que la source d'émission acoustique soit située à proximité de l'intersection des axes des diagrammes de réception de chacun des capteurs. 1. A method of locating an acoustic source, characterized in that it consists in placing the sensors along a plurality of intersecting lines at least two by two, each sensor having a reception diagram disjoint from those of its immediate neighbors on a given line and being attached to a substrate fixing and acoustically coupling to the monitored structure, the substrate having a dimension parallel to one of the above lines, and in that a detection signal is selected on each line so that the acoustic emission source is located near the intersection of the axes of the reception diagrams for each of the sensors. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque signal de détection est intégré sur une période prédéterminée. 2. Method according to claim 1, characterized in that each detection signal is integrated over a predetermined period. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le signal de détection sélectionné sur chaque ligne est le plus grand en amplitude. 3. Method according to claim 2, characterized in that the detection signal selected on each line is the largest in amplitude. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque signal de détection est échantillonné à une cadence prédéterminée, chaque échantillon étant converti en valeurs numériques et mémorisé. 4. Method according to claim 3, characterized in that each detection signal is sampled at a predetermined rate, each sample being converted into digital values and stored. 5. Dispositif de mise en oeuvre du procédé de localisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend: 5. Device for implementing the localization method according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises: - au moins deux bandes de capteurs (10, 11) disposées le long de deux lignes sécantes, - at least two strips of sensors (10, 11) arranged along two intersecting lines, - une voie de réception des signaux de détection des capteurs pour chaque bande et qui comprend: a channel for receiving the detection signals from the sensors for each band and which comprises: - un circuit de traitement du signal (12), - a signal processing circuit (12), - un détecteur (14) du capteur correspondant à la maille de localisation de la source, - a detector (14) of the sensor corresponding to the location mesh of the source, - et un dispositif de visualisation (21) de la source localisée.  - And a display device (21) of the localized source. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque bande de transducteurs (10, 12) comporte une pluralité de capteurs fixés à un substrat fixant et couplant acoustique à la structure surveillée et en ce que chaque capteur comporte au moins un transducteur piézoélectrique dont le signal de sortie est connecté à une chaîne (60, 61, 65) de mise en forme du signal pour émission. 6. Device according to claim 5, characterized in that each strip of transducers (10, 12) comprises a plurality of sensors fixed to a substrate fixing and acoustically coupling to the monitored structure and in that each sensor comprises at least one piezoelectric transducer the output signal of which is connected to a chain (60, 61, 65) for shaping the signal for transmission. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque capteur comporte un discriminateur 60 de signal et un amplificateur 61 qui envoie un signal de détection piézoélectrique sur une ligne 62. 7. Device according to claim 6, characterized in that each sensor comprises a signal discriminator 60 and an amplifier 61 which sends a piezoelectric detection signal on a line 62. 8. Dispositif selon la revendication 5 ou 7, caractérisé en ce que le circuit (12) de traitement du signal de détection piézoé- lectrique comporte un adaptateur d'impédance, un amplificateur du signal et un intégrateur à période d'intégration ajustable. 8. Device according to claim 5 or 7, characterized in that the circuit (12) for processing the piezoelectric detection signal comprises an impedance adapter, a signal amplifier and an integrator with adjustable integration period. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de remise à zéro du signal de sortie de l'intégrateur pendant une durée réglable. 9. Device according to claim 8, characterized in that it comprises a device for resetting to zero the integrator output signal for an adjustable period. 10. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque capteur comporte un transducteur acousto-optique qui transforme l'onde acoustique en modulation d'une porteuse lumineuse transmise par voie optique. 10. Device according to claim 5, characterized in that each sensor comprises an acousto-optical transducer which transforms the acoustic wave in modulation of a light carrier transmitted optically. 11. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de visualisation (21) comporte des moyens mémoire (1619) du rang de chaque capteur (i, j) de chaque bande (10, 11) dont le signal a été sélectionné par le circuit (14) et de l'amplitude de l'onde acoustique. 11. Device according to claim 5, characterized in that the display device (21) comprises memory means (1619) of the rank of each sensor (i, j) of each band (10, 11) whose signal has been selected by the circuit (14) and the amplitude of the acoustic wave. 12. Dispositif selon la revendication 5 ou 11, caractérisé en ce que le dispositif de visualisation (21) comporte un circuit (20) de calcul de l'activité acoustique de la source d'émission acoustique (2). 12. Device according to claim 5 or 11, characterized in that the display device (21) comprises a circuit (20) for calculating the acoustic activity of the acoustic emission source (2). 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le circuit (20) de calcul de l'activité acoustique comporte une entrée du signal de détection piézoélectrique sélectionné sur chaque bande. 13. Device according to claim 12, characterized in that the circuit (20) for calculating the acoustic activity comprises an input of the piezoelectric detection signal selected on each band. 14. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le circuit (20) de calcul de l'activité acoustique comporte une entrée du signal de détection piézoélectrique de chaque capteur de chaque bande (10, 11), une mémoire morte de coefficients de pondération de chaque signal d'entrée en fonction de son rang relativement à celui du capteur sélectionné par le circuit (14), un circuit de sommation des carrés des valeurs pondérés des signaux et un extracteur de la racine carrée de cette somme. 14. Device according to claim 12, characterized in that the circuit (20) for calculating the acoustic activity comprises an input of the piezoelectric detection signal from each sensor of each band (10, 11), a read-only memory of coefficients of weighting of each input signal as a function of its rank relative to that of the sensor selected by the circuit (14), a circuit for summing the squares of the weighted values of the signals and an extractor of the square root of this sum. 15. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le circuit de traitement du signal (12) comporte un analyseur fréquentiel des signaux de détection piézoélectrique. 15. Device according to claim 5, characterized in that the signal processing circuit (12) comprises a frequency analyzer of the piezoelectric detection signals. 16. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque capteur comporte un convertisseur analogique numérique et en ce que le circuit de traitement (12) comporte un registre à décalage sur chaque ligne de réception des signaux de détection piézoélectrique. 16. Device according to claim 5, characterized in that each sensor comprises an analog-to-digital converter and in that the processing circuit (12) comprises a shift register on each line for receiving the piezoelectric detection signals. 17. Appareil de saisie de données graphiques faisant application du dispositif de localisation selon l'une des revendications 5 à 16, caractérisé en ce qu'il comprend sur un écran de visualisation (25) deux bandes latérales (-26, 27) collées sur l'écran dégageant le champ visuel et perpendiculaire l'une à l'autre et un style (28) émetteur d'ultrasons. 17. Apparatus for capturing graphic data using the location device according to one of claims 5 to 16, characterized in that it comprises on a display screen (25) two side bands (-26, 27) glued on the screen clearing the visual field and perpendicular to each other and a style (28) emitting ultrasound. 18. Appareil selon la revendication 17, caractérisé en ce que le style (28) comporte un transducteur piézoélectrique émetteur d'ultrasons (29) excité par un générateur d'impulsions électriques (30) travaillant à une fréquence de récurrence prédéterminée.  18. Apparatus according to claim 17, characterized in that the style (28) comprises a piezoelectric transducer emitting ultrasound (29) excited by an electric pulse generator (30) working at a predetermined recurrence frequency.
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