Tout comme pour une certaine superarme galactique, les cristaux constituent une composante essentielle des sondes. La différence est que nos sondes utilisent les cristaux à des fins de contrôle non destructif plutôt que pour faire exploser des planètes.
Les sondes utilisent des cristaux céramiques piézoélectriques pour convertir l’énergie électrique en énergie mécanique sous forme d’ultrasons, puis pour convertir les ultrasons qui reviennent en énergie électrique. Ces signaux électriques sont interprétés par un appareil de recherche de défauts, lequel fournit aux inspecteurs de l’information sur le matériau inspecté.
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| Diagramme montrant le fonctionnement interne d’une sonde |
Les éléments en céramique de la sonde sont découpés selon une structure cristalline, laquelle se déforme de manière prévisible lorsqu’un courant électrique la traverse. La déformation répétée de la face cristalline crée une onde ultrasonore qui parcourt le matériau inspecté. La structure cristalline peut être orientée pour maximiser la déformation longitudinale ou transversale, ce qui permet donc de créer des ondes ultrasonores longitudinales ou transversales. L’épaisseur de l’élément piézoélectrique détermine la fréquence des ultrasons générés : les éléments cristallins plus épais génèrent des ultrasons à basse fréquence, tandis que les éléments cristallins plus fins génèrent des ultrasons à fréquence plus élevée.
La fréquence utilisée pour une application de mesure d’épaisseur donnée dépend d’un certain nombre de facteurs, notamment les propriétés acoustiques du matériau d’inspection et la résolution d’épaisseur requise. La fréquence utilisée pour une application de recherche de défauts dépend de la taille de défaut minimale admissible.
Différents types de sondes sont conçus pour convenir à une grande variété d’applications d’inspection.