Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
~L~L3~74~3 ~
L'.invention se rapporte a un procédé de mesureprécise d'une distance dans l'eau par émissions et réceptions
contrôlées de signaux ultra-sons en vue d'éliminer tous échos
parasites.
Les procédés connus de mesure de distance par
émission d'un signal ultra-son et réception de l'écho engendré
sur l'obstacle dont on désire connaître la distance au lieu
d'émission présentent tous l'inconvénient majeur de donner
lieu à une indétermination résultant d'une multiplicité
d'échos parasites.
Une telle indétermination est d'autant plus gênante
que la distance ~ mesurer peut se situer en des lieux où les
vitesses des ultra-sons sont différentes des vitesses en
surface, que ces distances peuvent elles-mêmes varier dans
de grandes proportions et que l'écho principal recherché peut ne
pas être re~cu.
Il existe bien de nombreuses méthodes permettant
de sélectionner les échos par filtrage des échos reçus, aussi
bien en fréquence qu'e.n amplitude, mais ces méthodes ne
permettent pa~s de lever l'indétermination finale. Elles né-
cessitent en outre la mesure de la vitesse de propagation
des ultra-sons au lieu considéré~
Selon la présente invention, il est prévu un procédé
automatique de mesure précise d'une distance entre deux points
immergés à l'aide de la détection de la durée de propagation
d'ultra-sons entre ces points, caractérisé en ce que l'on
dispose sur l'un des points une balise de mesure émettrice
et réceptrice et sur l'autre point une balise asservie réceptrice
et émettrice, la balise de mesure émettant un signal et restant
sans réponse à tout signal re~u pendant une période de durée
supérieure au temps de parcours d'un signal entre les deux
balises et la balise asservie restant sans réponse à tous signaux
L7~
et échos parasites pendant une période T suivant la réception
du signal émis par l'autre balise, la balise asservie émettant
un signal à la fin de ladite période T pour être capté par la
balise de mesure en vue de la détermination de la distance d
séparant les deux balises en fonction de la vitesse des ultra-
sons au lieu considéré, et d'un intervalle de temps qui inclut la
duree separant un signal emis par la ba~ise de mesure et le
premier signal reçu, par la balise de mesure, de labalise asservie.
Ce procédé a l'avantage de lever de lui-même toute
indétermination puisqu'il suffit de prévoir une période T
de durée suffisante pour etre certain d'éliminer tous les
échos résultant du signal émis par la balise de mesure.
En outre, le signal émis par la balise asservie étant
un signal pur non déformé, on peut accroître de façon considéra-
ble la précision des mesures meme pour des distances notables,
sans avoir à créer des émetteurs et récepteurs coûteux.
Ayant déterminé la période T pour la distance maximurn
susceptible de se présenter, on peut aisément détecter sur la
balise asservie une absence de réponse au cours d'une période
déterminée.
De pré~érence la balise de mesure réémet automatique-
ment un signal après une période déterminée en cas de non
réponse de la balise asservie.
De même, le procédé permet de vérifier les mesures
dès que la balise de mesure capte à nouveau les réponses de la
balise asservie par répétition automatique des mesures, la durée
de chaque cycle pouvant être 2(t~T), où t est le temps de
propagation du signal pour parcourir la distance d et T la
période de silence pour la disparition des échos parasites.
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront
de la description suivante faite en référence aux dessins
annexés qui représentent, à titre d'exemple non limitatif, un
~'
1~3~7a~ ~
moyen de mise en oeuvre du procédé.
Sur les dessins : .
la figure 1 est une représentation schématique de
la balise de mesure et de la balise asservie,
la figure 2 le diagramm~ des temps d'émission et de
réception des balises, et
la figure 3 la représentation sous forme de blocs
d'un exemple de circuits associés aux balises de la figure 1.
Les moyens de mise en oeuvre du procedé de mesure .
de la distance d entre deux points immergés se composent
essentiellement d'une balise de commande ou mesure 1 et d'une
balise asservie 2, placées chacune en l'un de ces points. La
balise 1 est connectée par le fil 4 ~ un coffret de commande
et de lecture 5 recevant, par le fil 6, les signaux du céléri-
mètre 3.
Le coffret 5 comporte un bouton de commande 7 pour
la mise en service de la balise de commande 1, une fenêtre
d'affichage de la distance calculée 8 et une fenetre d'afficha-
ge 9 de la vitesse de propagation des ultra-sons à l'endoit
considéré,c'est-à-dire au lieu de mesure du célérimètre 3~
Les dispositifs émetteurs récepteurs 10 de la balise
1 et 11 de la balise asservie 2 peuvent être quelconques. Il
en est de même du célérimètre 3 et l'on comprendra que les
circuits permettant l'inscription en 9 de la vitesse mesurée
par le célérimètre 3 ainsi que Les circuits de calculs de la
distance d affichée par la fenêtre 8 peuvent être quelconques
dès l'instant qu' il5 fournissent la distance d selon le procédé
décrit et schématisé par le diagramme de la figure 2.
Sur cette figure, la ligne 12 est la représentation
dans le temps de deux émissions successives El émise à l'instant
13 et E2 émise ~ l'instant 17 des signaux d'investigation de
la balise 1 et de la réception R'l à l'instant 16 du signal E'
3 --
113~74~
émis à l'instant 15 par la balise asservie 2 et figuré ligne
18. Sur cette ligne, la réception par la balise 2 du signal
émis à l'instant 13 es-t ~igurée au temps 14.
Selon ce procédé, on voit que la balise de mesure 1
peut fournir la valeur de la distance d = vt, où v est la
vitesse indiquée par l'appareil de mesure 3 des ultra-sons
dans l'eau au cours d'un parcours aller et retour d'une distance
connue. La valeur de la distance d peut être obtenue soit dès
l'instant 16 de la réception R'l du signal E'l émis par la
balise 2, soit lors de l'émission du signal E2 au temps 17.
En effet, dans ce dernier cas, l'émission E2 en 17 intervient
après un temps T2 égal à 2(t+T), les intervalles 13-14 et
15-16 étant égaux à t et les intervalles 14-15 et 16-17 étant
égaux à T~ La distance d est alors égale à (T2-2T) v2 , Dans
le premier cas, la durée Tl entre les temps d'émission 13 et
de réception 16 de la balise de mesure se décompose en deux
intervalles égaux à t et une seule période T. La distance d
est alors égale à (Tl-T) v2.
~ans les deux cas, les mesures peuvent être très
précises, les durées de silence T étant connues avec une grande
précision en utilisant une horloge à quartz qui peut être la
même sur chacune des deux balises, les durées t correspondant
exclusivement au temps de parcours des signaux et non à ceux
d'éventuels échos parasites.
D'une-façon yénérale, la balise 1, figure 3, émet
une impulsion de fréquence ~ pendant une courte durée to par
rapport à la durée t de parcours de la distance d. Cette
émission s'e~fectue par la fermeture du contact 7 du circuit
19 connectant les circuits d'alimentation et de calcul 20 au
circuit d'émission de la balise 1.
Lorsque l'impulsion El émise à l'instant 13 est re,cue
après le temps t par la balise 2, le signal est analysé par
1:L317d~
les circuits 21 pour s'assurer qu'il s'agit bien d'un signal
émis par la balise 1~ Il est transmis au compteur de temps
22 dont ].e but est de ne déclencher le circuit de commande de
l'émission 23 qu'après l'intervalle de temps T lorsque l'on
est certain que tous échos parasites dus à l'émission de la
balise 1 ont disparu. A cet instant, le circuit 23 déclenche
l'émission de l'impulsion E'l a l'instant 15 en verrouillant
les circuits de détection de réception pendant une nouvelle
période T.
Les circuits d'émission de la balise 1 ayant été
commandés depuis un temps supérieur à la periode T, les circuits
de réception sont prets à recevoir l'impulsion émise par la
balise 2~ Le signal reçu est transmis au circuit d'analyse
24 du signal qui déclenche le compteur de temps 25. Après
écoulement de la période T, les circuits 26 et 19 entraînent
l'émlssion d'une nouvelle impulsion E2 en 17, figure 2. Les
circuits de calcul 20 recevant La valeur de la vitesse des
ultra-sons dans l'eau de l'appareil cle mesure 3, entra;nent
l'a~fichage de la distance calculée cl sur la ~enêtre 8.
Ainsi qu'il a été exposé, les circuits de calculs
peuvent être quelconques et peuvent fournir la valeur d, soit
après le temps T~2t, soit après le temps 2(T~t), notamment
lorsque l'on prévoit une réémission E2.
Les affichages de la vitesse des ultra~sons en 9 et
de la distance d en 8 peuvent évidemment être remplacés ou
- ~ doublés de circuits de transmission et d'enregistrement. De
même, les circuits de contrôle des émissions et réceptions
d'impulsions peuvent être de tous types connus dès l'instant
qu'ils sont places sous le contrôle du compteur de temps 25,
conformément au procédé exposé.
Quant aux circuits d'analyse 24, ils dépendent des
i.mpulsions ~mises et peuvent être supprimés si le milieu
l7~
considéré n'est le siège d'aucun signal parasite.
En cas de non réponse de la balise 2 après un temps
dormé, un circui-t 27 permet de déclencher une émission automa-
tique d'une nouvelle impulsion par la balise 1 jusqu'a réception
de l'impulsion d'émission de la balise 2.
On réalise ainsi un moyen extrêmement commode, précis
et sûr, de détermination de la distance, quelle que soit la
profondeurO L'appareil étant de dimension peu encombrante peut
etre utilisé par tout plongeur ou, dans le cas de très grande
profondeur, être descendu par tous moyens usuels.
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