Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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WO 2014/207215
PCT/EP2014/063729
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Transducteur à ultrasons
L'invention concerne en générale les transducteurs à ultrasons.
Plus précisément, l'invention concerne un transducteur à ultrasons comprenant
au
moins un émetteur en matériau permettant de convertir un signal électrique en
une onde
ultrasonore, ayant des première et seconde surfaces émettrices opposées l'une
à l'autre
prévues pour émettre des premier et second faisceaux d'ultrasons.
Un tel transducteur est connu de EP 0 147 070, qui décrit que l'une des deux
surfaces émettrices est recouverte d'un matériau amortisseur, connu aussi sous
le nom
de backing, servant à amortir la vibration du matériau constituant l'émetteur
et à piéger
l'énergie acoustique émise par la surface arrière de l'émetteur, de manière à
ce qu'elle ne
perturbe pas le faisceau utile émis par la surface avant.
Un tel transducteur a un coût de production relativement important, car il met
en
oeuvre un grand nombre de matériaux différents. Par ailleurs, seule une partie
de l'énergie
acoustique produite par la vibration de l'émetteur est utilisée, l'autre
partie étant dissipée
dans l'amortisseur.
Dans ce contexte, l'invention vise à proposer un transducteur à ultrason qui
soit
moins coûteux et plus efficace en termes de conversion d'énergie.
A cette fin, l'invention porte sur un transducteur à ultrasons du type
précité,
caractérisé en ce qu'il comporte au moins des premier et second miroirs placés
en regard
respectivement des première et seconde surfaces émettrices et conformés de
manière à
renvoyer les premier et second faisceaux d'ultrasons en formant un faisceau
réfléchi de
forme prédéterminée.
Ainsi, les faisceaux d'ultrasons émis par les deux surfaces émettrices
opposées
sont utilisés, de telle sorte, que pour une puissance électrique donnée
alimentant
l'émetteur, l'énergie du faisceau produit par le transducteur à ultrasons est
nettement plus
élevée.
Du fait que la totalité de l'énergie acoustique émise par l'émetteur est
concentrée
dans le faisceau d'ultrasons réfléchi, il est possible d'obtenir une meilleure
sensibilité du
transducteur à ultrason pour une même énergie électrique fournie à l'émetteur.
Par ailleurs, il n'est plus nécessaire de prévoir un backing contre une des
deux
surfaces émettrices, de telle sorte que la conception du transducteur à
ultrason est
considérablement simplifiée. La fabrication du transducteur est ainsi plus
simple, et son
coût est réduit.
La reproductibilité des capteurs est améliorée. On entend par là que les
performances d'un capteur à l'autre sont plus uniformes. En effet, dans l'état
de la
technique, le collage du backing sur la surface arrière de l'émetteur est une
opération
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délicate. En fonction de la qualité du collage, les propriétés du transducteur
sont
affectées.
Le transducteur de l'invention est bien adapté pour un fonctionnement dans un
environnement sévère. Il présente un comportement favorable en température, du
fait
qu'il ne comporte plus plusieurs couches volumineuses empilées les unes sur
les autres
comme dans l'état de la technique. Les risques de défaillance du transducteur
suite aux
contraintes engendrées par la dilatation différentielle des matériaux sont
réduits.
Le transducteur présente une bonne aptitude pour résister à la pression, du
fait
que le backing est éliminé. Le backing est généralement réalisé dans un
matériau
élastomère, et présente donc une résistance à la pression modérée.
Le transducteur est bien adapté pour un fonctionnement sous irradiation. En
effet,
il est possible de le réaliser entièrement sans matériau élastomère. Dans
l'état de la
technique, le backing est en un matériau élastomère.
L'émetteur est typiquement en un cristal piézoélectrique. En variante,
l'émetteur
est en un matériau électrostrictif, ou magnétostrictif, ou en tout autre
matériau adapté
pour convertir un signal électrique en onde ultrasonore.
On entend ici par émetteur l'élément actif du transducteur dont la fonction
est de
convertir l'énergie électrique en énergie mécanique. Cet élément actif est
réversible. Il est
capable d'émettre des ondes ultrasonores, mais aussi de recevoir des ondes
ultrasonores
et de les convertir en un signal électrique. En d'autres termes, le
transducteur peut
fonctionner à certains moments en générateur d'ultrasons, et à d'autres
moments en
récepteur d'ultrasons, en mode collecteur.
Avantageusement, le transducteur comprend un boîtier auquel est fixé
l'émetteur.
Le boîtier a deux surfaces réfléchissantes définissant les premier et second
miroirs, ou les premier et second miroirs sont rapportés sur le boîtier.
Dans le premier cas, la conception du transducteur est simplifiée, puisque
c'est le
boîtier lui-même qui constitue les miroirs, ceux-ci n'étant pas des pièces
rapportées,
supplémentaires.
Le boîtier est par exemple une pièce en acier inoxydable. En variante, le
boîtier est
en un autre alliage métallique ou en une céramique. Le matériau en tout état
de cause est
choisi de manière à présenter une forte impédance acoustique, c'est-à-dire un
fort
coefficient de réflexion avec l'eau. Alternativement, il est choisi de manière
à présenter
des vitesses de propagation du son élevées, de manière à ce que pour un angle
de miroir
donné, l'angle critique de l'onde longitudinale et celui de l'onde
transversale soient
dépassés (loi de Snell-Descartes). Par exemple, dans le cas d'un miroir en
acier
inoxydable et d'un milieu de propagation en eau, les deux angles critiques
sont environ à
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15 et 28 respectivement. Dans ce cas, aucune onde de volume ne peut être
transmise
dans un miroir au delà de 28 ..
Les premier et second faisceaux d'ultrasons se réfléchissent directement sur
les
premier et second miroirs.
En variante, les premier et second miroirs sont rapportés sur le boitier. Dans
ce
cas, les miroirs sont réalisés en acier inoxydable ou en un autre alliage
métallique ou en
une céramique, et présentent soit une forte impédance acoustique soit une
vitesse de
propagation du son élevée, comme décrit ci-dessus.
Avantageusement, le boîtier présente une fente dans laquelle est engagé
l'émetteur, la fente ayant une section sensiblement identique à celle de
l'émetteur.
Ainsi, l'émetteur est maintenu en position par rapport au boîtier par
l'intermédiaire
d'une portion dudit émetteur, qui est bloquée dans la fente. Ladite portion de
l'émetteur
est directement appliquée contre le bord périphérique de la fente. L'émetteur
est collé à la
fente ou engagé en force ou pincé dans la fente. En variante, une couche de
protection
est interposée entre ladite portion et le bord périphérique de la fente.
Avantageusement, le boîtier est venu de matière ou comporte deux demi boîtiers
enserrant entre eux l'émetteur.
Chaque demi boîtier définit l'un des premier et second miroirs, ou le premier
miroir
est rapporté sur l'un des deux demi boîtiers et le second miroir est rapporté
sur l'autre des
deux demi boîtiers.
Ainsi, le boîtier est particulièrement économique. Quand il comporte deux demi
boîtiers, le montage de l'émetteur est simplifié.
La fente est ménagée dans la masse du boîtier quand celui-ci est venu de
matière.
En variante, elle est délimitée entre les deux demi boîtiers.
Avantageusement, le transducteur est plongé dans un milieu ambiant, les
première et seconde surfaces émettrices étant agencées par rapport au boîtier
pour que
les premier et second faisceaux d'ultrasons se propagent depuis les première
et seconde
surfaces émettrices jusqu'aux premier et second miroirs à travers le milieu
ambiant ou à
travers un matériau constituant le boîtier.
Dans le premier cas, le transducteur est bien adapté pour une utilisation où
le
faisceau réfléchi est transmis par le milieu ambiant jusqu'à la pièce dans
laquelle l'onde
ultrasonore est transmise. Le milieu ambiant est par exemple de l'eau ou un
autre fluide
liquide ou gazeux.
Dans le deuxième cas, le transducteur est bien adapté pour envoyer le faisceau
réfléchi directement dans la pièce dans laquelle on désire transmettre l'onde
ultrasonore,
sans transmission à travers le milieu ambiant. Les première et seconde
surfaces
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émettrices de l'émetteur sont alors plaquées contre des surfaces d'entrée
d'ondes du
boîtier. Des surfaces de sortie d'ondes du boîtier sont plaquées contre la
pièce dans
laquelle l'onde ultrasonore est transmise, directement ou indirectement. Les
premier et
second miroirs, les surfaces d'entrée et les surfaces de sortie sont agencés
pour que les
premier et second faisceaux d'ultrasons pénétrant dans le boîtier par les
surfaces d'entrée
soient réfléchis par les premier et second miroirs jusqu'aux surfaces de
sortie. Le faisceau
réfléchi quitte le boîtier par les surfaces de sortie et pénètre dans la pièce
dans laquelle
l'onde ultrasonore est transmise.
Le boîtier peut alors être venu de matière ou comporte deux demi boîtiers
enserrant les faces émettrices, chaque demi boîtier définissant l'un des
premiers et
second miroirs.
Avantageusement, le transducteur comprend des fils électriques susceptibles
d'être raccordés à une source de tension, et un organe pinçant les fils
électriques contre
l'émetteur de manière à fixer les fils électriques à l'émetteur sans soudure.
En d'autres termes, du fait qu'aucune des deux surfaces opposées de l'émetteur
n'est recouverte par un backing, il est possible de mettre les fils
électriques en contact
contre l'émetteur. Ceci permet de faciliter la fabrication du transducteur,
puisqu'il n'est
plus nécessaire de souder les fils électriques sur l'émetteur.
Avantageusement La fixation est réalisée par exemple à l'aide d'une pince.
Cette
pince possède deux bras, sollicités contre deux surfaces de l'émetteur
opposées l'une à
l'autre. Les fils électriques sont pincés entre les bras et l'émetteur. Par
exemple, le
transducteur comprend deux fils électriques, l'un des fils électriques étant
pincé contre
l'une des surfaces, et l'autre fil électrique étant pincé contre la surface
opposée.
En variante, ces fils électriques sont soudés, mis en contact ou fixés par
tout autre
moyen.
Typiquement, l'émetteur comporte une partie active définissant les première et
seconde surfaces émettrices et une partie raccordée aux fils électriques, la
portion de
l'émetteur engagée dans la fente étant située entre la partie active et la
partie de
raccordement.
Avantageusement, le transducteur comprend une couche de protection recouvrant
les premier et seconde surfaces émettrices. Une telle couche de protection
permet de
protéger le matériau piézoélectrique. En effet, l'émetteur est agencé de telle
sorte qu'il
forme une saillie par rapport au boîtier, et risque donc d'être endommagé par
des chocs.
L'utilisation d'une couche de protection permet de réduire ce risque.
Typiquement, la
couche de protection recouvre toute la surface externe de l'émetteur, à
l'exception des
zones sur lesquelles sont pincés ou raccordés les fils électriques.
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La couche de protection est en un matériau élastomère, ou en un matériau
métallique ou en une céramique. Par exemple, pour un transducteur destiné au
contrôle
d'une cuve de réacteur nucléaire, le matériau choisi présente une impédance
acoustique
et une épaisseur permettant une transmission optimale de l'énergie acoustique.
5 Selon un premier mode de réalisation, les premier et second faisceaux
d'ultrasons
présentent des première et seconde directions de propagation à partir des
première et
seconde surfaces émettrices, les premier et second miroirs étant plans et
ayant des
première et seconde normales formant un angle compris entre 30 et 60 par
rapport aux
première et seconde directions de propagation.
De préférence, l'angle est compris entre 40 et 50 , et vaut typiquement 45 .
Les
premier et second miroirs sont tournés de manière à réfléchir les premier et
second
faisceaux d'ultrasons dans la même direction, correspondant à l'axe central du
faisceau
réfléchi. Quand l'angle est de 45 , le faisceau réfléchi est un faisceau
droit, avec un front
d'ondes plan.
Typiquement, les première et seconde directions de propagation à partir des
surfaces émettrices sont alignées et opposées l'une à l'autre. Les premier et
second
miroirs forment un angle de 90 l'un par rapport à l'autre. En variante, les
premières et
secondes surfaces émettrices ne sont pas rigoureusement parallèles l'une à
l'autre et
forment entre elles un angle non nul, par exemple de quelques degrés.
Selon un second mode de réalisation, les premier et second miroirs sont
concaves
vers les première et seconde surfaces émettrices. Un tel agencement permet de
générer
un front d'ondes concentriques, et donc un faisceau réfléchi focalisé.
Selon un troisième mode de réalisation, les premier et second miroirs sont
convexes vers les première et seconde surfaces émettrices. Un tel agencement
permet
de générer un front d'ondes divergeant, et donc un faisceau très ouvert.
L'émetteur peut présenter toute sorte de forme.
Avantageusement, l'émetteur est une plaque, les première et seconde surfaces
émettrices étant deux grandes faces parallèles de la plaque opposées l'une à
l'autre.
Les surfaces émettrices sont dans ce cas typiquement planes.
Alternativement, l'émetteur est un cylindre ou un tube d 'axe confondu avec
celui
du miroir, les surfaces émettrices étant une ou plusieurs surfaces de
révolution
diamétralement opposées.
Typiquement, le cylindre ou le tube est à section circulaire perpendiculaire à
son
axe central. En variante, le cylindre ou le tube a une section ovale,
elliptique ou tout autre
forme.
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Typiquement, les première et seconde surfaces émettrices couvrent ensemble la
totalité de la périphérie de l'émetteur. Chaque surface émettrice a donc la
forme d'un
demi-cylindre.
Dans ce cas, les premier et second miroirs définissent ensemble une surface
tronconique, de même axe que l'émetteur.
Selon un autre aspect de l'invention, le transducteur comprend au moins un
capteur prévu pour mesurer la forme et l'intensité des ondes ultrasonores,
agencé dans
l'un des premier et second miroirs.
Du fait que le capteur est agencé dans l'un des premier et second miroirs, il
peut
mesurer la forme ou l'intensité des ondes générées par le transducteur sans
perturber le
faisceau ultrasonore
En effet, dans les applications connues, un tel capteur est placé à distance
du
transducteur, dans le faisceau ultrasonore généré par celui-ci. Le capteur
perturbe donc
ce faisceau ultrasonore. Il ne peut pas être placé en permanence dans ce
faisceau.
Le capteur, pour les applications sous eau, est connu sous le nom
d'hydrophone.
Le transducteur peut comporter un seul capteur agencé dans l'un des deux
miroirs. En variante, il peut présenter un capteur dans chacun des deux
miroirs, ou encore
plusieurs capteurs disposés en plusieurs points de chacun des deux miroirs.
Avantageusement, les premier et second miroirs présentent des première et
seconde surfaces réfléchissantes, le capteur comprenant une tête de niveau
avec l'une
des première et seconde surfaces réfléchissantes.
Ainsi, la présence du capteur ne créée pas de reliefs sur les surfaces
réfléchissantes, et ne perturbe pas la réflexion des faisceaux ultrasonores.
Les capteurs sont typiquement de petites tailles, au regard de la surface des
premier et second miroirs. Leurs têtes sont placées dans des canaux débouchant
au
niveau des surfaces réfléchissantes ménagées dans les premier et second
miroirs. Elles
ont une surface externe s'inscrivant dans la continuité de la première ou de
la seconde
surface réfléchissante.
Typiquement, la tête du capteur est un matériau piézoélectrique. Elle est
raccordée électriquement à un organe permettant d'enregistrer et d'analyser la
tension
électrique provenant du cristal piézoélectrique.
En variante, le capteur comprend une couche mince d'un matériau permettant de
convertir une onde ultrasonore en une tension électrique, par exemple un
matériau
piézoélectrique, recouvrant l'un des premier et second miroirs.
Cette couche mince recouvre typiquement toute la surface du premier ou du
second miroir. Le capteur comporte alors une pluralité d'électrodes,
raccordées chacune
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à un point de la couche mince, ce qui permet de contrôler plusieurs zones du
faisceau.
Chaque électrode est raccordée à un organe permettant d'enregistrer et
d'analyser la
tension électrique émis par le matériau convertisseur.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la
description
détaillée qu'il en est donné ci-dessous, à titre indicatif et nullement
limitatif, en référence
aux figures annexées, parmi lesquelles :
- la figure 1 est une représentation schématique simplifiée d'un transducteur
conforme à l'invention,
- la figure 2 est une vue similaire à celle de la figure 1, montrant des
variantes de
réalisation de l'invention ;
- la figure 3 et la figure 4 sont des vues similaires à celle de la figure 1,
montrant
des variantes de forme pour les miroirs du transducteur ; et
- les figures 5 et 6 sont des vues similaires à celle de la figure 2,
illustrant un autre
aspect de l'invention ; et
- les figures 7 et 8 sont des vues similaires à celle de la figure 1, montrant
encore
d'autres variantes de réalisation de l'invention
Le transducteur à ultrason 1 représenté sur la figure 1 est destiné à être
utilisé
dans un fluide, par exemple sous eau. Il est destiné par exemple à
l'inspection de la cuve
de réacteurs à eau sous pression pendant les arrêts de tranche. Il peut
également être
monté à demeure sur la cuve de réacteur à eau sous pression, pour effectuer
des
mesures de température et/ou de débit. Il peut encore être utilisé pour
l'inspection des
équipements internes dans des réacteurs où le fluide caloporteur est du
sodium, ou pour
réaliser des mesures physiques (température, débit) sur ces mêmes réacteurs.
Il peut
également être utilisé dans le domaine médical ou thérapeutique, pour les
SONAR
maritimes, comme capteur de position ou de métrologie dans toutes sortes
d'application,
ou encore pour le nettoyage de pièces.
Le transducteur 1, comme visible sur la figure 1, comprend un émetteur 3 en un
matériau permettant de convertir une tension électrique en une onde
ultrasonore et un
boîtier 5.
L'émetteur 3 présente des première et seconde surfaces émettrices 7, 9
opposées
l'une à l'autre, prévues pour émettre des premier et second faisceaux
d'ultrasons F1 et
F2.
Le boîtier 5 définit des premier et second miroirs 11, 13, placés en regard
respectivement des première et seconde surfaces émettrices 7, 9.
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Les premier et second miroirs 11, 13 sont conformés de manière à renvoyer les
premier et second faisceaux d'ultrasons en formant un faisceau réfléchi FR
ayant une
forme prédéterminée.
Le boîtier 5 est en acier inoxydable. Il présente une fente 15 dans laquelle
est
engagé l'émetteur 3.
Les deux miroirs 11 et 13 sont ménagés sur une face avant du boîtier 5. Il
délimite
ensemble une zone en creux 17 sur cette face avant. Plus précisément, les
premier et
second miroirs 11 et 13 sont deux surfaces planes, convergeant l'une vers
l'autre.
Comme visible sur la figure 1, la fente 3 définit le fond de la zone en creux,
les premier et
second miroirs convergeant vers la fente. La fente est ouverte à la fois du
côté de la face
avant du miroir et du côté de la face arrière 19 du boîtier, cette face
arrière 19 étant
opposée à la face avant 17. Dans l'exemple représenté, les premier et second
miroirs 11
et 13 forment un angle de 900 l'un par rapport à l'autre.
La direction avant correspond ici à la direction de propagation du faisceau
réfléchi.
La direction arrière est l'opposée de la direction avant.
Dans l'exemple représenté sur la figure 1, l'émetteur 3 est une plaque mince
en
cristal piézoélectrique. Elle comporte une portion intermédiaire 21 engagée
dans la fente
15, une partie avant 23 faisant saillie vers l'avant hors de la fente 15, une
partie arrière 25
faisant saillie hors de la fente 15, vers l'arrière. L'émetteur 3 présente des
première et
secondes grandes faces 27, 29, opposées l'une à l'autre. Les zones des
première et
seconde grandes faces 27, 29 délimitant la partie avant 23 de l'émetteur
constituent les
première et seconde surfaces émettrices 7 et 9. Les première et seconde
surfaces
émettrices 7 et 9 forment donc un angle de 45 avec les premier et second
miroirs 11 et
13.
L'émetteur 3 est fixé au boîtier 5 par coopération de forme entre la portion
21 et la
fente 15 ou par collage de la portion 21 à l'intérieur de la fente 15.
Le fonctionnement du transducteur à ultrasons est le suivant.
Les première et seconde surfaces émettrices 7, 9 émettent des premier et
second
faisceaux d'ultrasons F1 et F2 se propageant selon des première et seconde
directions de
propagation. Les première et seconde directions de propagation sont
sensiblement
perpendiculaires aux surfaces 7 et 9. Elles forment un angle de 45 par
rapport aux
normales des premier et second miroirs 11 et 13. Les premier et second
faisceaux
d'ultrasons se réfléchissent sur les premier et second miroirs 11 et 13 et
forment un
faisceau réfléchi FR. Les premier et second faisceaux d'ultrasons sont
réfléchis à 90 , au
sens où la direction de propagation du faisceau réfléchi est à 90 des
première et
seconde directions de propagation, comme le montrent les flèches sur la figure
1.
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Une variante de réalisation de l'invention va maintenant être décrite en
référence à
la figure 2. Seuls les points par lesquels cette variante de réalisation
diffère de celle de la
figure 1 seront détaillés ci-dessous.
Comme visible sur la figure 2, le transducteur comporte une couche de
protection
31 recouvrant l'émetteur. La couche de protection est en un matériau
élastomère. Elle
couvre les première et seconde surfaces émettrices 7 et 9. Elle couvre
également les
deux grandes faces 27 et 29, dans leur quasi-totalité. Notamment, la couche 31
est
interposée entre la portion intermédiaire 21 et le bord de la fente 15. En
revanche, la
couche 31 ne couvre pas un bord arrière 32 de l'émetteur 3.
Par ailleurs, le transducteur 1 comporte des fils électriques 33, 35,
raccordés à
une source de tension non représentée. Les fils électriques 33 et 35 sont
plaqués
respectivement contre les première et seconde grandes faces 27, 29 de
l'émetteur 3, au
niveau du bord arrière 32. Comme celui n'est pas recouvert par la couche de
protection
31, il est possible de réaliser ainsi un contact électrique entre les fils 33
et 35 et
l'émetteur. Les fils 33 et 35 sont maintenus en position par une pince non
représentée. Ils
ne sont pas soudés à l'émetteur.
La partie arrière 25 de l'émetteur est logée dans une cavité 37 ménagée dans
le
boîtier 5. Cette partie, ainsi que les connexions entre les fils électriques
33 et 35 et le bord
arrière 32, sont ainsi protégées des agressions extérieures. Le boîtier 5
présente un
orifice 39, mettant en communication la cavité 37 avec l'extérieur. Les fils
électriques 33
et 35 sortent du boîtier par l'orifice 39.
Le boîtier 5 comporte deux demi boîtiers 40 pinçant entre eux l'émetteur 3.
Chaque demi boîtier 40 définit l'un des premier et second miroirs 11, 13. La
fente 15 est
délimitée entre les deux demi boîtiers 40. Les demi boîtiers 40 sont fixés
l'un à l'autre par
tout moyen approprié : vis, points de soudage, etc.
Les figures 3 et 4 représentent deux variantes de réalisation de l'invention,
dans
lesquelles les miroirs 11 et 13 ne sont pas plans.
Sur la figure 3, les miroirs 11 et 13 sont concaves vers les première et
seconde
surfaces émettrices 7 et 9. La concavité est calculée pour que le faisceau
réfléchi ait un
front d'onde concentrique. Le faisceau réfléchi FR est alors focalisé sur un
point P, situé à
distance vers l'avant de l'émetteur.
Sur la figure 4, les premier et second miroirs 11 et 13 sont convexes vers les
première et seconde surfaces émettrices 7 et 9. Les premier et second miroirs
11 et 13
sont agencés pour que le faisceau réfléchi ait un front d'ondes divergeant.
Un second aspect de l'invention va maintenant être détaillé, en référence aux
figures 5 et 6. Seuls les points par lesquels les transducteurs des figures 5
et 6 diffèrent
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de ceux des figures 2 et 1 respectivement seront détaillés ci-dessous. Les
éléments
identiques ou assurant la même fonction sur les figures 2 et 1 sur les figures
5 et 6 seront
désignés par les mêmes références.
Dans les exemples de réalisation des figures 5 et 6, le transducteur 1
comprend
5 au moins un capteur 41 prévu pour mesurer la forme ou l'intensité des
ondes
ultrasonores. Ce capteur 41 est agencé dans l'un des premier et second
miroirs.
Dans l'exemple de la figure 5, le transducteur comprend deux capteurs 41
identiques, agencés l'un dans le premier miroir 11 et l'autre dans le second
miroir 13.
Le boîtier 5 comporte deux canaux 43, débouchant d'un côté dans la cavité 37
et
10 de l'autre au niveau des première et seconde surfaces réfléchissantes 45
et 47 des
premier et second miroirs. Chaque capteur 41 comporte une tête 49 en un
cristal
piézoélectrique , engagée dans le canal 43. La tête 49 arrive au ras de la
première ou
seconde surface réfléchissante. Le capteur, est plus précisément la tête 49 du
capteur,
est donc de niveau avec la première ou la seconde surface réfléchissante. La
tête 49
présente une surface libre 51 qui s'inscrit dans la continuité de la surface
réfléchissante
45 ou 47.
Chaque capteur 41 comporte encore au moins une ligne électrique (non
représentée) raccordé électriquement à la tête 49. Cette ligne parcourt le
canal 43,
débouche dans la cavité 47 et sort du boîtier par l'orifice 39. Elle est
raccordée par
exemple à un calculateur.
Dans la variante de réalisation de la figure 6, chaque capteur 41 comporte une
couche mince 51 d'un cristal piézoélectrique, recouvrant le premier ou le
second miroir
11, 13. Chaque capteur 41 comporte également une pluralité d'électrodes 53
raccordées
électriquement à différents points de la couche mince 51. Ces électrodes 53
sont
raccordées par des fils électriques à un calculateur. La couche mince 51
recouvre toute la
surface réfléchissante 45, 47 des premier et second miroirs. Il est ainsi
possible de
contrôler la forme du signal ultrasonore émis par différentes zones du miroir.
Une variante de réalisation de l'invention va maintenant être décrite en
référence à
la figure 7. Seuls les points par lesquels cette variante de réalisation
diffère de celle de la
figure 1 seront détaillés ci-dessous.
Dans la variante de réalisation de la figure 1, le transducteur 1 est prévu
pour être
plongé dans un milieu ambiant tel que l'eau. Les première et seconde surfaces
émettrices 7, 9 sont agencées par rapport au boîtier 5 pour que les premier et
second
faisceaux d'ultrasons F1, F2 se propagent depuis les première et seconde
surfaces
émettrices 7, 9 jusqu'aux premier et second miroirs 11, 13 à travers le milieu
ambiant.
CA 02916582 2015-12-22
WO 2014/207215
PCT/EP2014/063729
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Le faisceau réfléchi FR est transmis par le milieu ambiant jusqu'à la pièce
dans
laquelle l'onde ultrasonore est transmise.
Dans la variante de réalisation de la figure 7, le transducteur 1 est adapté
pour
envoyer le faisceau réfléchi FR directement dans la pièce dans laquelle l'onde
ultrasonore est transmise 55, sans transmission à travers le milieu ambiant.
A cette fin, les première et seconde surfaces émettrices 7, 9 sont agencées
par
rapport au boîtier 5 pour que les premier et second faisceaux d'ultrasons F1,
F2 se
propagent depuis les première et seconde surfaces émettrices 7, 9 jusqu'aux
premier et
second miroirs 11, 13 à travers un matériau constituant le boîtier 5.
Les première et seconde surfaces émettrices 7, 9 de l'émetteur 3 sont alors
plaquées contre des surfaces d'entrée d'ondes 57 du boîtier. Dans l'exemple
représenté,
ces surfaces d'entrée 57 délimitent la fente 15 dans laquelle est engagé
l'émetteur 3. Des
surfaces de sortie d'ondes 59 du boîtier 5 sont plaquées contre la pièce dans
laquelle
l'onde ultrasonore est transmise 55. Dans l'exemple représenté, les surfaces
de sortie 59
sont plaquées directement contre la pièce 55. Dans une variante représentée
sur la figure
8, un sabot 61 est interposé entre les surfaces de sortie 59 et la pièce 55.
Le sabot
permet par exemple d'ajuster la direction de propagation du faisceau
ultrasonore dans la
pièce dans laquelle l'onde ultrasonore est transmise.
En variante, le boîtier 5 et le sabot 61 sont venus de matière et constituent
une
même pièce. Les miroirs sont donc un peu plus longs (ils dépassent du point
extrême de
l'émetteur) et incorporent directement l'angle pour faire défléchir le
faisceau ultrasonore
dans la pièce (en dessous de l'angle critique).
Les premier et second miroirs 11, 13, les surfaces d'entrée 57 et les surfaces
de
sortie 59 sont agencés pour que les premier et second faisceaux d'ultrasons
F1, F2
pénétrant dans le boîtier 5 par les surfaces d'entrée 57 soient réfléchis par
les premier et
second miroirs 11, 13 jusqu'aux surfaces de sortie 59. Le faisceau réfléchi FR
se propage
à l'intérieur du boîtier 5, quitte le boîtier 5 par les surfaces de sortie 59,
et pénètre dans la
pièce à dans laquelle l'onde ultrasonore est transmise 55.
