Brevet FR2283427A1 — publié le 19760326

La presente invention concerne un pro@édé de mesure de vibrations de faible amplitude de surfaces planes imm@r- gées dans un liquide. Les éléments ayant des surfacas planes immergées dans un liquide. par exemple le métal liquide de refr@idisse- ment du coeur d'un réacteur nucléaire à @eutr@ns rapides, sont souvent soumis à dss vibrations. Comme ces vibrations peuvent provoquer la défaillances par fatigue il est sou- haitable que les fréquences et les amplitudes des vibrations soient connues. En particulier, la connaissance de la fréquence et de l'amplitude des vibrations des plaques imbri- quées utilisées en série dans les canaux de fluide de refroidissement du coeur d'un réacteur à neutrons rapides, sous forme d'impédances ou de dispositifs destinés à supp@i- mer la cavitation, est souhaitable. L'invention concerne un procédé de mesure des vibrations de petite amplitude d'une surface plane immergée dans un liquide et comprenant l'émission de signaus ult@a- sonores dans le liquide vers la surface plane vibrante avec un angle d'incidence ne dépassant pas 10 , la démodulation et le filtrage des signaux réfléchis afin que la fréquence de la surface vibrante soit isolée, et la détermination de l'amplitude des- vibrations d'après l'amplitude à la fré- quence de vibration. Les signaux réfléchis contiennent la somme de la fréquence émise (et des bandes latérales aux fréquences correspondant à la fréquence émise) et de la fréquence de vibration des plaques. La démodulation et le filtrage es signaux réfléchis permettant le retrait de toutes les frequences autres que la fréquence de la plaque vibrante permet la présentation visuelle de l'amplitude à cette derniè- re fréquence et sa relation à l'amplitude des vibrations. Lors de l'utilisation de transducteurs ultra sonores émet- teurs-récepteurs de 25,4 mm fonctionnant à 1@MHz, la limite entre les zones de Fresnel et Fraunhoffer est a 17,5 cm des faces des transducteurs. A cette limite, le signal émis est en général d'amplitude constante transvsrsalement à la face projetée des transdueteurs, et la largeur d@ faisceau est mi nimale. La largeur de 10 dB des transducteurs émetteurs et récepteurs est d'environ 12,7 mm, c'est-à-dire que la distance entre le centre du faisceau et un point auquel la tension est égale au tiers de la tension au centre est égale à 6,35 mm. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels les figures i et 2 représentent chacune un appareil de mesure de vibrations de faible amplitude d'une surface plane immergée dans un liquide, par mise en oeuvre du procédé de l'invention. l1 appareil de la figure 1 comprend un récipient 1 qui contient une plaque vibrante 2 immergée dans de l'eau et des transducteurs émetteur et récepteur 3 et 4 de 25,4 mm, dont les faces sont à 17,5 cm environ de la plaque. Les transducteurs sont destinés à émettre et recevoir des signaux réfléchis avec un angle d'incidence de 50, Le signal émis est créé par un générateur acoustique 5 à une fréquence de 1 MHz, le générateur étant relié au transducteur émetteur 3 et à un démodulateur 6. Le transducteur récepteur est relié au démodulateur 6 par un amplaficateur 7, et le démodulateur 6 est relié à un détecteur 8 de déphasage-par un filtre 9.Un os -cillateur 10 de fréquence 300 Hz environ est relié à un dispositif il de vibration ou vibrateur de la plaque 2 et au détecteur 8, et un oscilloscope 12 est destiné à recevoir les signaux de ltoscillateur 10 et du filtre 9. lors du fonctionnement, les signaux du générateur acoustique 5 sont transmis par le transducteur 3 à la plaque 2 qui est mise en vibration. par le vibrateur il commandé par lXoscillateur 10. Le signal réfléchi (qui contient la fréquence émise et les bandes latérales à des fréquences correspondant à la fréquence émise à laquelle est ajoutée ou retirée la fréquence de vibration de la plaque), provenant de la plaque 2, est reçu par le transducteur 4 puis amplifié, démodulé et filtré afin que toutes les fréquences soient retirées sauf la fréquence de la plaque vibrante. lors de l'étalonnage des circuits électroniques, l'amplitude de vibration est mesurée optiquement avec un télescope, en lumière stroboscopique. On constateque la tension minimale du signal qui peut etre-détecté correspond à une amplitude de vibration de 1,5 micron, et la zone circulaire minimale de la plaque qui peut être examinée a un diamètre d'environ 12,7 mm. Dans une variante représentée sur la figure 2, les vibrations d'une plaque sont induites par l'écoulement d'un fluide. la fréquence de vibration est détectée par un accéléromètre 13 fixé au récipient 1. Un filtre 14 monté entre l'accéléromètre 13 et le détecteur 8 retire le bruit externe du signal créé par l'accéléromètre. Cette variante d'appareil convient aux dispositifs expérimentaux dans lesquels circule xn fluide. Il est bien entendu que 11 invention nra été décrite et représentée quià titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre, qui est défini dans les revendications annexées. REVENDICATION Procédé de mesure d'une vibration de petite amplitude d'une surface plane immergée dans un liquide, caractérisé en ce qu'il comprend l'émission de signaux ultrasonores dans le liquide vers la-surface plane vibrante, l'angle d'incidence ne dépassant pas 100, la démodulation et le filtrage des signaux réfléchis afin que la fréquence de vibration de la surface soit isolée, et la détermination de l'amplitude de la vibration d'après l'amplitude à la fréquence de vibration.