Brevet FR2499347A1 — publié le 19820806

Ln présente invention se rapporte à un transducteur d'ul- trasons Sous forme d'un condensateur électrique, composé d'une contre-électrode et d'une feuille de matière plastique métalli- sec sur une seule face qui y est posée et maintenue par un an- neau de serrage. Les transducteurs d'ultrasons de ce genre sont connus et sont très souvent employés pour mesurer les temps de transit pour les examens des champs de circulation dans les souffleries. Ils présentent un boîtier relativement grand et exigent des supports importants et de. dispositifs d'alimentation en cou- rant spéciaux. L'étendue spatiale considérable d'un tel trans- ducteur d'ultrasons et des accessoires qui y sont associés conduit souvent à des perturbations dans la soufflerie, qui rendent les résultats des mesures inutilisables. En outre, il faut effectuer, pour mesurer un champ de circulation, plusieurs mesures successives entre lesquelles le transducteur d'ultra- sons doit être déplacé. De cette manière, on peut examiner seu- lement les écoulements stationnaires ou des phénomènes non sta- tionnaires o la mesure peut être déclenchée dans chaque cas au moment voulu, grâce à la connaissance du déroulement dans le temps du processus d'écoulement (par exemple dans le cas spécial de la périodicité). Et il faut se résigner à accepter de longs temps de mesure. Les possibilités d'application d'un transducteur d'ultrasons de ce type sont donc strictement limi- tés à des cas spéciaux. La présente invention a pour objet de supprimer les in- convénients cités ci-dessus et de réaliser un transducteur d'ultrasons dont l'encombrement est si faible que, tout au plus, dans la soufflerie des perturbations négligeables ont lieu oc- casionnellement, qui n'exige pas en outre des supports et des dispositifs d'alimentation en courant encombrantset qui est réalisé de telle façon que plusieurs transducteurs d'ultrasons peuvent être employés simultanément, c8te-à-c8te, sans se gêner mutuellement et en permettant de prendre des mesures simultanées dans un champ de circulation. Suivant la présente invention, le but visé ci-dessus est atteint du fait que la contre-électrode et l'anneau de serrage qui maintient la feuille do matière plasctique sort tlectrique- ment isolés l'un de l'autre, que ces deux êlémenrs sont fixes sur une plaque conductrice et qu'ils sont, dans chaque cas, connectés électriquement à un secteur d'une voie conductrice prévu sur cette plaque. Une telle réalisation du transducteur d'ultrasons permet de choisir les dimensions les plus réduites, et en même temps, on peut renoncer à un bottier spécial, étant donné que celui-ci est formé par l'anneau de serrage et la plaque conductrice. La plaque conductrice fait dans le même temps fonction de support et de dispositif d'alimentation en courant. Des supports et des câblages compliqués ne sont donc plus nécessaires à cet effet. En outre, on peut se passer de corps isolants spéciaux pour séparer la contre-électrode du bottier. Les grandeurs perturbatrices, telles que la capacité du bottier, sont réduites à un minimum par les dimensions et la disposition particulière des différents organes. La contre-électrode peut être réalisée sous forme d'un disque et reposer à plat sur la plaque conductrice, ce qui per- met de réduire encore davantage les dimensions du transducteur d'ultrasons. Par ailleurs, la contre-électrode peut être faite de matière plastique et présenter, au moins à sa surface, des zones électriquement conductrices. Elle peut donc être fabriquée avec des tolérances étroites en des dimensions très petites et à un prix de revient intéressant, les zones à conductibilité électri- que étant, par exemple, produites de manière simple par une métallisation sous vide. De plus, la contre-électrode peut être réglable à l'aide de vis placées dans la plaque conductrice, de sorte que la feuille de matière plastique peut être précontrain- te ou, si besoin en est,retendue. L'anneau de serrage peut être amoviblement relié à la plaque conductrice, de sorte que la feuille de matiire plasti- que soit échangeable. La feuille eat do:c facile. rempl-cer en cas d'endommagement. La plaque conductrice peut être composé-e de plusieurs couches et les secteurs de voie conductrice peuvent être dis- posés à des niveaux variables sur et à l'intérieur de la pla- que conductrice, ce qui permet une construction particulière- ment peu encombrante. Elle peut être flexible et souple, de sorte qu'elle se laisse aussi appliquer sans difficulté sur des surfaces courbes. On peut disposer sur la plaque conductrice plusieurs transducteurs, chacun avec son propre secteur de voie conduc- trice pour l'alimentation en courant. De cette manière, il est très facile de construire des rangées entières ou des champs de transducteurs d'ultrasons, sans que cela nécessite des supports supplémentaires. Avec un dispositif de ce genre, on peut effec- tuer des mesures simultanées dans un champ de circulation, qui permettent aussi de saisir des phénomènes non stationnaires qui se déroulent rapidement. Et les transducteurs d'ultrasons sont avantageusement connectés en groupés sur la plaque conductrice. Un câblage compliqué et coateux est inutile. De façon appropriée, les secteurs des voies conductrices des transducteurs d'ultra- sons voisins ne sont pas disposés c8te-à-c8te, de sorte que les influences et perturbations réciproques sont exclues. Ci-dessous, un exemple d'exécution de l'invention sera décrit plus en détail, en référence au dessin annexé. Dans ce dessin, la figure 1 est une vue de dessus de quatre transducteurs d'ultrasons disposés c8te-à- côte sur une plaque conductrice; la figure 2 en est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 est une vue de dessus de la plaque conductrice con- forme à la figure 1; la figure 4 est une vue de dessous de la plaque conductrice; et la figure 5 est une vue de dessus montrant une disposition différente des transducteurs d'ultrasons. Dans cet exemple, le transducteur d'ultrasons 1 comporte une contreélectrode 2 fixée sur une plaque conductrice 6, par exemple par collage. La surface de la contre-électrode 2 peut être réalisée de façon usuelle; par exemple des rainures cir- culaires peuvent y être prévues. Un tenon 4 sur la surface inférieure de la contre-électrode 2 passe par un alésage dans la plaque conductrice 6. Sur la contre-électrode. 2, repose une feuille de matière plastique 5, métallisée sur une seule face et maintenue par un anneau de serrage 3 qui entoure la contre- électrode 2 et qui est fixé par des vis 11 sur la plaque conduc- trice 6. La plaque conductrice 6 porte sur ses deux faces une cou- che à conductibilité électrique. De manière connue, différents secteurs de voie conductrice indépendants les uns des autres y sont formés par attaque chimique. Et sur la surface supérieure de la plaque, les secteurs conducteurs 9 et 10,isolés électri- quement l'un de l'autre, sont prévus et la contre-électrode repose chaque fois sur le secteur 10. Sur le secteur 9, par contre, repose l'anneau-de serrage 3 avec la feuille de matière plastique 5, métallisée d'un seul côté. Sur la face inférieure de la plaque conductrice 6, les secteurs de voie conductrice 7 et 8 sont prévus et la contre-électrode 2 est en liaison avec le secteur 7, par l'intermédiaire du tenon 4. Utilement, on établit la connexion par un point de soudure. Le secteur 8 est, par l'intermédiaire des vis 11, connecté avec l'anneau de ser- rage 3, la feuille de matière plastique 5 et le secteur de voie conductrice 9. Les secteurs de voie conductrice 7 et 8, sur la surfaceinférieure de la plaque conductrice 6, font fonction de lignes de branchement pour le transducteur d'ultrasons 1. Le restant de la surface de la plaque conductrice 6 est enduit de la couche constituant le secteur 9 de la voie conductrice. La surface entière du dispositif, c'est-à-dire de la plaque con- ductrice et du transducteur d'ultrasons 1 est donc électrique- ment conductrice, de sorte que les perturbations par suite de charges statiques produites par exemple par frottement sont exclues. Les dimensions d'un transducteur d'ultrasons de ce type peuvent être maintenues très petites. Il peut, plus particu- lièrement, être réalisé dans une forme très plate et il est très facile d'atteindre une épaisseur totale (épaisseur du transducteur d'ultrasons 1 plus épaisseur de la plaque conductrice 6) inférieure à 3 mm. Les caractéristiques élec- triques, en ce qui concerne la réponse en fréquence et les effets transitoires, correspondent au moins aux valeurs pour les dispositifs traditionnels. On peut disposer de manière très simple sur une seule pla- que conductrice 6 plusieurs transducteurs d'ultrasons 1. Et ils peuvent être alignés en une rangée, cas dans lequel les anneaux de serrage 3 sont utilement rectangulaires, comme cela est représenté à titre d'exemple à la figure 1. Si on doit couvrir une surface plus grande, on peut aussi employer des anneaux de serrage hexagonaux, tels qu'ils sont représentés à la figure 5, ce qui permet une disposition particulièrement serrée. La plaque conductrice est utilement réalisée stratifiée, donc composée de plusieurs couches, de sorte qu'on puisse y prévoir un grand nombre de secteurs de voie conductrice avec un faible encombrement. Les transducteurs d'ultrasons 1 peuvent être connectés en groupes sur la plaque conductrice 6 de telle façon que, par exemple, les anneaux de serrage 3 et donc les feuilles de matière plastique 5 sont connectés entre eux par les secteurs de voie conductrice 9 sur la surface supérieure de la plaque conductrice 6. Les secteurs 7 de voie conductrice pour la connexion des contre-électrodes 2 sont disposés de telle façon que les conduites d'alimentation de deux transduc- teurs voisins ne s'étendent pas c8te-à-côte. De cette manière, on évite les interférences. Des supports ou des dispositifs d'alimentation en courant spéciaux ne sont pas nécessaires pour les transducteurs d'ultra- sons 1, vu que les deux fonctions incombent à la plaque con- ductrice 6. Cette dernière est d'ailleurs aussi très facile à appliquer sur les surfaces, par exemple à l'aide de bandes adhésives. Et lorsqu'on emploie des plaques flexibles et souples, les surfaces peuvent aussi être courbes, si bien que les trans- ducteurs d'ultrasons peuvent aussi être appliqués, par exemple, sur les surfaces cylindriques à l'intérieur d'un moteur à réac- tion. D'autres formes de réalisation peuvent également être envisagées et plus particulièrement le nombre des transducteurs d'ultrasons 1 sur la plaque conductrice 6 peut être varié. Des modifications peuvent aussi être apportées à la forme des an- neaux de serrage 3 et de la contre-électrode 2. REVENDICATIONS 1- Transducteur d'ultrasons sous forme d'un condensateur élec- trique, composé d'une contre-électrode (2) et d'une feuille de matière plastique (5) métallisée sur une seule face qui y est posée et maintenue par un anneau de serrage (3), la contre-électrode (2) et la feuille de matière plastique (5) étant disposées de manière à être isolées électriquement l'une de l'autre, caractérisé en ce que la contreélectrode (2) et l'anneau de serrage (3) qui maintient la feuille de matière plastique (5) électriquement isolée de la contre- électrode (2), sont fixés sur une plaque conductrice (6) et sont chacun en connexion électrique avec l'un des secteurs de voie conductrice (7,8 ou 7, 10, 8, 9) prévus sur cette plaque. 2- Transducteur d'ultrasons selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la contre-électrode (2) est réalisée sous forme de disque et repose à plat sur la plaque conductrice (6). 3- Transducteur d'ultrasons selon la revendication 1 ou 2, carac- térisé en ce que la contre-électrode (2) est faite de matière plastique et présente, au moins à sa surface, des zones à conductibilité électrique. 4- Transducteur d'ultrasons selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que la contre-électrode (2) est réglable à l'aide de vis placées dans la plaque con- ductrice (6). - Transducteur d'ultrasons selon l'unequelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que l'anneau de ser- rage (3) est amoviblement relié à la plaque conductrice (6), de sorte que la feuille de matière plastique est échangeable. 6- Transducteur d'ultrasons.selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que la plaque conduc- trice (6) est composé de plusieurs couches et que les sec- teurs de voie conductrice (7 - 10) sont disposés à des niveaux variables sur et à l'intérieur de la plaque conduc- trice (6). Z499347 7- Transducteur d'ultrasons selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que la plaque con- ductrice (6) est flexible et souple. 8- Transducteur d'ultrasons selon l'une. quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que, sur la plaque conductrice (6), plusieurs transducteurs d'ultrasons (1) sont disposés, chacun avec son propre secteur de voie con- ductrice (7, 8, 9, 10) pour l'alimentation en courant. 9- Transducteur d'ultrasons selon la revendication 8, caracté- risé en ce que les transducteurs d'ultrasons (1) sont con- nectés en groupes sur la plaque conductrice (6). - Transducteur d'ultrasons selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que les secteurs de voie conductrice (7) de deux transducteurs d'ultrasons (1) voisins ne s'étendent pas c8te-à-c8te.