Brevet FR2611893A1 — publié le 19880909

L'objet de l'invention concerne un dispositif de capteur acoustico-électromagnétique pour les mesures de vitesses et de distances / profondeurs. I1 est destiné à équiper les ensembles loch, sqndeurs pour la navigation, pour les mesures hydrographiques avec capteur flottant ainsi que toutes les applications industrielles nécessitant la mesure de vitesse ou de distance dans un fluide (telle par exemple vitesse d'un fluide dans des égouts ou écluses etc...) Les capteurs électromagnétiques pour la mesure de la vitesse dans un milieu conducteur fluide comportant un élément sensible constitué par un bobinage général, un champ magnétique et des électrodes entre lesquelles apparaît le signal électrique de mesure sont d'utilisation courante .11 en est de même pour les capteurs acoustiques pour la mesure des distances, tels les sondeurs mesurant les temps de déplacement de -l'onde sonore. Les installations de ces deux appareillages nécessitaient deux faces parlantes en contact avec le fluide et ne pouvaient pas grouper ces mesureurs en un ensemble mono-pièce. Le dispositif suivant l'invention supprime ces inconvénients et permet d'assembler dans une unique capacité les éléments actifs d'un capteur électro-acoustique et les éléments actifs d'un capteur électro-magnétique avec un double résultat de sorte que le capteur électro-magnétique mesure les vitesses du fluide en mouvement suivant les coordonnées X et Y, alors qu'en même temps le capteur électro-acoustique mesure la distance suivant Z et, par dérivation, la vitesse, le tout donnant la possibilité de mise en oeuvre simplifiée par exemple avec un seul passage de coque pour les navires. Il est constitué par la combinaison d'un corps cylindrique dans lequel sont introduites successivement les électrodes pour le capteur électromagnétique, une céramique piézo électrique de forme annulaire laissant le passage aux pièces polaires de la bobine d'excitation du capteur électromagnétique, le tout afin de permettre par le logement de la cellule piézo électrique annulaire à l'intérieur du noyau magnétique de rapprocher le plus possible de ce dernier la face parlante du capteur et d'obtenir le maximum du champ magnétique au niveau des électrodes de mesure. Sur le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, d'une des formes de réalisation de l'objet de l'invention, le dispositif est représenté dans son ensemble vu en coupe longitudinale. Le capteur acoustico électromagnétique à surface plane est réalisé par le logement dans le corps d'un capteur acoustique piézo électrique des éléments d'un capteur électromagnétique, afin que cette incorporation donne la possibilité de n'avoir qu'une seule capacité bi-fonctionnelle. Sur la face parlante 1 du capteur acoustique sont positionnées deux électrodes de mesure repères 2 et 4 et une troisième électrode 3 destinée à relier la masse du fluide aux circuits électroniques lorsque le corps capteur est en matière isolante. A l'arrière de ces électrodes est disposée une cellule piézo électrique 5 de forme annulaire.Cette cellule piézo électrique est isolée électriquement par rapport aux électrodes 2, 3, 4 et au noyau magnétique 7 de la bobine 8 d'excitation du capteur électromagnétique. La transmission des vibrations de la cellule piézo électrique à la face parlante se fait à travers une résine thermo durcissable 6 présentant un indice de célérité convenable. Les espaces vides restant dans le cylindre sont utilisés pour loger la bobine d'excitation 8 du capteur électromagnétique d'abord, et ensuite le noyau magnétique 7. Dans un capteur électromagnétique de vitesse à surface plane, la bobine d'excitation et son noyau magnétique sont placés le plus près possible de la face parlante de façon que les électrodes de mesure soient dans une zone où le champ magnétique produit par la bobine d'excitation est important. Ces particularités sont utilisées afin d'obtenir avec l'incorporation des deux éléments un maximum utiles de performances et sont rendues possible par le positionnement de la cellule piézo électrique annulaire à l'intérieur du noyau magnétique ce qui permet d'obtenir le maximum du champ magnétique au niveau des électrodes de mesure. Toutefois les matières utilisées pour la confection des éléments pourront varier dans la limite des équivalents sans changer pour cela, la conception générale de l'invention qui vient d ' être décrite. REVENDICATIONS 1 Dispositif de capteur acoustico-électromagnétique pour mesures de vitesses et de distances et/ou profondeurs ayant pour objet d'incorporer dans une unique capacité les éléments actifs d'un capteur électro-acoustique et les éléments actifs d'un capteur électromagnétique pour mesurer concomitamment les vitesses du fluide en mouvement et les distances avec un maximum de précision et d'instantanéité par application d'une cellule piézo électrique de forme annulaire logée à l'intérieur du noyau magnétique afin de rapprocher le plus possible ce dernier de la face parlante du capteur et d'obtenir le maximum du champ magnétique au niveau des électrodes de mesure, se caractérisant par la combinaison et le positionnement, d'abord sur la face parlante (1) du capteur acoustique, des électrodes (2, 4) de mesure et (3) de repère, ensuite d 'une cellule piézo électrique annulaire (5) isolée électroniquement par rapport aux électrodes et au noyau (7) de la bobine d'excitation (8) du capteur électromagnétique alors que la transmission des vibrations de la cellule piézo électrique circulaire (5) à la face parlante (1) se fait à travers une résine thermo durcissable 6) à indice de célérité convenable. 20 Dispositif suivant la revendication 1 se caractérisant par le fait que la céramique piézo électrique de forme annulaire laisse le passage aux pièces polaires de la bobine (8) d'excitation du capteur électromagnétique. 30 Dispositif suivant la revendication 1 se caractérisant par le fait que le positionnement de la cellule piézo électrique (5) de forme annulaire à l'intérieur du noyau magnétique (7) permet de le rapprocher le plus possible de la face parlante (1) des capteurs afin d'obtenir le maximum du champ magnétique au niveau des électrodes de mesure (2, 4).