Brevet FR2671928A1 — publié le 19920724

Transducteurs électro-acoustiques directifs. DESCRIPTION La présente invention a pour objet des transducteurs électroacoustiques directifs. Le secteur technique de l'invention est celui de la construction des ' transducteurs piézo-électriques, notamment des hydrophones directifs. destinés à capter des ondes acoustiques sous l'eau. Les hydrophones selon l'invention sont d'un type connu, dans lequel la conversion des ondes acoustiques en signaux électriques est réalisée par des plaquettes piézo-électriques, qui sont collées sur un diaphragme flexible. qui est disposé en travers d'un boîtier rempli d'huile, qui est maintenue à la pression hydrostatique externe. Le brevet U.S. 4.081.786 (M. RICHARD), G.B. 1.546.521 et FR. 75/20.713 SEtat Français) décrivent des transducteurs piézoélectriques utilisés comme hydrophones qui comportent un boîtier cylindrique fermé à l'extrémité avant par un diaphragme métallique flexible, qui porte une plaquette piézo-électrique sur chacune de ses deux faces. Le boîtier comporte un fond rigide qui est séparé de la paroi latérale par une fente périphérique étroite, qui forme une fenêtre acoustique qui est obturée par une membrane en caoutchouc déformable et transparente aux ondes acoustiques. Cette membrane en caoutchouc est serrée entre la paroi cylindrique du boîtier et une bride. La cavité interne au boîtier est remplie d'huile qui est maintenue en équipression avec l'extérieur, grâce à la membrane déformable. L'objectif de la présente invention est de procurer des transducteurs électro-acoustiques de ce type connu, en réduisant le coût de fabrication. Cet objectif est atteint au moyen de transducteurs dans lesquels le boîtier comporte une membrane annulaire déformable. qui est collée contre la face externe du fond rigide et qui obture les fentes étroites qui séparent le fond du boîtier de la paroi latérale de celui-ci. Selon un mode de réalisation préférentiel, la membrane annulaire déformable est en caoutchouc et elle est collée par vulcanisation contre la face externe du fond du boîtier. Avantageusement, le fond du boîtier comporte, sur sa face externe, une gorge circulaire, dans laquelle débouchent les fentes qui séparent ledit fond de la paroi latérale du boîtier et la membrane annulaire déformable est logée dans cette gorge et est collée au fond du boîtier. L'invention a pour résultat de nouveaux transducteurs piézoélectriques, notamment des hydrophones directifs, qui sont moins onéreux à construire que les transducteurs du même type connus à ce jour, qui comportent une membrane déformable, serrée entre le fond et une bride. Notamment, les transducteurs selon l'invention permettent de coller préalablement la bride sur la face externe du fond rigide du boîtier en obturant les fentes de celui-ci, puis de plonger entièrement le boîtier dans un bac rempli d'huile et d'assembler le diaphragme flexible avec le boîtier dans l'huile, ce qui permet d'obtenir ainsi un bon remplissage du boîtier avec de l'huile dégazée, sans emprisonner l'air dans le boîtier. La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent, sans aucun caractère limitatif, des exemples de réalisation de transducteurs selon l'invention. La figure 1 est une coupe axiale d'un premier mode de réalisation d'un hydrophone selon l'invention. La figure 2 est une vue selon II-II de la figure 1. La figure 3 est une coupe axiale d'un deuxième mode de réalisation d'un hydrophone selon l'invention. Les figures 1 et 2 représentent un premier mode de réalisation d'un hydrophone -piézo-électrique selon l'invention. Cet hydrophone comporte un boîtier métallique 1 qui est composé d'un corps creux cylindrique 2 et d'un fond rigide 3 formant une seule pièce, qui délimite une cavité 4 en forme de coupe ouverte vers le haut. L'ouverture de cette cavité est obturée par un diaphragme métallique flexible 5 qui est disposé en travers de la cavité et qui est maintenu par une bride 6. L'étanchéité entre la bride 6 et le corps cylindrique 2 est réalisée par un joint annulaire 7 qui est logé dans une gorge du corps 2. Deux plaquettes piézo-électriques 8a et 8b sont collées respectivement sur chaque face du diaphragme 5. La face externe de ces plaquettes porte un revêtement conducteur qui sert d'électrode. Le diaphragme 5 est conducteur et sert d'électrode commune. Les électrodes sont connectées sur des conducteurs qui font partie d'un câble, dont l'extrémité est engagée dans un manchon 9 et bloquée dans celui-ci par un presse-étoupe. La figure 1 représente un mode de réalisation préférentiel, dans lequel la bride 6, le diaphragme 5 et le manchon 9 forment une seule et même pièce. Afin de protéger la plaquette piézo-électrique externe 8b, celle-ci est enrobée dans une couche de résine polymérisable 10, qui est par exemple de la résine polyuréthanne. Le fond 3 est séparé en partie de la paroi 2 du corps creux par des fentes il en arc de cercle, qui s'étendent sur une partie seulement de la périphérie du fond comme on le voit sur la figure 2. Ces fentes sont séparées par des ponts métalliques 12, qui assurent la continuité entre le fond et la paroi. Avantageusement, comme on le voit sur la figure 1, chaque fente 11 comporte une fente étroite lia surmontée par une fente plus large llb. La cavité 14 est remplie d'huile et celle-ci doit être maintenue en équipression avec l'extérieur. c'est-à-dire à la pression hydrostatique qui règne à la profondeur d'immersion. Pour cela, les fentes 11 sont obturées par une membrane annulaire déformable 13, qui transmet la pression hydrostatique à l'huile qui remplit la cavité 4. La membrane déformable 13 est en un matériau transparent acoustiquement, de sorte qu'elle transmet à l'huile les ondes électroacoustiques arrivant sur la face arrière. La longueur et l'épaisseur de la fente mince lia sont calculées pour que les ondes de pression qui arrivent sur la face arrière du diaphragme soient en opposition de phase avec celles qui arrivent sur la face avant, ce qui permet d'obtenir une très bonne directivité dans la direction de l'axe xxl du boîtier et vers l'avant de celui-ci. Selon un mode de réalisation préférentiel représenté sur la figure 1, la face externe du fond 3 comporte une gorge circulaire, dans laquelle débouchent les fentes lia et la membrane annulaire 13 est logée dans cette gorge et collée au fond 3. Avantageusement, la membrane 13 est en caoutchouc et elle est collée au fond 3 par vulcanisation. La figure 3 représente une coupe axiale d'un autre mode de réalisation d'un hydrophone selon l'invention. Les parties homologues sont représentées par les mêmes références. Le mode de réalisation selon la figure 3 comporte une seule plaquette piézo-électrique 8, qui est collée contre la face interne du diaphragme flexible 5. De ce fait, la couche de résine polymérisable 10 n'est plus nécessaire et la face extérne du diaphragme est placée directement au contact de l'eau, ce qui améliore la sensibilité de 1 'hydrophone. REVENDICATIONS 1. Transducteur électro-acoustique du type comportant un boîtier (1) , ayant une paroi cylindrique (2), un fond rigide (3), qui est séparé de ladite paroi sur une partie de sa périphérie par des fentes étroites (11, lia, llb) et un diaphragme flexible (5) qui est tendu en travers dudit boîtier et qui est fixé par une bride (6), lequel -diaphragme porte au moins une plaquette piézo-électrique (8, 8a, 8b), qui est collée sur une de ses faces et placée entre deux électrodes, et ladite paroi cylindrique (2), ledit fond (3) et ledit diaphragme (5) délimitent une cavité étanche (4) qui est remplie d'huile, caractérisé en ce que ledit boîtier comporte, en outre, une membrane annulaire déformable (13), qui est collée contre la face externe dudit fond rigide et qui obture lesdites fentes étroites. 2. Transducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite membrane annulaire déformable (23) est en caoutchouc et est collée par vulcanisation contre la face externe dudit fond rigide, 3. Transducteur électro-acoustique selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit fond rigide (3) comporte, sur sa face externe, une gorge circulaire, dans laquelle lesdites fentes (11, lia, llb) débouchent et ladite membrane annulaire déformable (13) est logée dans ladite gorge et collée audit fond (3).