Brevet FR2681752A3 — publié le 19930326

FR 2681752 A3 19930326 FR 9211334 A 19920923 Le présente invention concerne une sonde microphonique dans une cavité de laqueIle se trouve un convertisseur acoustique relié à un tube de sonde et à un ou plusieurs tubes adaptateurs d'impédance présentant une section transversale d'aire commune qui correspond sensiblement à l'aire de la section transversale du tube de sonde. Une sonde microphonique doit pouvoir être utilisée pour la mesure de la pression acoustique en un point qui peut être situé par exemple dans un environnement très chaud. Cependant, un tube de sonde allongé relié à une capsule microphonique produit quelques fréquences de résonance indésirables. On a essayé de résoudre ce problème à l'aide d'un tube de longueur sensiblement infinie qui est relié à un tube de ramification communicant avec une capsule microphonique. On parvient ainsi à réduire les résonances indésirables dans une partie de la plage de fréquences. Cependant, la capsule microphonique et l'accouplement associé constituent une charge indésirable, en particulier aux hautes fréquences. Par la demande de brevet danois n 2624/89 il est connu de diviser le tube adaptateur d'impédance en plusieurs petits tubes présentant une section transversale d'aire commune qui correspond sensiblement à l'aire de la section transversale du tube de sonde. Les petits tubes adaptateurs d'impédance améliorent la réponse en fréquence du fait de leur plus grande atténuation acoustique. On peut obtenir une amélioration supplémentaire lorsque les tubes adaptateurs d'impédance présentent des longueurs différentes de sorte qu'ils compensent en partie entre eux les réflexions déjà réduites. La présente invention a pour but de proposer une sonde microphonique peu encombrante et peu coûteuse grâce à laquelle il soit possible d'obtenir une courbe de réponse en fréquence sensiblement rectiligne à l'aide d'un seul tube adapteur d'impédance. Une sonde microphonique selon l'invention est caractérisée en ce qutun ou plusieurs des tubes adaptateurs d'impédance sont remplis au moins en partie d'un matériau atténuateur. De ce fait, chaque tube adapteur d'impédance est analogue à un tube de longueur infinie exempt de réflexions et un seul tube est nécessaire. Selon l'invention, le matériau atténuateur peut être un matériau sous forme de mousse tel qu'une mousse de matière plastique. En outre, la mousse de matière plastique peut être une mousse à alvéoles ouverts comme par exemple un polyéther à alvéoles ouverts. La mousse de matière plastique peut avoir une densité d'environ 60 pores pour 2,54 cm (1 pouce) et l'on a constaté qu'une densité trop importante provoque des réflexions tandis qu'une densité trop faible n'atténue pas suffisamment les réflexions. Lorsque le tube de sonde doit atténuer le moins possible le son tout en étant flexible et léger, il peut s'agir de manière avantageuse d'un tuyau souple en caoutchouc d'un diamètre interne d'environ 3 mm et d'une longueur d'environ 70 cm. On obtient ainsi une atténuation d'environ 10 dB à 8 kHz. On obtient la réponse en fréquence la plus favorable lorsque le tube adaptateur d'impédance et le tube de sonde sont sensiblement de même longueur. Dans le cas d'un dispositif portable destiné à mesurer les niveaux acoustiques, il est judicieux de choisir une longueur d'environ 70 cm pour permettre le montage du tube de sonde à proximité de l'oreille. Selon la présente invention, il est avantageux que le tube adaptateur d'impédance soit coulé suivant un motif en zigzag de manière à présenter le plus faible encombrement possible. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une sonde microphonique dans une cavité de laqueIle se trouve un convertisseur acoustique relié à un tube de sonde et à un ou plusieurs tubes adaptateurs d'impédance présentant une section transversale d'aire commune qui correspond sensiblement à l'aire de la section transversale du tube de sonde. Le procédé selon I'invention est caractérisé en ce que le tube adaptateur d'impédance est coulé sous forme d'un canal ouvert dans lequel est disposé un matériau atténuateur, après quoi le canal est fermé par un couvercle qui s'applique de manière étanche sur les bords du canal. Ceci facilite l'insertion du matériau atténuateur et constitue un procédé de fabrication particulièrement avantageux. De plus, le couvercle peut être soudé par ultrasons sur les bords du canal pour constituer un ensemble étanche sans que le matériau atténuateur ne soit détérioré. n est possible de prévoir des renflements le long des bords du canal afin de faciliter le soudage par ultrasons. Selon la présente invention, le matériau atténuateur utilisé peut être une mousse de matière plastique, de préférence une mousse à alvéoles ouverts d'une densité d'environ 60 pores pour 2,54 cm (1 pouce). D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels: la figure 1 représente un dispositif de mesure muni d'une sonde microphonique selon l'invention, vu de l'extérieur, la figure 2 représente l'intérieur du boîtier destiné à la sonde microphonique, qui fait apparaître un tube adaptateur d'impédance en forme de zigzag, la figure 3 est une coupe du boîtier suivant la ligne A-A de la figure 2, la figure 4 représente la courbe de réponse en fréquence de la sonde microphonique en l'absence de matériau atténuateur dans le tube adaptateur d'impédance, et la figure 5 représente la courbe de réponse en fréquence de la sonde microphonique lorsque le tube adaptateur d'impédance contient un matériau atténuateur. Le sonde microphonique représentée sur la figure 7 comporte un boîtier 1 dans une cavité duquel se trouve un convertisseur acoustique sous forme d'un microphone. La cavité est reliée à une pièce en T 3 qui relie un tube de sonde 5 et un tube adaptateur d'impédance 7. Le tube de sonde 5 est un tuyau souple en caoutchouc d'une longueur d'environ 70 cm. Le tuyau de caoutchouc 5 a un diamètre interne d'environ 3 mm et une atténuation d'environ 10 dB à 8 kHz. Le tuyau de caoutchouc 5 est fermé par un filtre à poussière (non représenté) qui empêche les particules de poussière de pénétrer dans le tuyau 5. Le filtre est un treillis d'acier inoxydable dont l'ouverture de maille laisse passer les sons tout en arrêtant les particules de poussière. Le tube adaptateur d'impédance 7 présente une section transversale de même aire que le tube de sonde 5 et est coulé sous forme d'un zigzag 8 à l'intérieur du boîtier 1. Du fait que le tube adaptateur d'impédance 7 est coulé sous forme d'un canal ouvert vers le haut qui est ensuite fermé par un couvercle, au lieu d'être constitué par des tubes séparés, il est possible de lui communiquer une configuration sensiblement quelconque telle que, par exemple, une configuration qui présente le plus faible encombrement possible et qui s'adapte à la forme du boîtier. Un matériau atténuateur 9 sous forme d'une mousse, par exemple une mousse de matière plastique, est disposé dans le tube adapteur d'impédance 7. On a constaté qu'une mousse de matière plastique à alvéoles ouverts était particulièrement avantageuse. Ce type de matériau est facile à introduire dans le canal en forme de zigzag 8 avant que celui-ci soit fermé par un couvercle soudé par ultrasons sur les bords du canal. Il est possible de prévoir sur les bords des renflements qui facilitent le soudage par ultrasons et qui fondent avec le couvercle ce qui permet d'obtenir un assemblage étanche et résistant. Il est très important que le couvercle soit appliqué de manière tout à fait étanche pour que les sons ne se propagent pas directement d'une partie du canal 8 dans une autre partie de ce même canal. Le matériau atténuateur 9 absorbe sensiblement tous les sons et équivaut donc à un tube de longueur infinie exempt de réflexions. De préférence, la mousse de matière plastique a une densité d'environ 60 pores pour 2,54 cm. Une densité trop grande provoque des réflexions tandis qu'une densité trop faible n'atténue pas suffisamment les réflexions à l'extrémité du tube adaptateur d'impédance 7. Le microphone 11 (figure 3) qui est relié à la pièce en T 3 doit être de petite taille pour ne pas influer sur la transmission du son dans le tuyau 5. Il doit présenter une courbe de réponse en fréquence sensiblement rectiligne dans la plage de fréquence souhaitée et doit être insensible aux vibrations. Un microphone électrostatique à polarisation permanente remplit ces conditions. il est prévu un préamplificateur, muni d'un filtre, qui est relié au microphone électrostatique 11 pour former un circuit compensateur qui compense l'atténuation du tuyau 5 de sorte que l'ensemble du système présente une réponse en fréquence rectiligne dans la gamme de fréquence voulue. Le filtre peut éventuellement comporter un filtre dit filtre A dont la réponse en fréquence correspond à celle de l'oreille humaine. Le tube adaptateur d'impédance 7 constitue un prolongement du tuyau 5 dont l'aire de la section transversale est identique à celle de ce dernier (bien que l'on passe d'une section transversale circulaire à une section transversale carrée) pour ne pas provoquer de réflexions. La longueur du tube adaptateur d'impédance 7 agit en particulier sur les basses fréquences. On obtient la réponse en fréquence la plus favorable lorsque la longueur du tube adaptateur d'impédance 7 correspond à la longueur du tuyau 5. Du fait que le tube adaptateur d'impédance 7 est moulé sous forme d'un canal ouvert en haut qui est recouvert ensuite par un couvercle au lieu d'être constitué par des tubes séparés, il est possible de communiquer au tube adaptateur d'impédance une configuration sensiblement quelconque, par exemple une configuration en zigzag, qui lui permet de présenter le plus faible encombrement possible. En même temps, il est relativement facile de disposer le matériau atténuateur 9 dans Ie canal ouvert en haut avant d'appliquer le couvercle sur le canal. La sonde microphonique selon l'invention peut éventuellement être utilisée en combinaison avec un dispositif phonométrique portable alimenté par batterie. Ce dispositif peut être porté par des ouvriers dans des environnements très bruyants, par exemple dans les usines, auquel cas le tuyau flexible 5 s'étend par exemple jusqu'à l'oreille de sorte que l'on mesure le bruit à l'endroit exact où il atteint l'oreille. Ce dispositif phonométrique peut être conçu pour fournir différents paramètres du bruit. Ces paramètres sont stockés dans une mémoire puis, la journée de travail étant terminée, traités dans un ordinateur pour donner des résultats statistiques. Le tube adaptateur d'impédance peut éventuellement être divisé en plusieurs petits tubes présentant une aire de section transversale commune qui correspond sensiblement à l'aire de la section transversale du tube de sonde. En outre, il est possible d'utiliser différents matériaux atténuateurs dans les différents tubes et dans les différentes parties de chaque tube. Il est possible aussi d'utiliser des matériaux atténuateurs de densité graduée. REVENDICATIONS 1. Sonde microphonique dans une cavité de laquelle se trouve un convertisseur acoustique (11) relié à un tube de sonde (5) et à un ou plusieurs tubes adapteurs d'impédance (7) présentant une section transversale d'aire commune qui correspond sensiblement à l'aire de la section transversale du tube de sonde, caractérisée en ce qu un ou plusieurs des tubes adaptateurs d'impédance (7) sont remplis au moins en partie d'au moins un matériau atténuateur (9). 2. Sonde microphonique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le matériau atténuateur (9) est un matériau sous forme de mousse tel qu'une mousse de matière plastique. 3. Sonde microphonique selon la revendication 2, caractérisée en ce que la mousse de matière plastique est une mousse à alvéoles ouverts telle qu'un polyéther à alvéoles ouverts. 4. Sonde microphonique selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la mousse de matière plastique a une densité de 60 pores pour 2,54 cm (1 pouce). 5. Sonde microphonique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque tube adaptateur d'impédance (7) est moulé selon un motif en zigzag. 6. Sonde microphonique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tube de sonde (5) est un tuyau souple en caoutchouc d'un diamètre interne de 3 mm et d'une longueur de 70 cm. 7. Sonde microphonique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tube adaptateur d'impédance (7) est sensiblement de même longueur que le tube de sonde (4). 8. Sonde microphonique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un préamplificateur relié au convertisseur (11) est agencé de telle sorte qu'il agit à la manière d'un circuit de compensation qui peut compenser l'atténuation dans le tube de sonde (5).