Brevet FR2952185A1 — publié le 20110506

i PROCEDE ET APPAREIL DE CARACTERISATION D'UN ECOULEMENT L'invention porte sur un procédé et un appareil pour la caractérisation d'un écoulement, et plus particulièrement d'un écoulement d'un milieu fluide, homogène ou hétérogène, dont les propriétés acoustiques sont imparfaitement inconnues. La caractérisation d'un tel écoulement comporte essentiellement la détermination de sa vitesse, et de préférence aussi de la célérité des ultrasons dans le milieu fluide (« célérité acoustique »), propriété qui est liée notamment à sa composition. La vélocimétrie ultrasonore est une famille de techniques permettant la détermination de la vitesse d'un écoulement. La quasi-totalité des vélocimètres ultrasonores utilisent soit la méthode Doppler, soit la méthode de « mesure par différence de temps de transit ». La méthode Doppler n'est utilisable qu'en présence de diffuseurs dans le milieu (comme par exemple les globules rouges dans le sang). La méthode de « mesure par différence de temps de transit » s'est largement imposée dans les autres cas puisqu'elle permet un calcul simple de la vitesse à partir de la mesure, comme montré par exemple dans le document FR 2.781.048. Toutefois, cette méthode nécessite des transducteurs et des électroniques à large bande, ce qui n'est pas favorable du point de vue du rapport signal sur bruit. Une solution possible, permettant d'améliorer le rapport signal sur bruit, consiste à travailler en bande étroite et à mesurer les vitesses d'écoulements par mesure des déphasages subis par une impulsion ultrasonore qui se propage dans un milieu en mouvement. Une telle méthode est décrite par le document FR 2.370.961. Des techniques plus récentes de vélocimétrie ultrasonore à bande étroite exploitent un effet connu sous le nom de « conjugaison de phase » (ou « conjugaison de phase acoustique », pour le distinguer de son équivalent optique). La conjugaison de phase est la transformation d'un champ d'ondes par laquelle la direction de propagation des ondes devient inverse tout en conservant la distribution spatiale initiale des phases et des amplitudes. Une telle transformation est possible, car les équations du champ acoustique dans un milieu non dissipatif et stationnaire sont invariantes par inversion temporelle. On considère une onde acoustique qui se propage d'un transducteur vers un « conjugateur de phase » à travers un milieu stationnaire. Cette onde subit un déphasage dépendant du trajet suivi, ainsi qu'une déformation de son front d'onde si le milieu n'est pas homogène. Après être pénétrée dans le conjugateur de phase, l'onde subit un « renversement par rapport au temps » et se propage à rebours, en parcourant exactement le même trajet qu'à l'aller, mais dans la direction opposée. Ce faisant, elle subit un déphasage (et une déformation éventuelle de son front d'onde) opposé à celui subi dans le trajet « aller ». Lorsque l'onde conjuguée en phase atteint à nouveau le transducteur, le déphasage et la déformation du front d'onde accumulés à l'« aller », en particulier lorsque le milieu est complexe et inhomogène, ont été compensés lors du « retour ». Lorsque le milieu de propagation n'est plus stationnaire, car il est le siège d'un écoulement, l'invariance des équations de propagation relativement à l'inversion temporelle est brisée. L'onde acoustique qui traverse un tel milieu subit donc un déphasage qui dépend de la vitesse d'écoulement du milieu, et qui n'est pas compensé par la conjugaison de phase. La mesure de la phase de l'onde incidente sur le transducteur après conjugaison de phase contient donc l'information relative à ladite vitesse d'écoulement. Par rapport aux techniques de vélocimétrie ultrasonore classique, cette méthode basée sur la conjugaison de phase acoustique présente l'avantage d'être insensible à toutes les sources de déphasage stationnaires. L'application de la conjugaison de phase acoustique à la vélocimétrie ultrasonore, dans les conditions où la célérité des ondes acoustiques dans le milieu est connue est décrite notamment par les documents suivants : - Nikolay Smagin, « Caractérisation des écoulements liquides par méthode de conjugaison de phase paramétrique des ondes ultrasonores », Thèse de doctorat, Ecole Centrale de Lille û Institut de Radiotechnique, d'électronique et d'automatique de Moscou, 20 novembre 2008 ; - Yu. V. Pyl'nov et al. « Detection of Moving Objects and Flows in Liquids by Uttrasonic Phase Conjugation », Acoustical Physics, Vol. 5 51, N°1, pages 105 ù 109 (2005) ; - V. Preobrazhensky et al. « Nonlinear Acoustic Imaging of Isoechogenic Objects and Flows Using Ultrasound Wave Phase Conjugation », Acta Acoustica united with Acoustica, Vol. 95 (2009) ; - V. Preobrazhensky et al. « New applications of magneto- 10 acoustic phase conjugation », 19e Congrès Français de Mécanique, Marseille 24 ù 28 août 2009. La théorie de la conjugaison de phase acoustique et les techniques permettant sa mise en oeuvre sont décrites par : A. P. Brysev, L. M. Krutyanskioe, and V. L. 15 Preobrazhenskioe, « Wave phase conjugation of ultrasonic beams », Usp. Fiz. Nauk 168, 877 (1998) [Phys. Usp. 41, 793 (1998)] ; et Qi Zhang, « Théorie et simulation de la conjugaison de phase magnéto-acoustique » Thèse de doctorat, Université des Sciences et Technologies de Lille, 19 juin 2008 ; voir en particulier les chapitres 1 et 2. 20 Tant les techniques classiques de détermination de la vitesse d'un écoulement par mesure du déphasage acoustique que celles exploitant la conjugaison de phase acoustique présupposent que la célérité acoustique (c'est à dire la célérité de propagation des ultrasons) du milieu soit connue précisément. Or, tel n'est pas le cas, notamment lorsque la composition du 25 milieu est inconnue, ou imparfaitement connue. Une mesure séparée de la célérité acoustique n'est pas toujours possible, parce qu'elle serait perturbée par l'écoulement, dont la vitesse n'est justement pas connue. La présente invention vise à permettre la caractérisation d'écoulements de ce type, qui ne peuvent pas être étudiés facilement à l'aide 30 des techniques connues de l'art antérieur. Une telle situation est rencontrée fréquemment dans l'industrie. Par « caractérisation » on entend ici principalement la mesure de la vélocité de l'écoulement, et optionnellement la détermination simultanée de la célérité acoustique. Cette grandeur peut présenter un intérêt par elle-même, ou en ce qu'elle fournit une information sur la composition du milieu, sa température, son état physique, etc. Conformément à l'invention, ce problème est résolu par un procédé de caractérisation d'un écoulement d'un milieu fluide de célérité acoustique inconnue, comportant : - une première mesure de déphasage d'une impulsion acoustique ayant traversé ledit écoulement suivant un premier trajet, comportant éventuellement des réflexions multiples, puis suivant un trajet inverse après conjugaison de phase acoustique ; - une deuxième mesure de déphasage d'une impulsion acoustique ayant traversé au moins une fois ledit écoulement, sans 15 conjugaison de phase acoustique ; et - la détermination, à partir des deux dites mesures de déphasage, au moins de la vitesse dudit écoulement. Un tel procédé exploite le fait qu'une onde acoustique conjuguée en phase se propageant à travers un milieu en écoulement subit 20 un déphasage qui dépend de la vitesse d'écoulement et de la célérité acoustique du milieu selon une loi différente de celle qui s'applique à une onde non conjuguée en phase. L'utilisation de deux mesures de phase acoustique permet donc de séparer les deux inconnues du problème la vitesse d'écoulement et la célérité acoustique. 25 Parfois, seule la vitesse d'écoulement présente un intérêt. Cependant, le procédé permet également de déterminer la célérité acoustique du milieu. Dans un mode de réalisation particulièrement intéressant de l'invention, le milieu en écoulement peut être un mélange fluide, homogène ou 30 hétérogène, comportant un composant dont la concentration est inconnue. Dans ce cas, la célérité acoustique dépend directement de cette concentration, et le procédé peut comporter également la détermination, à partir des deux dites mesures de déphasage, de la célérité acoustique du milieu. La deuxième mesure de déphasage peut être effectuée sur une impulsion ayant traversé ledit écoulement une première fois suivant un premier trajet, et une deuxième fois suivant un deuxième trajet inverse après réflexion spéculaire. Dans ce cas, il est très avantageux que le procédé comporte la transmission d'une impulsion ultrasonore à travers ledit écoulement et vers un conjugateur acoustique de phase, ladite première mesure étant effectuée sur une composante de ladite impulsion conjuguée en phase par le conjugateur et ladite deuxième mesure étant effectuée sur une composante de ladite impulsion réfléchie par une surface dudit conjugateur. Ainsi, la mise en oeuvre du procédé ne requiert qu'un transducteur et un conjugateur de phase : elle n'est guère plus complexe (sauf en ce qui concerne le traitement des données) qu'une mesure de vélocimétrie par conjugaison de phase acoustique connue de l'art antérieur. Avantageusement, la conjugaison de phase acoustique peut être réalisée selon la méthode magnéto-acoustique, mais toute autre technique peut également être utilisée. A titre d'exemple, on peut citer le retournement temporel mis en oeuvre par des moyens purement électroniques. Avantageusement, ladite ou chaque impulsion acoustique est une impulsion ultrasonore (fréquence au moins égale à 20 kHz, de préférence au moins égale à 1MHz). Un autre objet de l'invention est un appareil de caractérisation 25 d'un écoulement d'un mélange fluide, homogène ou hétérogène, comprenant un composant dont la concentration est inconnue, comportant : - un transducteur ultrasonore fonctionnant en émission et en réception ; - un conjugateur de phase acoustique couplé 30 acoustiquement audit transducteur par l'intermédiaire d'un espace permettant l'écoulement dudit mélange fluide étant ménagé entre ces deux éléments ; - un moyen de mesure de la phase de deux impulsions détectées par ledit transducteur avec un décalage temporel ; et - un moyen de calcul pour calculer au moins la vitesse dudit écoulement à partir des phases ainsi mesurées. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemple et qui représentent, respectivement : - La figure 1, un schéma d'un appareil de mesure simultanée de la vitesse d'écoulement et de la célérité acoustique d'un milieu selon un mode de réalisation de l'invention ; - La figure 2, un autre schéma du même appareil, mettant en évidence la structure du conjugateur acoustique de phase ; - La figure 3, une installation expérimentale permettant la mesure simultanée de la vitesse d'écoulement et de la concentration relative 15 d'une suspension ; - Les figures 4 et 5, des graphiques illustrant les résultats d'une mesure effectuée à l'aide de l'installation de la figure 3. L'appareil de la figure 1 comporte : - un conduit principal 1, de diamètre D, dans lequel 20 s'écoule un milieu fluide M ; ce milieu peut être liquide ou gazeux, homogène ou hétérogène (émulsion d'un liquide dans un liquide, suspension d'un solide dans un liquide, aérosol d'un liquide ou solide dans un gaz, liquide contenant des bulles de gaz...) ; - un conduit secondaire de mesure 2, rectiligne et formant 25 un angle a par rapport au conduit principal ; ce conduit peut contenir le même milieu fluide M que le conduit principal 1, mais au repos ; il peut également contenir un milieu différent, aux propriétés acoustiques connues (et de préférence proches de celle de M pour réaliser un bon couplage acoustique), auquel cas la paroi du conduit 1 peut ne pas être interrompue ; 30 - un transducteur acoustique 3 disposé à une première extrémité du conduit secondaire de mesure ; et - un conjugateur acoustique de phase 4 disposé à une deuxième extrémité du conduit secondaire de mesure, faisant face au transducteur acoustique 3. Sur la figure, L représente la distance entre une surface émettrice/réceptrice 30 du transducteur et une surface avant 40 du conjugateur acoustique de phase ; d=D/sina est la longueur du parcours des ultrasons émis par le transducteur jusqu'au conjugateur à l'intérieur du conduit principal, et donc de l'écoulement à caractériser. Il faut noter que le conjugateur 4 ne doit pas nécessairement être disposé directement en regard du transducteur 3 : les deux éléments peuvent être reliés entre eux par un chemin acoustique comportant une ou plusieurs réflexions. La figure 2 montre, de manière schématique, la structure du conjugateur 4, ainsi que l'ensemble 5 d'appareillages électroniques couplés audit conjugateur et au transducteur 3. Le conjugateur 4 est du type magnéto-acoustique. Il s'agit d'un matériau actif 41 en ferrite de nickel (NiO-Fe2O3), de forme cylindrique avec un diamètre de 28 mm et une longueur de 150 mm. Cet élément est soumis à un champ magnétique statique orienté le long de l'axe et de valeur H , 400 CE = 31831 A-m-1, valeur optimale du point de fonctionnement pour le conjugateur utilisé. Ce champ statique est délivré par une première bobine 42 entourant le conjugateur, alimentée par un générateur de courant continu 51. Un générateur 52 (voie A) émet un signal impulsionnel de fréquence f = 10 MHz et de durée i1 = 20 ps. Ce signal est transformé en une impulsion ultrasonore par le transducteur 3. L'onde ultrasonore traverse le milieu liquide M contenant l'écoulement à caractériser. Une partie de cette impulsion est réfléchie sur la face avant 40 du conjugateur 4 en raison de la rupture d'impédance acoustique entre le milieu M et le matériau actif (ferrite de nickel). Ce signal, dit « réfléchi », retraverse l'écoulement en sens inverse. La partie non réfléchie de l'impulsion ultrasonore incidente pénètre dans le conjugateur. A ce moment, le générateur 52 (voie B) émet un signal dit « de pompage », de fréquence 2f = 20 MHz et de durée T2 = 70 ps. Pour augmenter l'intensité du pompage et atteindre le mode supercritique d'amplification on utilise un amplificateur de puissance. L'interaction de l'onde électromagnétique avec l'onde ultrasonore via la modulation des paramètres élastiques du matériau actif résulte en la création de l'onde conjuguée en phase, qui retourne au transducteur 3 en compensant les déphasages encourus lors du parcours aller (principe du retournement temporel), exceptés les déphasages liés à l'écoulement (comme expliqué plus haut, l'écoulement entraine la rupture de la loi de conservation par retournement temporel). Le signal de l'onde conjuguée arrive sur le transducteur 3 avec un décalage temporel suffisant pour être découplé du signal réfléchi. Les phases des deux signaux réfléchis et conjugués sont mesurées par analyse des spectres des impulsions reçues, au moyen d'un oscilloscope ou un ordinateur 53 auquel le transducteur 3 est relié. On sait des lois de l'acoustique que le déphasage acquis par l'onde réfléchie à cause de l'écoulement vaut : O(Pr = 2kd [1] où: - c est la célérité ù inconnue ù du milieu ; - k est le vecteur d'onde du signal ultrasonore dans le milieu M ; il vaut k=w/c, co étant la fréquence angulaire du signal (10'it rad/sec) - vZ est la projection de la vitesse d'écoulement du milieu M le long de l'axe z, direction de propagation des ultrasons. A pr n'est pas obtenu directement de la mesure de la phase de l'impulsion réfléchie, car la phase mesurée inclut des contributions liées à la propagation dans le conduit secondaire de mesure, en dehors de l'écoulement à caractériser. A pr se déduit donc du déphasage total par soustraction d'un déphasage de buffer. Ce dernier est constant si le conduit secondaire est isolé du canal où a lieu l'écoulement par une membrane fine acoustiquement transparente, et si ce conduit secondaire est rempli d'un milieu dans laquelle la célérité des ondes est connue et constante. Le déphasage acquis par l'onde conjuguée vaut : [2] et ne dépend que des caractéristiques de l'écoulement : d (connu), vZ (inconnu), c (inconnu), ainsi que de la fréquence angulaire w. En faisant le rapport entre les équations [1] et [2] on obtient : yz _ D~Pc c Acpr [3] ce qui, substitué dans [1] donne : 2wd 1 ~ Pr= La célérité acoustique dans le milieu M vaut donc : c= 2wd 1 [5] 1ù O~c \2 Air \,D Pr En substituant dans [3] on trouve que la vitesse d'écoulement 15 (ou plutôt sa projection le long de l'axe z) vaut : 2cwd A Pc v z= [6]. 1ù /A(Pc \2 AcPr2 APr) La vitesse d'écoulement v vaut : v=vz/cosa. L'appareil de mesure des figures 1 et 2 est particulièrement avantageux car les mêmes composants (transducteur 3, conjugateur 4) sont 20 utilisés pour réaliser les deux mesures. Mais il serait possible d'utiliser un transducteur et un réflecteur dédiés uniquement à la mesure de phase de /A(Pc\2C A(Pr / [4] lo l'onde réfléchie. Il serait aussi possible de remplacer ce réflecteur par un deuxième transducteur pour mesurer la phase d'une impulsion ultrasonore après un simple passage à travers l'écoulement, sans réflexion ni conjugaison de phase. Un cas particulier est constitué par la caractérisation de l'écoulement d'un milieu constitué par un mélange homogène ou hétérogène, comportant une composante dont la concentration est inconnue. On considère en particulier un mélange à deux composantes. Ces composantes peuvent être à leur tour des mélanges dont la composition ou, en tout cas, la célérité acoustique est connue ; la seule inconnue (mise à part la vitesse d'écoulement) est le rapport entre leurs concentrations. Soient co et ci les célérités acoustiques (connues) d'une première et une deuxième composante du mélange, et c la célérité acoustique (inconnue) du mélange. On définit la concentration ù inconnue ù de la deuxième composante par une quantité n telle que c = co + n(c, ùco). On vérifie aisément que lorsque n=1, c=c1 (le « mélange » ne contient que la deuxième composante) et lorsque n=0, c=co (le « mélange » ne contient que la première composante). II est possible de démontrer que, dans ces conditions, la 20 vitesse d'écoulement et la concentration n sont données, respectivement, par vz = co 2kodAcpc 4cpr2 4tpc2 [7] et 2k0d -1 (Am \2 \ A r) [8] co n= 4c A(P r w où ko =ùc0 li Lorsque la concentration n est faible, on a nù = n c ù co «1 co co Si de plus la vitesse d'écoulement est faible relativement à la célérité des ondes ultrasonores, on a également : v « 1. Dans ces conditions co particulières, on peut démontrer que les équations [7] et [8] se simplifient de 5 la manière suivante : [9] En effet, dans ces conditions, les équations de départ ([1] et [2]) peuvent s'écrire : i A(PR -2kod 1ùnc+ vZ co ,co 4cp~ = 2kod 1ù 2n -- co co On observe, à partir de ces relations, que : E(AR) =2va(Açoc) 103a(Oçoc)«a(Agpc) av co a av av 15 a(A ) = 2v a(AÇoR) ,10-3 a(AÇoR) « a(AçoR ) an co an an an Du point de vue physique cela signifie que, dans ce cas particulier, la phase des ondes conjuguées en phase est quasiment insensible à la concentration de la composante variable dans le mélange, mais est modifiée essentiellement par la vitesse de l'écoulement, permettant ainsi sa 20 mesure. Par contre, le signal ultrasonore non conjugué en phase traversant le liquide est pratiquement insensible à la vitesse de l'écoulement, et est au contraire sensible à la concentration de la composante variable dans le mélange. [10] 10 Une démonstration expérimentale du procédé de l'invention a été effectuée avec succès dans le cas d'un écoulement d'eau présentant des suspensions de gouttes d'huile technique de concentration variable. Cette démonstration a été effectuée dans le régime « faible concentration ù faible vitesse » décrit ci-dessus qui permet l'utilisation des équations simplifiées [7] et [8]. Le dispositif expérimental utilisé pour la démonstration est présenté sur la figure 3. L'appareil de mesure des figures 1 et 2 a été adapté à un conduit 1 dans lequel une pompe 61 crée un écoulement d'eau, tandis qu'un injecteur 62 introduit des faibles quantités d'huile. Le conduit principal 1 débouche dans une cuve 60 remplie d'eau, dans lequel puise la pompe 61, de manière à fermer le circuit hydraulique. La fréquence de répétition des séquences d'émissions et mesures a été choisie de 10 Hz. La figure 4 présente la dépendance de la phase de l'onde réfléchie (non conjuguée en phase) en fonction de la concentration d'huile dans l'eau. On constate la dépendance linéaire prévue par l'équation [9] et qui est approchée par la formule empirique suivante : aÇ6'r = 40 deg an La figure 5 montre la dépendance de la phase d'onde conjuguée (courbe supérieure) et de la phase d'onde réfléchie (courbe inférieure) en fonction du temps, pour une concentration variable de la suspension. Les instants t1, t7 correspondent au début et l'arrêt de l'écoulement du mélange liquide. On observe que A pc passe de 0 à 100° environ, au démarrage, pour revenir à 0° à l'arrêt. Entre ces deux instants extrêmes la vitesse d'écoulement, et donc A pc, se maintien constant. Le moment t2 correspond au début de l'arrivée de l'huile mélangée à l'eau sous la pression de la colonne d'huile (injection lente) ; t3 correspond à l'instant d'arrêt d'arrivée de l'huile en raison de l'égalisation des concentration(%) [Il] . niveaux d'huile (dans l'injecteur 62) et d'eau (dans la cuve externe 60) û la phase reste approximativement constante jusqu'à t4. Entre les instants t4 et t5, une quantité importante supplémentaire d'huile a été injectée par application rapide d'une pression manuelle dans l'injecteur ; l'intervalle de temps t5-t6 correspond à la diminution progressive de la concentration de l'huile par mélange à l'eau de la cuve ; à l'instant t6 le reste de l'huile a été injecté manuellement brutalement dans le tuyau ; l'intervalle de temps t6-t7 correspond au retrait de l'huile du tuyau et à sa distribution graduelle dans le volume entier d'eau. Les résultats des expériences confirment que, dans les considérations expérimentales utilisées, la phase de l'onde ultrasonore conjuguée en phase subit des modifications considérables quand la vitesse d'écoulement change, tandis que la phase de l'onde réfléchie change très peu (en deçà du niveau de bruit). Au contraire, la phase de l'onde réfléchie a une forte sensibilité aux variations de la concentration relative du liquide alors que la sensibilité de l'onde conjuguée ne dépasse pas le niveau de bruit. Par conséquent, le débitmètre réalisé permet en plus de la fonction de mesure de vitesse, de mesurer la concentration variable d'un composant du mélange avec une haute précision (les variations de concentration mesurables sont de quelques dixièmes de pourcent). On a considéré ici exclusivement le cas où les impulsions acoustiques utilisées pour la mesure sont des ultrasons, c'est à dire des ondes de fréquence supérieure à 20 kHz. Il ne s'agit pas là d'une limitation fondamentale, et des impulsions sonores û voire infrasonores û peuvent être utilisées, au moins en principe. D'un point de vue technologique, cependant, l'utilisation des ultrasons est généralement préférée ; en particulier, il est difficile de réaliser des conjugueurs de type magnéto-acoustique fonctionnant à des fréquences inférieures à 1 MHz. REVENDICATIONS1. Procédé de caractérisation d'un écoulement d'un milieu fluide (M) de célérité acoustique inconnue, comportant : - une première mesure de déphasage d'une impulsion acoustique ayant traversé ledit écoulement suivant un premier trajet, comportant éventuellement des réflexions multiples, puis suivant un trajet inverse après conjugaison de phase acoustique ; - une deuxième mesure de déphasage d'une impulsion acoustique ayant traversé au moins une fois ledit écoulement, sans 10 conjugaison de phase acoustique ; et - la détermination, à partir des deux dites mesures de déphasage, au moins de la vitesse dudit écoulement. 2. Procédé selon la revendication 1 comportant également la détermination, à partir des deux dites mesures de déphasage, de la célérité 15 acoustique du milieu. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel ledit milieu (M) est un mélange fluide, homogène ou hétérogène, comprenant un composant dont la concentration est inconnue, le procédé comportant également la détermination, à partir des deux dites mesures de 20 déphasage, de ladite concentration inconnue. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel ladite deuxième mesure de déphasage est effectuée sur une impulsion ayant traversé ledit écoulement une première fois suivant un premier trajet, et une deuxième fois suivant un deuxième trajet inverse après réflexion 25 spéculaire. 5. Procédé selon la revendication 4 comportant la transmission d'une impulsion acoustique à travers ledit écoulement et vers un conjugateur acoustique de phase (4), ladite première mesure étant effectuée sur une composante de ladite impulsion conjuguée en phase par le 30 conjugateur et ladite deuxième mesure étant effectuée sur une composante de ladite impulsion réfléchie par une surface dudit conjugateur. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel ladite conjugaison de phase acoustique est réalisée selon la méthode magnéto-acoustique. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel ladite ou chaque impulsion acoustique est une impulsion ultrasonore. 8. Appareil de caractérisation d'un écoulement d'un mélange fluide, homogène ou hétérogène, comprenant un composant dont la concentration est inconnue, comportant : - un transducteur ultrasonore (3) fonctionnant en émission 10 et en réception ; - un conjugateur de phase acoustique (4) couplé acoustiquement audit transducteur par l'intermédiaire d'un espace permettant l'écoulement dudit mélange fluide étant ménagé entre ces deux éléments ; - un moyen de mesure (53) de la phase de deux impulsions 15 détectées par ledit transducteur avec un décalage temporel ; et - un moyen de calcul (53) pour calculer au moins de la vitesse dudit écoulement à partir des phases ainsi mesurées.