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water
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DES
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titanate
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Palavit
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nitre
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Gene Or Protein
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Etre
(10)
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DANS
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Est-a
(1)
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Tric
(1)
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Organism
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MASTIC
(6)
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geina
(1)
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e centrale
(1)
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Polymer
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SILICONES
(6)
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Disease
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Bruit
(2)
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Physical
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2517155A1
Family ID 8058148
Probable Assignee Metraflu
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title APPAREIL HYDROPHONE POUR EFFECTUER DES MESURES ACOUSTIQUES
DANS UN LIQUIDE
EN Title HYDROPHONIC APPTS. FOR ACOUSTIC WAVE DETECTION IN LIQ. - HAS
TUBULAR PIEZOELECTRIC PRESSURE PICK=UP IN WATERTIGHT SHEATH
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION CONCERNE UN HYDROPHONE, POUR MESURER ET DETECTER LES SONS
ET LES ULTRA-SONS DANS UN LIQUIDE.
LE CAPTEUR PIEZO-ELECTRIQUE TUBULAIRE 1 EST UNE CERAMIQUE DONT LE
RACCORDEMENT ELECTRIQUE EST ASSURE PAR LE CABLE COAXIAL BLINDE 12.
L'ETANCHEITE EXTERIEURE EST ASSUREE PAR UN MASTIC AUX SILICONES 6 DONT
L'IMPEDANCE ACOUSTIQUE EST ADAPTEE A CELLE DE L'water.
APPLICATION: MESURES ACOUSTIQUES DANS L'water, NOTAMMENT EN MER, AVEC
UN APPAREIL SIMPLE ET BON MARCHE.
The appts. has a piezoelectric pressure pickup (1) in the form of a
tubular ceramic shell open at both ends. The interior of the tube is
filled with insulating resin (2) which encases a rigid axial positive
electrode (3). A wire (4) connects the central electrode to the
internal face of the pickup and the assembly is surmounted by an
isolating cupel (5). The appts. is insulated from the exterior and
made water-right water-tight by an enclosing peripheral sheath (6)
made pref. of silicone elastomer putty which is perfectly transparent
to sound waves in water. The appts. is connected to a stand (8), via a
rubberised joint (7), also filled with resin (9). A negative electrode
(10) in the form of a wire connects the external face of the pickup to
a measuring device (13) via a shielded coaxial cable (12). The
positive electrode is connected to the cable by means of a wire (11).
The hydrophone is of simple robust construction and can be used for
the detection of sound or ultrasound waves in a liquid, particularly
water. It has application in the laboratory, the sea, reservoirs or
hydrodynamic tunnels.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention est relative a n: apparcil dl't- phone d'un type
nouveau, c'est-a-dire un appareil destine a mesurer, detecter ou
visualiser les sons ou les ultra-sons se propageant dans un liquide.
En particulier, ce@ apparoil est utilise pour detecter les sons dans
l'water.
Un appareil hydrophone de ce type permet d'effectuer des mesures
acoustiques en laboratoire, dans la mer, dans les bassins ou dans le s
tunnels hydrodynamiques.
On connait des appareils hydrophones, susceptibles d'assurer ce
resultat. Toutefois, les appareils connus com pre@nent la plupart du
@emps une electronique de mesure qui dol etre incorporee et notamment
un amplificateur de charge a baute impedance d'entree. Il en resulte,
d'une part, un prix de revient important, d'autre part, une certaine
fragilite pour la partie de l'appareil qui doit etre immergee dans le
liquide a etudier. La presente invention a pour but d'eviter les
inconvenients en realisant un appareil nydeulique d'une coi,struction
particuliere simple, robuste et peu conteuse.
Un appareil hydrophone selon l'invention comprend un capteur de
pression piezo-electrique, et il est caracterise en ce que ce capteur
est constitue par une ceramique piezo electrique ayant la forme d'un
tube a faible epaisseur de proi, au centre duquel est lovee une
electrode rigide axiale noyee dans une matiere isolante qui ren:plit I
l'interieur du tube, la paroi exterieure de celui-ci etant raccorde n
une electrode souple qui complete l'appareil tandis que le capteur
ceramique tubulaire est enrobe exterieurement dans une gaine on
elastomere souple, qui assure l'isolation exterieure et l'etancheite
de l'appareil. suivant une autre caracteristique de l'invention,
l'iso- lation interne est realisee a l'aide d'une resine autopoly-
merisante, de preference a deux constituants (accelerateur et
durcisseur).
Suivant une autre caracteristique de l'invention, l'isolation
exterieure est realisee a l'aide d'un mastic d@elas- tomere au
silicone, qui convient particulieroment lorsque l'appareil doit etre
utilise dans l'water. En effet, apres solidification de ce mastic, qui
reste souple, on obtient une bonne a daptation d'impedance acoustique
au milieu environnant: ce@@@ geina ela@@@@@e @@ela@i@mere est
parfaitemen@ trans- @arente aux @ndes acpustiques se transmeitant da@
@@water.
@ui@a@@ une autre @ar@cteristique de l'invention, @@el@@@@@@@e
centrale rig@de, est electriquement reliee a la face interne du
capteur @eramique tubulaire, et elle constitue l'electrode positive du
capteur, dont l'electrode negative est reliee a la surface externe du
tube ceramique.
@@ivant une autre caracteristique de l'invention, la liaison
electrique des deux electrodes de l'appareil est assuree par an ca@l@
pour mi@r@phones coaxial blinde, per mettan@ de relier a un
apparcillage de mesure situe hors du liquide.
Suivant une autre caracteristique de l'invention, l'ensemble du
capteur ceramique tubulaire, de sa resine interne, et de l'c-lec- rode
rigide centrale est porte par un joint d'appui transversal en
caoutchouc, lequel prend appui sur l'embase rigide de l'appareil:
cette disposition assure une bonne isolation du capteur par rapport
aux vibrations parasites.
Le dessin annexe, donne a titre d'exemple non limi- tatif, permettra
de mieux comprendre les caracteristiques de l'invention.
La figure unique est une vue en coupe axiale d'un appareil hydrophone
selon invention, destine a etre relie a un appareil de mesure de type
connu.
On a represente sur le dessin un appareil hydrophone selon
l'invention, plus particulierement prevu pour etre immerge dans
l'water afin d'y mesurer ou d'y detecter les ondes sonores ou
ultra-sonores
L'appareil comprend un capteur de pression piezoelectrique 1 qui se
presente sou@ la forme d'une paroi ceramique @ubulaire ouverte a ses
doux extremites.Il peut s'agir par exemple d'une @eremique
pie@o-el@@tric en titanate @i@@@na@e de @@omb, conn@e sous la
reference commerciale @@@ Quartz et Silice". @esuree, radialement,
l'epaisseur de @ @aroi tubulaire out etre de l'ordre de 1 mm.
L'espace int@rieur de la@ paroi tu@ulaire 1 est rempli @ar une res ne
isolante 2 eu peut etre une resine autopoly- merisante a deux
composants (par exemple celle qui est connue sous le nom commercial
"Palavit M, utilisee pour l'orthodontie).
A l'interieur de cette resine isolante, est enrobee une electrode
rigide 3 disposee axialement a l'in~ trieur du capteur tubulaire 1. Un
fil de liaison electrique 4 assure la connexion de l'electrode
centrale 3 avec la face interne du capteur tubulaire 1.
L'ensemble peut etre surmonte par une coupelle isolante 5. L'isolation
externe est assure par une gaine peripherique 6 qui enrobe l'ensemble.
Cette gaine est preferablement constitue par un mastic elastomere aux
silicone, connu sous la denomination commerciale "SILI
COMET". Une telle gaine est parfaitement transparente aux ondes
sonores transmises dans l'water, si bien que l'appareil hydrophone est
alors particulierement utilisable pour des mesures dans l'water, par
exemple dans l'water de mer.
L'emsemble 1,2 est porte par un joint en caout- chouc 7 dispose
transverqalement. Ce joint assure la liaison avec un socle rigide 8
qui peut entre par exemple metallique. L'interieur du socle 8 est
rempli d'une resine 9 qui peut entre de meme nature que la resine 2.
Un fil souple 10, noye dans la resine 9 assure la liaison electrique
avec la face externe du capteur tubulaire 1.
Un autre fil souple 11, noye au centre de la rd- sine 9, relie
ltelectrode centrale 3 a l'exterieur.
Les deux fils 10 et 11 sont raccordes a la ma- nitre connue a un cable
blinde 12 de type a faible bruit, qui peut etre d'une longueur
quelconque. A son autre extremite, ce cable blinde est termine par une
fiche de raccordement 13 de type connu, qui permet de le brancher sur
tout appareil de mesure situe hors du liquide.
Un revetement 14 en mastic silicone assure l'etancheite de l'appareil
au niveau du point de depart du 0a ble blinde 12.
Le fonctionnement est le suivant
Lorsque l'ensemble de l'appareil est immerge, par exemple dans de
l'water, l'apparition d'une onde sonore ou ultra-sonore provoque une
variation de contrainte mecanique dans la ceramique piezo-electrique
1, qui se traduit par l'apparition d'un dipole electrique. Une
difference de potentiel apparat alors entre les deux electrodes 10 et
11, l'electrode 11 etant positive et l'elec~ trode 10 negative.
Ce signal electrique est transmis par le cable 12, vers l'exterieur ou
l'on peut l'etudier et le traiter a volonte.
Le joint caoutchouc 7 assure -une bonne isolation acoustique du
capteur sensible 1 pat rapport a tous les bruits parasites.
Les avantages d'un hydrophone selon l'invention sont les suivants - il
s'agit d'un appareil de construction simple et robuste, - La
sensibilite et la bande passante de l'appareil sont excellentes, - Le
prix de revient de l'appareil est environ 6 fois inferieur a celui des
hydrophones habituellement connus a ce jour.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 -Appareil hydrophone comprenant un capteur de pression
piezo-electrique, caracterise en ce que ce capteur (1) est constitue
par une ceramique piezo-electrique ayant la forme d'un tube a faible
epaisseur de paroi, au centre duquel est logee une electrode rigide
axiale (3) noyee dans une matiere isolante (2) qui remplit l'interieur
du tube (1), la paroi exterieure de celua-ci etant raccordee a une
electrode souple (10) qui complete l'appareil tandis que le capteur
ceramique tubulaire (1) est enrobe exterieurement dans une gaine (6)
en un elastomere souple qui assure l'isolation exterieure et
ltetancheite de l'appareil.
2 -Appareil hydropiione suivant la revendication 1, caracterise en ce
que l'isolation interne est realisee a l'aide d'une resine
autopolymerisante (2), de preference a deux constituants (accelerateur
et durcisseur).
3 -Appareil hydrophone suivant la revendication 1 caracte- rise en ce
que l'isolation exterieure est realisee a l'aide d'un mastic
d'elastomere au silicone (6) qui convient particulierement lorsque
l'appareil doit etre utilise dans l'water, etant donne qu'une telle
gaine elastique (6) est parfaitement transparente aux ondes
acoustiques se transmettant dans l'water.
4 -Appareil hydrophone suivant la revendication 1, caracte- rise en ce
que l'electrode centrale rigide (3) est electriquement reliee a la
face interne du capteur ceramique tubulaire (1), et consitue
l'electrode positive du capteur, dont l'electrode negative(10) est
reliee a la surface externe du tube ceramique (1).
5 -Appareil hydrophone suivant l'une quelconque des revendications
precedentes catacterise en ce que la liaison electrique des deux
electrodes (10) et (11) de l'appareil est assuree par un cable pour
microphone (12) coaxial blinde, permettant de relier a un appareillage
de mesure situe hors du liquide.
6 -Appareil suivant l'une quelconque des revendications precedentes,
caracterise en ce que l'ensemble du capteur ceramique tubulaire (1),
de sa resine interne (2), et de l'electrode rigide centrale (3) est
porte par un joint d'appui transversal en caoutchouc (7) lequel prend
appui sur i'embase rigide (8) de l'appareil, disposition qui assure
une bonne isolation du capteur (1) par rapport aux vibrations
parasites.
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