Transducteur

Aspects théoriques

Le champ ultrasonore

En échographie Doppler ultrasonore on cherche à obtenir un faisceau aussi fin que possible, et de diamètre constant. La géométrie du faisceau est déterminée par le diamètre D de la céramique piézoélectrique ainsi que par la longueur d'onde L, qui est égale au rapport de la vitesse du son dans le liquide divisé par la fréquence de l'onde.

La figure illustre l'allure typique d'un faisceau ultrasonore généré par une céramique piézoélectrique. Ce champ ultrasonore est caractérisé par deux régions....

Le champ proche

La région située à proximité de la céramique est appelée champ proche. Dans cette région, le champ acoustique a pratiquement la forme d'un cylindre dont le diamètre est légèrement inférieur au diamètre de la céramique.

Le long de l'axe du cylindre la pression acoustique varie fortement, d'abord rapidement quand on se trouve très proche de la céramique et de moins en moins vite au fur et à mesure que l'on s'en éloigne.

Dans la plus part des cas les dimensions caractéristiques de ces oscillations sont inférieures aux dimensions du volume de mesure. De ce fait elles n'affectent que peu les résultats des mesures réalisées dans le champ proche.

La longueur du champ proche Z, est définie par la position du dernier maximum de la pression acoustique.

Le champ lointain

La région située au delà de Z est appelée champ lointain. Dans le champ lointain l'intensité du champ acoustique le long de l'axe varie comme l'inverse du carré de la distance à la céramique. De plus, de faibles oscillations apparaissent dans le plan radial. Ces oscillations forment des lobes, que l'on dénoment les lobes secondaires. La grande majorité de l'énergie acoustique est contenue dans un cône dont le demi-angle de divergence d est donné par l'équation:

Cette divergence est définie par la longueur d'onde et le diamètre de la céramique. Dans la plupart des cas, un compromis doit être trouvé de manière à obtenir un faisceau ultrasonore aussi fin que possible tout en permettant des mesures éloignées.

Le diagramme donne la valeur théorique du diamètre nécessaire de la céramique en fonction de la fréquence d'émission pour différentes valeurs du demi-angle d du cône de divergence, en considérant une vitesse du son de 1500 m/s (eau). On constate que plus la fréquence d'émission est élevée, plus la céramique peut être de petit diamètre.

Quelques aspects pratiques

Les équations et courbes ci-dessus sont basées sur le calcul de la pression acoustique en un point du champ. Or en vélocimétrie Doppler ultrasonore il est essentiel de considérer l'intensité de l'écho reçu des cibles. Ceci signifie que le seul calcul de la pression acoustique ne suffit pas à caractériser les dimensions des volumes de mesures.

La mesure du champ ultrasonore généré par un transdcuteur particulier doit être pris en compte. De telles mesures sont accessibles pour tous les transducteurs que nous livrons et sont visibles sur la page de sélection des transducteurs.