Procédé d'étalonnage d'une sonde acoustique au moyen du pendule absolu de pression de radiation

HAL Id: jpa-00235395

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00235395

Submitted on 1 Jan 1956

HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.

Procédé d’étalonnage d’une sonde acoustique au moyen du pendule absolu de pression de radiation

C. Florisson

To cite this version:

C. Florisson. Procédé d’étalonnage d’une sonde acoustique au moyen du pendule absolu de pression de radiation. J. Phys. Radium, 1956, 17 (5), pp.411-412. �10.1051/jphysrad:01956001705041100�.

�jpa-00235395�

411.

PROCÉDÉ D’ÉTALONNAGE

D’UNE SONDE ACOUSTIQUE AU MOYEN DU PENDULE ABSOLU DE PRESSION DE RADIATION Par C.

FLORISSON,

Département des Ultra-Sons de la S. C. A. M.

Sommaire. ²⁰¹⁴ Dans le procédé ^connu de détermination du coefficient de proportionnalité ^de l’indication d’une sonde à la puissance

acoustique

^{captée par celle-ci, au} moyen d’une intégration graphique du volume caractérisant la répartitron ^de l’énergie ^{dans une section} orthogonale ^du champ ^d’un projecteur ultra-sonore et de la mesure de la puissance globale ^{de la} source, il y ^a

avantage pour ^{mesurer cette} puissance à utiliser un Pendule Absolu de pression de radiation qui,

par principe, ^{ne demande} pas d’étalonnage.

Abstract. ²⁰¹⁴ The calibration of an acoustic probe is discussed. The acoustic power is best measured with the help ^{of an absolute} pendulum measuring radiation pressure.

LE JOURNAL DE PHYSIQUE ^ET LE RADIUM TOME 17, ^MAI 1956,

Lorsque

^{l’on Veut}

expérimentalement

^{établir ou}

vérifier la

répartition

^{de la}

puissance acoustique

dans le

champ

^d’un

projecteur

ultra-sonore émet- tant dans un

liquide,

^{on utilise des sondes de très}

faible section à indications

proportionnelles

^{à la}

puissance captée,

par

exemple :

^{soudure thermo-}

électrique

^{ou «} thermistance » entourée d’une

petite

masse absorbante.

Le

projecteur

^{étant en}

général

^de

révolution,

^son

champ

^est lui-même de révolution ^{et l’on}

déplace

la sonde suivant les diamètres R’OR de différentes sections

orthogonales

^{à l’axe du}

champ,

^{à des dis-}

tances diverses de la source. On relève ainsi

( fig.1 )

FIG. 1.

des courbes Z ⁼

f (r)

^{où Z ==}

Kw, w

^{étant la}

puis-

sance absorbée _{par la}

sonde,

^{K la constante de la}

sonde considérée. Une méthode connue de déter- mination de cette constante, c’est-à-dire d’étalon- nage de la

sonde,

est la suivante :

La courbe Z ⁼

f (r),

tournant autour de l’axe Z’Z

engendre

^{une surface}

représentant

^la

répar-

tition de la

puissance

dans la section considérée et cette surface

délimite,

^{avec le}

plan

^de

base,

^un

volume v que l’on peut connaître, par

intégration graphique.

^{Si la}

puissance acoustique globale

^tra-

versant le cercle de base est W on a : v ⁼ KW d’où K

= v (1). W _W ^peut

^être

mesuré,

par

exemple,

^à

l’aide de calorimètres

spéciaux

^{ou de}

pendules

^de

pression

^de

radiation,

^eux-mêmes

préalablement

étalonnés.

L’objet

^{de la}

présente

^{note est} d’attirer l’attèn- tion sur

l’emploi

avantageux ^du Pendule Absolu

proposé

par l’auteur

(2), dispositif simple

^{de réali-}

sation et

d’emploi qui,

par

principe,

^{ne demande pas}

d’étalonnage.

FIG. 2. ^- Pendule absolu.

A : Cloche. D : Poids.

B : Contrepoids. ^{E :} Support.

C : Ressort. F : Projecteur.

En

effet,

^la

palette

^{de ce}

pendule, immergée

^dans

le

liquide

^{de la cuve}

d’expérience,

^{est une}

petite

« cloche à

plongeur remplie

^{de gaz} dont l’inter- surface

liquide-gaz

^sert de réflecteur

quasi-parfait

(1) ^{En tenant} compte, ^bien entendu, ^{des échelles arbi-} trairement choisies pour représenter ^{Z et r.}

(2) ^{C. R. Acad.} Sc., 1952, 235, 27-28 ; ^J. Radiologie, Paris, 1953, 34, ^nos 1-2, ^46-49.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:01956001705041100

412

pour les ondes

acoustiques.

^Par

exemple,

^l’inter-

surface eau-air réfléchit

0,9987

^de

l’énergie

^inci-

dente. La force verticale

N,

^{transmise à la}

cloche,

due à la

pression

de radiation d’un flux

cylindrique

de section 8 et de densité

d’énergie E,

^{normal à}

l’intersurface,

^{est donc}

On peut donc écrire

en commettant une erreur inférieure à Si

l’angle

d’incidence

est i,

^{on a :}

et

si, préférablement,

^{on choisit i =}

^{600 ;}

D’autre

part,

^{si V est la vitesse du son dans le}

liquide,

^{facile à}

connaître, la puissance globale transportée

par le faisceau d’ondes est W ⁼ ESV.

On a

donc,

^{W = NV.} Pour connaître

W,

^{il suffit}

de ramener la cloche à son niveau

d’équilibre pri-

mitif au moyen de

poids

p ⁼

N,

^{et l’on a}

enfin,

^en

unités

pratiques :

Le choix de l’incidence 600 à

l’avantage

^{de faire}

disparaître

le facteur 2 et, surtout, d’éviter que le faisceau réfléchi ne revienne troubler la source. Le raisonnement ci-dessus fait état d’un faisceau d’ondes

cylindrique

de densité

d’énergie

^uniforme

dans la

section,

^{mais il est évident}

qu’un pendule

dont la cloche

présente

^une

grande

^section par rapport ^{à celle} d’un flux total dont la densité

d’énergie

^n’est

plus uniforme,

^{mesure la force}

résultante totale N due à ce

flux ;

il y ^a

intégra-

tion par le

pendule. Enfin,

^{dans le cas réel d’un}

projecteur

ultra-sonore dont le flux d’ondes

planes

est

légèrement divergent,

^le

pendule,

suffisamment

grand.

^en mesure encore la

puissance globale

^à

condition

_que

l’absorption d’énergie

par le

liquide

soit

négligeable.

^{Il en est}

pratiquement

^ainsi

lorsque

^{cette mesure est faite} dans l’eau à

petite

distance du

projecteur

^{et à une}

puissance

^faible

ne

provoquant

pas de cavitation.