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CONVERTISSEUR A CERAMIQUE DESTINE A L'EMISSION AINSI QU'A LA RECEPTION D'ONDES SONIQUES DANS UN FLUIDE.
La présente addition a trait aux convertisseurs destinés à convertir des oscillations électriques en ondes d'espace de pression dans des fluides et vice-versa et, plus particulièrement, à une nouvelle forme de réalisation d'un convertisseur du type de ceux définis dans le brevet principal N 509.494 et la seconde demande de brevet de perfectionnement N 405.173, pour "Convertisseur à céramique destiné à 1-'émission ainsi qu'à la réception d9ondes soniques dans un fluide".
Un objet de l'invention consiste à réaliser un convertisseur de construction simple ayant un prix de revient relativement faible.
Un autre objet de l'invention consiste à réaliser un tel convertissseur qui soit puissant et sensible tout en ayant une forme relativement ramassée.
Ces objets et caractéristiques et d'autres encore de la présente invention apparaîtront plus clairement de la description détaillée qui suit, ainsi que des dessins y annexés, étant bien entendu que ceux-ci ne sont donnés qu'à titre d'exemple nullement limitatif.
Sur les dessins
La figo 1 est une vue de dessous, avec des parties arrachées, de la forme de réalisation suivant l'invention;
La fige 2 est une vue longitudinale et verticale en coupe pri-
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se suivant le plan II -II de la fige 1;
La fige 3 est une vue en coupe prise suivant le plan III-III de la fig. 1 ;
La fig. 4 est une vue en coupe, agrandie, prise suivant le plan IV-IV de la fig. 1;
La fig. 5 est une vue détaillée en coupe d'un élément convertisseur annulaire ; la fig. 6 est un schéma des connexions électriques du convertis- seur suivant la fig. 1.
La forme de réalisation suivant la présente addition utilise des éléments annulaires en céramique vibrant radialement, tels que ceux définis et employés dans le brevet principal et le second brevet d'addition mention- nés précédemment ; tel élément est représenté sur la fig. 5 comme étant com- posé d'un anneau 11 en céramique électro-mécaniquement sensible possédant des électrodes 12 et 13 sur ses faces interne et externe, ces électrodes pouvant être constituées par une fine pellicule d'argent déposée sur la céramique, par exemple par fusion.
Le convertisseur représenté sur les fig. 1, 2 et 3 est plus particulièrement destiné à être employé sous l'eau.
Celui-ci comprend seize éléments annulaires 10 rassemblés en un réseau relativement long par rapport à sa largeur. En effet, les éléments annulaires 10 sont placés en trois rangées, la rangée intérieure contenant six éléments, et chacune des rangées extérieures contenant cinq éléments. L'emploi d'un grand nombre d'éléments, comme ici, non seulement augmente la puissance par rapport à l'emploi d'un élément unique, mais produit un effet directif particulièrement souhaitable.
Les éléments annulaires 10 sont disposés dans un logement formé dans la face arrière d'une paroi frontale 14 constituée par une composition à base de caoutchouc perméable au son. En d'autres termes, la substance employée pour la paroi frontale 14 est capable de se laisser traverser par le son et possède en outre approximativement la même impédance caractéristique que celle de l'eau, de sorte que lorsque.le dispositif est plongé dans celle-ci, il n'y a que très peu de perte d'énergie par réflexion à la limite entre la paroi 14 et l'eau.
Le logement ménagé dans la face arrière de la paroi frontale 14 est limité à chaque extrémité par un épaulement 15 définissant aussi à chaque extrémité le bord latéral 16 du logement. Comme cela est représenté en 16a sur la fige 1, ce bord 16, aux extrémités de ce logement, est formé de façon à épouser les faces voisines des éléments annulaires d'extrémité du réseau.
La paroi frontale 14 contient aussi des protubérances 17 faisant saillie du fond 18 du logement.
Ces protubérances conjointement avec le bord latéral 16 du logement définissent des poches individuelles destinées à recevoir et à retenir les éléments annulaires 10. La face arrière 15a de chaque épaulement 15 ménagé sur la paroi frontale 14 et les faces arrières des protubérances 17 se trouvent dans un même plan espacé du fond 18 du logement d'une distance égale à la longueur axiale des éléments annulaires 10. Le logement est obturé par une paroi 20 réfléchissante pour le son constituée par une matière relativement dense, telle qu'un métal, agissant comme un réflecteur sonique.
L'épaisseur de cétte paroi réfléchissante 20 doit être égale à un quart de la longueur d'onde du son dans la matière, cette longueur d'onde étant moindre pour des matières plus denses. Dans la présente construction, il est souhaitable, afin de maintenir l'épaisseur totale du convertisseur relative-
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ment faible, d'employer pour la paroi réfléchissante 20 une matière relativement dense, comme par exemple du plomb.
Les poches individuelles définies par le bord latéral 16 du logement et les protubérances 17 sont plus grandes que les éléments annulaires 10, de façon à laisser disponible une place pour loger un anneau 44 en une substance d'isolation acoustique, telle que du caoutchouc cellulaire, autour de chaque élément annulaire 10. Ces anneaux 44 isolent acoustiquement les faces extérieures des éléments annulaires 10 les unes des autres ainsi que des faces intérieures de travail des éléments annulaires 10 et de la paroi frontale 14.
La paroi réfléchissante 20 est maintenue contre la face 15a de chaque épaulement 15 et les protubérances 17, pour clore le logement dans lequel sont disposés les éléments annulaires 10, par une paroi arrière qui, dans la présente forme de réalisation, comprend une paroi extérieure 22, en une substance relativement dure à base de caoutchouc, et une paroi intérieure 23 en une substance solide absorbant le son, telle que celle connue dans le commerce sous le nom de "Corprene" ou que du caoutchouc cellulaire. La paroi intérieure 23 recouvre la surface délimitée par les bord externes des épaulements 15 de la paroi frontale. La paroi extérieure 22 recouvre la surface délimitée par les bords externes du rebord arrière 14a de la paroi frontale et est solidement fixée à celui-ci.
Un organe continu et métallique de renforcement 25 peut être noyé dans ce rebord arrière 14a. La paroi arrière 22 peut également comporter un organe similaire de renforcement 26 moulé dans celle-ci. L'organe 26 est traversé par des orifices destinés à livrer passage à des vis 27, et l'organe de renforcement 25 comporte des orifices taraudés destinés à recevoir lesdites vis, afin de réaliser ainsi une obturation étanche en serrant énergiquement la paroi arrière 22 contre le rebord 14a de la paroi frontale. Un ciment ou un compound approprié d'étanchéité peut être interposé entre la surface de contact des parois frontale et arrière, de façon à assurer une liaison étanche à l'eau.
Le branchement électrique au convertisseur est réalisé au moyen d'un câble 30 traversant d'une manière étanche une extrémité de la paroi frontale 14. Ce câble 30 peut comporter deux conducteurs 31 et 32 et peut avoir une armature métallique externe 33 qui est portée au potentiel de la masse. Si le convertisseur est employé sous l'eau, la liaison à la masse de l'armature 33 est réalisée par son contact direct avec l'eau. Dans certains cas, il peut être souhaitable de relier la plaque réfléchissante 20 à la masse en connectant celle-ci à l'armature 33, comme cela est représenté sur la fig2.
Comme cela a été mentionné précédemment, chacun des éléments annulaires 10 possède respectivement une électrode interne 12 et une électrode externe 130 Ces électrodes sont connectées aux conducteurs 31 et 32, comme cela est représenté sur la fig. 6. Pour ce faire, on a prévu quatre lignes 35, 36, 37, 38 s'étendant longitudinalement dans des rainures 40 prévues à cet effet dans le fond du logement contenant les éléments annulaires 10. Comme cela a été représenté sur la fig. 6, la ligne 35 est connectée aux électrodes internes de tous les éléments annulaires d'une des rangées extérieures, tandis que les électrodes externes des éléments annulaires de cette rangée et de la rangée du milieu sont connectées à la ligne 36.
La ligne 37 est conneo- tée aux électrodes internes de tous les éléments annulaires de la rangée du milieu et de l'autre rangée extérieure, tandis que la ligne 38 est connectée aux électrodes externes de tous les éléments annulaires de cette dernière rangéeo Avec cet agencement, on voit que toutes les électrodes internes sont connectées directement au conducteur 31 et que toutes les électrodes externes sont connectées directement à un conducteur 42, lequel est relié au conducteur 32 par 1?intermédiaire dune self-inductance 43. Cette self-induc-
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tance 43 est prévue pour compenser la capacitance des éléments annulaires et de ce fait, réduire l'impédance totale d'entrée présentée aux conducteurs 31 et 32 du câble de branchement.
Il est aussi souhaitable de connecter toutes les électrodes des différents éléments en parallèle, comme cela est représenté, afin de réduire l'impédance électrique,, puisque l'impédance de chacun des éléments annulaires est relativement élevée.
La self-inductance 43, camme cela est mieux représenté sur les figso 1 et 2, est placée dans une cavité 45 prévue entre les parois frontale et arrière 14 et 220
Il est nécessaire pour le fonctionnement du mode de réalisation qui vient dêtre décrit que l'espace compris à l'intérieur des éléments annulaires 10 et entre la paroi frontale 14 et la paroi réfléchissante 20 soit rempli d'un milieu approprié propageant le son, tel que de l'huile de ricin qui possède une impédance acoustique adaptant celle de la paroi frontale 14 à celle de 1-'eau avec laquelle celle-ci est en contact en utilisation.
Dans la construction représentée, ce liquide remplit complètement 1-intérieur du convertisseur,un orifice de remplissage 46 étant prévu dans la paroi arrière 22 à cet effet. Cet orifice de remplissage est obturé par un bouchon à vis.
Bien quil soit préférable de remplir la totalité de l'espace intérieur du convertisseur avec une huile appropriée, il n'est pas essentiel pour le fonctionnement de ce convertisseur que 1-'huile se trouve partout mais seulement à l'intérieur des éléments annulaires 10 entre la paroi réflé- chissante 20 et la paroi frontale 14. Ainsi, si cela est désiré, le logement contenant les éléments annulaires 10 peut être rempli avec 1-'huile avant la mise en place de la paroi réfléchissante 20, cette paroi étant ensuite scellée à l'épaulement 15 avec un ciment approprié.
En limitant l'introduction de 1-'huile à la place où celle-ci est réellement utile, cela présente l'avantage de procurer une isolation acoustique plus efficace entre la paroi réfléchissante 20 et la paroi arrière 22. Ceci tient au fait que la substance d'isolation acoustique formant la paroi 23, telle que le "Corprene" ou le caoutchouc cellulaire, reste efficace pendant un temps plus long lorsque celle-ci est dans 1?air au lieu d'être plongée dans l'huile ou un autre li- quide. Lorsque l'huile doit être limitée à l'espace contenant les éléments 10, les rainures 40, à l'endroit où celles-ci traversent l'épaulement 15 pour aller à la cavité 45, sont remplies avec un compound d'étanchéitée.
Le mode de réalisation qui vient d'être décrit présente d'importants avantages du point de vue de la fabrication., du fait que tous les éléments annulaires 10 et tous les éléments électriques sont contenus dans la paroi frontale 14.
En outre, on a remarqué que la disposition des lignes 35, 36, 37 et 38 dans la paroi frontale 14 et que le fait d'avoir prévu des protubérances 17 n' altèrent en aucune façon le comportement de la paroi frontale en tant que paroi de transmission acoustique.
Bien que dans un but d'explication de 1-'invention une réalisation particulière de celle-ci ait été représentée et décrite, il doit être entendu que divers changements ou modifications évidents à tout homme de 1' art peuvent y être apportés sans sécarter pour cela de l'esprit de l'invention ni sortir de son domaine.