EP0728534B1 - Procédé et transducteurs immergés dans un fluide pour l'émission d'ondes acoustiques à basse fréquence avec des pavillons allégés - Google Patents

Procédé et transducteurs immergés dans un fluide pour l'émission d'ondes acoustiques à basse fréquence avec des pavillons allégés Download PDF

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EP0728534B1
EP0728534B1 EP96400363A EP96400363A EP0728534B1 EP 0728534 B1 EP0728534 B1 EP 0728534B1 EP 96400363 A EP96400363 A EP 96400363A EP 96400363 A EP96400363 A EP 96400363A EP 0728534 B1 EP0728534 B1 EP 0728534B1
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EP
European Patent Office
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transducer
box
horn
wall
internal
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EP96400363A
Other languages
German (de)
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EP0728534A1 (fr
Inventor
Didier "Le Saint-Michel" - Bât. C Boucher
Yves Ripoll
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Direction General pour lArmement DGA
Etat Francais
Original Assignee
Direction General pour lArmement DGA
Etat Francais
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • B06B1/0607—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements
    • B06B1/0611—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements in a pile
    • B06B1/0618—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements in a pile of piezo- and non-piezoelectric elements, e.g. 'Tonpilz'

Definitions

  • the subject of the present invention is a method and transducers immersed in a fluid for the emission of waves low frequency acoustics with lighter flags.
  • the technical sector of the invention is that of production electroacoustic submersible transducers.
  • the main application and the objective of the invention are to power, or reduce the power consumed by a transducer given submersible composed at least of a pavilion and a driving pillar to emit waves in a low frequency fluid, actually less than 500 Hz, or decrease said frequency range by transducer given for the same sound power, i.e. both at that time.
  • electroacoustic transducers submersible, and in particular piezoelectric, comprising a rigid, hollow cylindrical housing open at both ends axial, and inside which are arranged coaxially with this one, two identical electro-acoustic motors, placed on the side and on the other side of a central counter-mass, and whose ends opposite are surrounded by a flag: these transducers are called double type "Tonpilz".
  • Said electro-acoustic motors can be made by two stacks of piezoelectric plates aligned.
  • the external faces of the two pavilions are located in the plane of the axial ends of the case, so that they are in contact with the liquid, in which the case is immersed, and the outer perimeter of these pavilions comes as close as possible to the edge of the open axial ends of said housing.
  • these external faces emit waves in the liquid acoustic when electro-acoustic motors are energized electronically: these transducers are used in particular for emit low frequency acoustic waves into the water in a determined direction; for an application of this type of transducer mono or double "Tonpilz" for high power emissions, we can cite the request FR. 2,663,182 from Gilles GROSSO published on 13 December 1991, which describes additional devices for obtaining increased power.
  • EP-A-0 596 763 also discloses a transducer double frequency low frequency electroacoustics - "Tonpilz" suitable for transmitting at great depths with low weight and low space thanks to the arrangement of a peripheral opening circular in the vicinity of the median plane of the housing.
  • the problem is therefore to be able to reduce the frequency of resonance of the motor of a transducer for a power consumed at more given and / or to increase the acoustic performance at low frequency to also increase the sound power without increasing its dimensions and weight.
  • a solution to the problem posed is a method of transmitting waves acoustics in a low frequency fluid from a transducer comprising at least one horn integral with the end a motor pillar, a rigid box delimiting with said flag a cavity which encloses said motor pillar and having dimensions and a determined external volume, which transducer transmitting waves in a frequency range, at a power and according to a given electroacoustic efficiency: according to the invention, rear of said roof inside said housing a load dynamic integral with it partially closing its section interior and dividing said interior cavity into two parts rear and front communicating; we bring the outer edge closer peripheral pavilions of the inner wall of the housing, preferably at a distance of a few tenths of a millimeter; we then emits acoustic waves at frequencies lower than those of the initial range given and at most with the same power consumed initial given.
  • said transducer thus produced is used in a frequency range around the natural frequency of the rear cavity thus delimited by said dynamic load: the definition and the different types of achievements are described in the presentation of figure 1.
  • Figure 1 is an axial sectional view of a transducer type indicated above and defined below and equipped with two types dynamic load according to the invention.
  • Figure 2 shows comparative power curves acoustic, between a conventional transducer and a transducer of the same type equipped with said dynamic load with respect to frequency issued.
  • the transducer as shown in section in this figure 1 therefore comprises in a known manner, two electro-acoustic motors 1 aligned on an axis xx ', placed on either side of a counterweight central 2 and coaxially inside a cylindrical housing 5, which can be called external covering all of said motors 1 to the pavilions 3 at the end thereof, the cavity 7, as well bounded by said pavilions and said housing being filled with liquid 4 in which the entire transducer is immersed, such as Seawater.
  • Said electro-acoustic motors 1 and the intermediate mass 2 are on the one hand, held together by a prestressing rod 9, also immobilizing by any means of assembly 15 the two pavilions 3 on the ends of the pillar thus formed, and on the other hand, assembled using different connecting pieces 11, themselves associated with different fixing pieces 12, some 12 1 connecting said electro-acoustic motors to the external box 5 and the others 12 2 allowing the fixing of the whole of the transducer on any external support.
  • the various fixing means are such that they allow freedom of movement of the ends of the electro-acoustic motors on the side of the pavilions 3, which are integral with them and whose peripheral external edge 16, not connected and independent of the internal wall of the housing 5, can then vibrate freely so as to ensure the full emission of acoustic waves in the ambient environment.
  • An inner sleeve 13 isolates the preload rod from said motors 1, and an external sealing envelope 8 ensures the insulation of these motors 1 and of the pavilions 3 with respect to the medium ambient 4.
  • the supply of said electro-acoustic motors 1 is supplied by a power cable 10 fixed on said connecting pieces 11 by an electrical connector 14.
  • the making of such transducer and all of the different connecting pieces the constituent are of the known field and realizable by any man of profession: all the other elements making it possible in particular to obtain the Helmholtz resonant frequency of the cavity as shown in the introduction, as well as the various connecting elements improving the mechanical performance of the assembly are not figured here; some have been the subject of various other requests for patents like those in particular cited in the introduction for so-called compliant tubes.
  • said external housing 5 comprises at least one opening 6 of communication with the outside, said opening being able to be consisting of holes distributed around the cylindrical part of the housing or even consisting of a circular peripheral opening complete.
  • said transducer comprises behind each pavilion 3, in this case here the two pavilions shown, and inside the housing 5 a dynamic load 17 associated with each pavilions, integral with said housing 5 and partially closing its internal section by sharing the internal cavity 7 in two parts, rear 7 1 and front 7 2 , communicating: in the representation of Figure 1, this in fact corresponds to sharing the whole of the internal cavity of the housing into three cavities, of which a single rear central unit 7 1 is median and two so-called "front" cavities 7 2 are each located behind each of the two pavilions 3.
  • the dynamic load on the right of the figure consists of a solid wall 23 matching the shape of the internal surface of the wall of the housing 5 of which it is integral, surrounding the engine pillar 1 and pierced with at least one orifice 18 through which the latter passes, which orifice carries a conduit 19 extending behind the wall 23 relative to the roof 3 and leaving a free peripheral passage 20 around said driving pillar 1.
  • said solid wall 23 includes as on the right side an orifice 18 through which the said passes motor pillar 1 but with a narrower peripheral passage 20 and additionally comprises various other orifices 21 arranged around said motor pillar 1 and carrying open conduits 22.
  • the walls 23 are fixed at their periphery to the rigid housing 5 by connecting elements and parts 12.
  • said walls 23 of the two dynamic loads are located as close as possible to the rear of the roof 3, but they could be located at a greater distance because this is what counts to constitute the additional mass of the fluid to add to that of the pavilions and located in the cavities 7 2 is especially the ratio of the surfaces of all the conduits 21 and 20 relative to the total section of the housing 5 which corresponds to that of the diameter also of the pavilions 3, and not the effective mass of the fluid located in these cavities 7 2 and between said pavilion and said dynamic load.
  • the distance "e" between the peripheral outer edge 16 of the pavilions 3 and the inner wall of the housing is as small as possible, in any case less than 1 mm and preferably a few tenths of a millimeter , so that this space allows only a small loss of leakage to the liquid from the cavity 7 2 towards the outside during vibration, so that said fluid stresses above all the dynamic load 17 so as to virtually increase the mass of the roof 3 and decrease then, for the same weight and volume thereof, its frequency of emission for the same power consumption.
  • the electroacoustic efficiency is maximum around the resonant frequency of the cavity 7 1 indeed, the acoustic losses being proportional to the speed flow of the pavilions 3 and of the conduits 21 and 20, these are minimal for these frequencies because the flux participating in the radiation is mainly generated by the openings of the housing 6 which have little loss.
  • this type of transducer it is necessary to use this type of transducer around the resonant frequency of the cavity 7 1 .
  • FIG 2 there is shown a curve 24 of emission of sound power of a transducer as shown in the Figure 1 with a dynamic load according to the invention, while the curve 25 represents the same transducer but not equipped with said dynamic load, said transmitting powers being noted by relation to the frequencies in herz: we note as well as in the frequencies below 800 Hz and such as, for example, around the frequency of 500 Hz, we increase in an interesting proportion the transmitted power or vice versa, for a given power, we decrease the frequency of more than 50 Hz. This was of course measured from of a given type of transducer, but with other transducers, we can get an even bigger gain, lower the transmission frequency and / or both at the same time, without weighing down the pavilions of the given transducer.

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Description

La présente invention a pour objet un procédé et des transducteurs immergés dans un fluide pour l'émission d'ondes acoustiques à basse fréquence avec des pavillons allégés.
Le secteur technique de l'invention est celui de la réalisation de transducteurs immergeables électroacoustiques.
L'application principale et l'objectif de l'invention sont de pouvoir, soit réduire la puissance consommée d'un transducteur immergeable donné composé au moins d'un pavillon et d'un pilier moteur pour émettre des ondes dans un fluide en basse fréquence, en fait inférieur à 500 hz, soit diminuer ladite plage de fréquence d'un transducteur donné pour la même puissance acoustique, soit les deux à la fois.
On connaít de tels transducteurs électroacoustiques immergeables, et en particulier piézoélectriques, comportant un boítier cylindrique rigide, creux et ouvert à ses deux extrémités axiales, et à l'intérieur duquel sont disposés coaxialement avec celui-ci, deux moteurs électro-acoustiques identiques, placés de part et d'autre d'une contre-masse centrale, et dont les extrémités opposées sont entourées d'un pavillon : ces transducteurs sont dits de type double "Tonpilz". Lesdits moteurs électro-acoustiques peuvent être réalisés par deux empilements de plaquettes piézo-électriques alignés. Les faces externes des deux pavillons sont situées dans le plan des extrémités axiales du boítier, de telle sorte qu'elles sont en contact avec le liquide, dans lequel le boítier est plongé, et le périmètre externe de ces pavillons vient au plus près du bord des extrémités axiales ouvertes dudit boítier.
Ainsi, ces faces externes émettent dans le liquide des ondes acoustiques lorsque les moteurs électro-acoustiques sont excités électroniquement : ces transducteurs sont utilisés notamment pour émettre dans l'eau des ondes acoustiques basses fréquences dans une direction déterminée; pour une application de ce type de transducteur mono ou double "Tonpilz" à des émissions de fortes puissances, on peut citer la demande FR. 2.663.182 de Monsieur Gilles GROSSO publiée le 13 Décembre 1991, qui décrit des dispositifs complémentaires pour obtenir une puissance accrue.
Pour éviter la propagation des ondes acoustiques émises par les faces arrières des pavillons, à l'intérieur du boítier, surtout quand celui-ci est justement plein de liquide, et qui sont alors retransmises dans le milieu ambiant malgré la rigidité dudit boítier, on place dans la cavité remplie du liquide ambiant à l'arrière des pavillons de tels boítiers non étanches, divers moyens tels que des tubes élastiques fermés, étanches et remplis de gaz, et tels que la fréquence de résonance d'Helmholtz de la cavité soit voisine de la fréquence fondamentale des vibrations axiales de l'ensemble vibrant; un tel dispositif est décrit dans la demande de brevet FR. 2.665.998 du 05 Mai 1988 déposée par l'Etat Français Délégué Général pour l'Armement. On reporte ainsi le problème de la résistance à la pression du boítier extérieur, à la résistance desdits tubes élastiques, qui, étant de diamètres plus faibles, permettent d'avoir un ensemble moins lourd : d'autres moyens peuvent être développés dans le même objectif et s'appliquer à la présente invention, sachant que ces dispositifs nécessitent de conserver une cavité, en arrière des pavillons, de dimensions suffisantes.
Par ailleurs, quand on veut augmenter, suivant les objectifs de la présente invention, le rendement électroacoustique et la puissance donc réellement émise, ce qui est de plus en plus demandé à ce jour surtout dans des utilisations où le volume de stockage d'énergie est critique, tout en diminuant la fréquence au-dessous de 500 hz, il est nécessaire de diminuer les fréquences de résonance du moteur et du résonateur ; la fréquence de résonance du moteur étant celle du transducteur désolidarisé de la charge acoustique du résonateur. Habituellement la diminution de la fréquence de résonance du moteur s'obtient soit par l'augmentation de la masse des pavillons, soit par la diminution de la section de céramique des moteurs (ce qui alors en plus les fragilise), ce qui en diminue le niveau sonore maximum émis et est donc contraire à l'objectif recherché. Pour pallier cette baisse de puissance, on peut choisir donc plutôt d'augmenter la masse des pavillons et en même temps, d'une part le volume des moteurs électroacoustiques, ce qui se traduit par un allongement de ceux-ci et, d'autre part la rigidité et le coefficient de couplage électromécanique entre les moteurs et les pavillons : cependant, cela oblige alors à augmenter l'encombrement externe du transducteur et son poids, sinon on obtient une conversion de puissance plus faible ; de toute façon, même si la puissance est ainsi augmentée à faible fréquence, le rendement acoustique reste moyen.
On connait également du brevet EP-A-0 596 763 un transducteur électroacoustique basse fréquence de type double - "Tonpilz" apte à émettre à grande profondeur de faible poid et de faible encombrement grâce à l'aménagement d'une ouverture périphérique circulaire au voisinage du plan médian du boítier.
Le problème posé est donc de pouvoir diminuer la fréquence de résonance du moteur d'un transducteur pour une puissance consommée au plus donné et/ou d'en augmenter le rendement acoustique à basse fréquence pour en augmenter alors également la puissance acoustique sans en augmenter les dimensions et le poids.
Une solution au problème posé est un procédé d'émission d'ondes acoustiques dans un fluide à basse fréquence à partir d'un transducteur comportant au moins un pavillon solidaire de l'extrémité d'un pilier moteur, un boítier rigide délimitant avec ledit pavillon une cavité qui enferme ledit pilier moteur et ayant des dimensions et un volume externe déterminé, lequel transducteur transmettant des ondes dans une plage de fréquence, à une puissance et suivant un rendement électroacoustique donné : selon l'invention, on place en arrière dudit pavillon à l'intérieur dudit boítier une charge dynamique solidaire de celui-ci fermant partiellement sa section intérieure et partageant ladite cavité intérieure en deux parties arrière et avant communiquant ; on rapproche le bord externe périphérique des pavillons de la paroi interne du boítier, de préférence à une distance de quelques dixièmes de millimètres ; on émet alors des ondes acoustiques à des fréquences plus basses que celles de la plage initiale donnée et au plus avec la même puissance consommée initiale donnée.
De préférence, on utilise ledit transducteur ainsi réalisé dans une plage de fréquence autour de la fréquence propre de la cavité arrière ainsi délimitée par ladite charge dynamique : la définition et les différents types de réalisations de celle-ci sont décrites dans la présentation de la figure 1.
Le résultat en est de nouveaux procédés et transducteurs immergés dans un fluide pour l'émission d'ondes acoustiques à basse fréquence dont on a diminué la fréquence de résonance du moteur sans en augmenter les dimensions ou le poids par rapport à un transducteur donné de même type. En effet, la présence de ladite charge dynamique permet en fait d'augmenter indirectement la masse du pavillon par association d'une masse de liquide située entre celui-ci et ladite charge dynamique ; comme cette dernière ne ferme que partiellement la section intérieure du boítier, le liquide peut cependant passer de la cavité dite avant vers la cavité dite arrière mais en étant freiné suivant le rapport de surface entre la surface libre du conduit laissé par ladite charge dynamique et la surface totale interne du boítier : on obtient ainsi une masse virtuelle du pavillon d'autant plus importante que ce rapport de surface est élevé. On peut remarquer également que la nature du matériau constituant ledit pavillon importe peu puisque c'est la masse de liquide que l'on peut additionner à celui-ci qui importe le plus par rapport à sa possibilité de déplacement à travers ladite charge dynamique. Ainsi, on peut considérer qu'un pavillon de l'ordre de 15 kg en matériau de type aluminium a les mêmes capacités de vibration et donc de puissance acoustique qu'un pavillon de 150 kg. On peut donc descendre en fréquence en dessous de 1000 hz et surtout en très basse fréquence jusqu'à 100 ou 200 hz à partir d'un même transducteur, sans avoir à alourdir son pavillon tel que dans les techniques utilisées jusqu'à ce jour. On peut également soit diminuer la puissance nécessaire consommée pour une même puissance d'émission, soit augmenter celle-ci pour une même puissance consommée pour une fréquence donnée tel qu'illustré dans la Figure 2.
On pourrait citer d'autres avantages de la présente invention mais ceux cités ci-dessus en montrent déjà suffisamment pour en prouver la nouveauté et l'intérêt. La description et les figures ci-après représentent un exemple de réalisation de l'invention mais n'ont aucun caractère limitatif : d'autres réalisations sont possibles, en particulier en changeant la forme de la charge dynamique telle que représentée à titre d'exemple dans la Figure 1.
La Figure 1 est une vue en coupe axiale d'un transducteur de type indiqué précédemment et défini ci-après et équipé de deux types de charge dynamique suivant l'invention.
La Figure 2 représente des courbes comparatives de puissance acoustique, entre un transducteur classique et un transducteur de même type équipé de ladite charge dynamique par rapport à la fréquence émise.
Nous notons tout d'abord que la présente invention peut s'appliquer à tous types de transducteurs immergeables composés au moins d'un pavillon et d'un pilier moteur, même si dans l'exemple cité ci-dessous, il n'est décrit, pour des questions de simplification de description et du fait qu'il s'agit d'une application principale de l'invention, que des pavillons couplés à des moteurs électro-acoustiques de transducteurs type double "Tonpilz" de forme cylindrique de révolution.
Le transducteur tel que représenté en coupe sur cette figure 1 comporte donc d'une manière connue, deux moteurs 1 électro-acoustiques alignés sur un axe xx', placés de part et d'autre d'une contre-masse centrale 2 et coaxialement à l'intérieur d'un boítier 5 cylindrique, que l'on peut appeler externe recouvrant l'ensemble desdits moteurs 1 jusqu'aux pavillons 3 d'extrémité de ceux-ci, la cavité 7, ainsi délimitée par lesdits pavillons et ledit boítier étant rempli du liquide 4 dans lequel l'ensemble du transducteur est immergé, tel que l'eau de mer.
Lesdits moteurs électro-acoustiques 1 et la masse intermédiaire 2 sont d'une part, tenus ensemble par une tige de précontrainte 9, immobilisant également par tout moyen d'assemblage 15 les deux pavillons 3 sur les extrémités du pilier ainsi constitués, et d'autre part, assemblés grâce à différentes pièces de liaison 11, associées elles-mêmes à différentes pièces de fixation 12, les unes 121 reliant lesdits moteurs électro-acoustiques au boítier externe 5 et les autres 122 permettant la fixation de l'ensemble du transducteur sur tout support externe. Les divers moyens de fixation sont tels qu'ils permettent une liberté de déplacement des extrémités des moteurs électro-acoustiques du côté des pavillons 3, qui leur sont solidaires et dont le bord externe périphérique 16, non relié et indépendant de la paroi interne du boítier 5, peut alors vibrer librement de façon à assurer la pleine émission d'ondes acoustiques dans le milieu ambiant.
Un fourreau intérieur 13 isole la tige de précontrainte desdits moteurs 1, et une enveloppe d'étanchéité extérieure 8 assure l'isolation de ces moteurs 1 et des pavillons 3 par rapport au milieu ambiant 4.
L'alimentation desdits moteurs électro-acoustiques 1 est fournie par un câble d'alimentation 10 fixé sur lesdites pièces de liaison 11 par un connecteur électrique 14. La réalisation d'un tel transducteur et l'ensemble des différentes pièces de liaison le constituant sont du domaine connu et réalisables par tout homme du métier : tous les autres éléments permettant en particulier d'obtenir la fréquence de résonance d'Helmholtz de la cavité telle qu'indiquée en introduction, ainsi que les différents éléments de liaison permettant d'améliorer la réalisation mécanique de l'ensemble sont non figurés ici ; certains ont fait l'objet de diverses autres demandes de brevets comme celles en particulier citées en introduction pour des tubes dits compliants.
Pour permettre le remplissage de la cavité 7 par ledit liquide 4, ledit boítier externe 5 comporte au moins une ouverture 6 de communication avec l'extérieur, ladite ouverture pouvant être constituée de trous répartis autour de la partie cylindrique du boítier ou même constituée d'une ouverture périphérique circulaire complète.
Suivant la présente invention, ledit transducteur, tel que représenté sur la Figure 1, comporte en arrière de chaque pavillon 3, soit en l'occurence ici des deux pavillons représentés, et à l'intérieur du boítier 5 une charge dynamique 17 associée à chacun des pavillons, solidaire dudit boítier 5 et fermant partiellement sa section intérieure en partageant la cavité interne 7 en deux parties, arrière 71 et avant 72, communiquant : dans la représentation de la Figure 1, cela correspond en fait à partager l'ensemble de la cavité interne du boítier en trois cavités, dont une seule centrale arrière 71 est médiane et deux cavités dites "avant" 72 sont situées chacune derrière chacun des deux pavillons 3.
Suivant la représentation de la charge dynamique à droite de la figure, celle-ci est constituée d'une paroi pleine 23 épousant la forme de la surface interne de la paroi du boítier 5 dont elle est solidaire, entourant le pilier moteur 1 et percé au moins d'un orifice 18 au travers duquel passe celui-ci, lequel orifice porte un conduit 19 s'étendant en arrière de la paroi 23 par rapport au pavillon 3 et laissant un passage périphérique 20 libre autour dudit pilier moteur 1.
Suivant la représentation de la charge dynamique 17 sur la partie de la figure située à gauche, ladite paroi pleine 23 comporte comme sur la partie droite un orifice 18 au travers duquel passe ledit pilier moteur 1 mais d'un passage périphérique 20 plus étroit et comporte en plus divers autres orifices 21 disposés autour dudit pilier moteur 1 et portant des conduits 22 ouverts. Dans tous les cas, les parois 23 sont fixées à leur périphérie au boítier rigide 5 par les éléments et pièces de liaison 12.
Tel que représenté sur la Figure 1, lesdites parois 23 des deux charges dynamiques sont situées au plus proche de l'arrière du pavillon 3, mais elles pourraient être situées à une distance plus importante car ce qui compte pour constituer la masse additionnelle du fluide à rajouter à celle des pavillons et situé dans les cavités 72 est surtout le rapport des surfaces de l'ensemble des conduits 21 et 20 par rapport à la section totale du boítier 5 qui correspond à celle du diamètre également des pavillons 3, et non la masse effective du fluide situé dans ces cavités 72 et compris entre ledit pavillon et ladite charge dynamique.
Par contre, il est nécessaire que la distance "e" entre le bord externe périphérique 16 des pavillons 3 et la paroi interne du boítier soit la plus réduite possible, de toute façon de moins d'1 mm et de préférence de quelques dixièmes de millimètres, afin que cet espace ne permette que peu de perte de fuite àu liquide de la cavité 72 vers l'extérieur en cours de vibration, afin que cedit fluide sollicite surtout la charge dynamique 17 pour augmenter ainsi virtuellement la masse du pavillon 3 et diminuer alors, à poids et volume égaux de celui-ci, sa fréquence d'émission pour une même puissance consommée.
De plus, le rendement électroacoustique est maximal autour de la fréquence de résonance de la cavité 71 en effet, les pertes acoustiques étant proportionnelles au flux de vitesse des pavillons 3 et des conduits 21 et 20, celles ci sont minimales pour ces fréquences car le flux participant au rayonnement est principalement généré par les ouvertures du boítier 6 qui ne présentent que peu de perte. Ainsi, pour des applications nécessitant un rendement électroacoustique élevé, il faut utiliser ce type de transducteur autour de la fréquence de résonance de la cavité 71.
Sur la Figure 2, il est représenté une courbe 24 d'émission de puissance acoustique d'un transducteur tel que représenté sur la Figure 1 avec une charge dynamique suivant l'invention, alors que la courbe 25 représente le même transducteur mais non équipé de ladite charge dynamique, lesdites puissances d'émission étant relevées par rapport aux fréquences en herz : on note ainsi que dans les fréquences en-dessous de 800 hz et telles que, par exemple, autour de la fréquence de 500 hz, on augmente dans une proportion intéressante la puissance émise ou inversement, pour une puissance donnée, on diminue la fréquence de plus de 50 hz. Ceci a été bien sur mesuré à partir d'un type de transducteur donné, mais avec d'autres transducteurs, on peut obtenir un gain encore plus important, baisser encore plus la fréquence d'émission et/ou les deux à la fois, sans alourdir les pavillons du transducteur donné.

Claims (9)

  1. Procédé d'émission d'ondes acoustiques dans un fluide (4) à basse fréquence à partir d'un transducteur comportant au moins un pavillon (3) solidaire de l'extrémité d'un pilier moteur (1), un boítier rigide (5) délimitant avec ledit pavillon une cavité (7) qui enferme ledit pilier moteur et ayant des dimensions et un volume externe déterminé, lequel transducteur transmettant des ondes dans une plage de fréquence, à une puissance et suivant un rendement électroacoustique donné, caractérisé en ce que :
    on place en arrière dudit pavillon (3) à l'intérieur dudit boítier (5) une charge dynamique (17) solidaire de celui-ci fermant partiellement sa section intérieure et partageant ladite cavité intérieure (7) en deux parties arrière (71) et avant (72) communiquant;
    on rapproche le bord externe périphérique (16) des pavillons (3) de la paroi interne du boítier (5) ;
    on émet des ondes acoustiques à des fréquences plus basses que celles de la plage initiale donnée et au plus avec la même puissance consommée initiale donnée.
  2. Procédé d'émission d'ondes acoustiques suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on rapproche au maximum le bord externe périphérique (16) du pavillon (3) de la paroi interne du boítier (5) pour réduire l'espace "e" ainsi délimité à quelques dixièmes de millimètre.
  3. Procédé d'émission d'ondes acoustiques selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on utilise ledit transducteur ainsi réalisé dans une plage de fréquence autour de la fréquence propre de la cavité arrière (71).
  4. Transducteur immergeable dans un fluide (4) pour l'émission d'ondes acoustiques à basse fréquence comportant au moins un pavillon (3) solidaire de l'extrémité d'un pilier moteur (1), un boítier rigide (5) délimitant avec ledit pavillon une cavité (7) qui enferme ledit pilier moteur, et ayant des dimensions et un volume externe déterminés, lequel transducteur transmettant des ondes dans une plage de fréquence, à une puissance et suivant un rendement électroacoustique donné, caractérisé en ce que il comporte en arrière dudit pavillon (3) et à l'intérieur du boítier (5) une charge dynamique (17) solidaire de celui-ci fermant partiellement sa section intérieure et partageant la cavité interne (7) en deux parties arrière (71) et avant (72) communiquant et en ce que la distance "e" séparant le bord externe périphérique (16) des pavillons (3) et la paroi interne du boítier (5) soit petite par rapport aux dimensions transversales dudit boítier.
  5. Transducteur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la distance "e" séparant le bord externe périphérique (16) des pavillons (3) et la paroi interne du boítier (5) est de moins de 1 mm.
  6. Transducteur selon l'une quelconque des revendications 4 à 5, caractérisé en ce que ladite charge dynamique (17) est constituée d'une paroi pleine (23) épousant la forme de la surface interne du boítier (5) dont elle est solidaire, entourant le pilier moteur (1) et percé au moins d'un orifice (18) au travers duquel passe celui-ci, lequel orifice porte un conduit (19) s'étendant en arrière de la paroi (23) par rapport au pavillon (3) et laissant un passage périphérique (20) libre autour dudit pilier moteur (1).
  7. Transducteur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ladite paroi pleine (23) comporte différents orifices (21) disposés autour dudit pilier moteur (1) et portant des conduits (22) ouverts.
  8. Transducteur selon l' une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que ladite paroi (23) est située au plus proche de l'arrière du pavillon (3).
  9. Transducteur selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que ledit boítier (5) est cylindrique et enferme deux moteurs électroacoustiques identiques (1) placés de part et d'autre d'une contremasse centrale (2) et dont les extrémités opposées sont entourées chacune d'un pavillon (3) associé à une charge dynamique (17).
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