FR2547055A1 - Procede de mesure de l'impedance acoustique - Google Patents
Procede de mesure de l'impedance acoustique Download PDFInfo
- Publication number
- FR2547055A1 FR2547055A1 FR8408211A FR8408211A FR2547055A1 FR 2547055 A1 FR2547055 A1 FR 2547055A1 FR 8408211 A FR8408211 A FR 8408211A FR 8408211 A FR8408211 A FR 8408211A FR 2547055 A1 FR2547055 A1 FR 2547055A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- impedance
- acoustic
- apparent
- waveguide
- sample
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H15/00—Measuring mechanical or acoustic impedance
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
PROCEDE DE MESURE DE L'IMPEDANCE ACOUSTIQUE D'UN MATERIAU A PARTIR DE LA VALEUR CONNUE DE L'IMPEDANCE D'UN MATERIAU DE REFERENCE. IL CONSISTE A: A.METTRE EN ABOUTEMENT D'UN GUIDE D'ONDES 72 CONTRE UN PREMIER MATERIAU-ECHANTILLON; B.PROJETER UNE ENERGIE ACOUSTIQUE 94, PAR L'INTERMEDIAIRE DU GUIDE D'ONDES, SUR LE PREMIER MATERIAU-ECHANTILLON AFIN D'ETABLIR UNE CONFIGURATION D'ONDES STATIONNAIRES DANS LE GUIDE D'ONDES; C.OBTENIR UNE PREMIERE IMPEDANCE ACOUSTIQUE APPARENTE DU PREMIER MATERIAU-ECHANTILLON BASEE SUR LA CONFIGURATION D'ONDES STATIONNAIRES DE L'ETAPE 6; D.OBTENIR UN FACTEUR DE CORRECTION BASE SUR L'IMPEDANCE ACOUSTIQUE CONNUE ET LA PREMIERE IMPEDANCE APPARENTE TROUVEE DANS L'ETAPE C; E.REPETER LES ETAPES B ET C, MAIS POUR UN SECOND MATERIAU-ECHANTILLON, AFIN D'OBTENIR UNE SECONDE IMPEDANCE APPARENTE DE L'ECHANTILLON; F.DEDUIRE L'IMPEDANCE REELLE DU SECOND MATERIAU-ECHANTILLON DE L'ETAPE E EN FONCTION DE LA SECONDE IMPEDANCE APPARENTE DE L'ECHANTILLON DE L'ETAPE E ET DU FACTEUR DE CORRECTION DONNE PAR L'ETAPE D. APPLICATION AUX MOTEURS A TURBINE A GAZ.
Description
La présente invention concerne la mesure non destructive de l'impédance
acoustique specifique, normale, des matériaux. La connaissance de l'impédance acoustique, normale 5 (appelée ci-après "impédance acoustique") d'un matériau permet d'obtenir une information sur ses propriétés d'absorption et de réflexion acoustiques Une telle connaissance joue un rôle important dans la maltrise du bruit des moteurs à turbine à gaz d'avion De plus, étant donné que l'impédan10 ce acoustique est fonction de la structure et de la composition du matériau, on peut utiliser la connaissance de cette
impédance dans les essais de contrôle de qualité.
La figure 1 représente un dispositif 2 de l'art antérieur, appelé tube de mesure d'impédance, servant à la 15 détermination de l'impédance acoustique d'un matériau Le dispositif comprend un tube cylindrique 3 renfermant à l'une de ses extrémités une source sonore 6 qui produit des ondes sonores planes 9 On insère dans le tube 3 un tronçon 12 du matériau à essayer, que l'on a découpé au même diamètre que 20 le tube de façon que l'ajustage serré ainsi réalisé se traduise par des interfaces 15 a, 15 Sb et 5 lc On fixe au tube 3, l'arrière du tronçon de matériau 12, une plaque 18 présentant une certaine dureté sur le plan acoustique (c'est-à- dire réfléchissant le son), laquelle fonctionne en contre-pla25 que La source acoustique 6 projette sur le matériau 12 les ondes incidentes planes 9 renfermant de l'énergie acoustique Le matériau réfléchit une partie de l'énergie à la surface 21, et le reste de l'énergie se propage à travers le matériau 12 qui l'absorbe partiellement L'énergie des ondes 5 planes atteignant la contre-plaque 18 est réfléchie dans la
direction de la source sonore 6 Les ondes réfléchies par la surface 21 et la contre-plaque 18 réagissent avec les ondes incidentes pour donner une configuration d'ondes stationnaires (non représentée) dans une zone 24 du tube de mesure 10 d'impédance.
A partir de la configuration des ondes stationnaires on peut calculer le coefficient de réflexion du matériau 12 pour une fréquence donnée en suivant une méthode connue basée sur les mesures effectuées par deux transducteurs 15 acoustiques 27 et 29, sur la valeur des distances 32 et 34 séparant les transducteurs 27 et 29 du matériau 12, et sur la vitesse du son calculée pour la température de l'air du tube La valeur du coefficient de réflexion permet de calculer facilement l'impédance acoustique du matériau 12 On 20 trouvera des renseignements complémentaires sur la calcul de l'impédance dans un article intitulé "Error analysis of spectral estimates with application to the measurement of acoustic parameters using random sound fields in ducts" (Analyse d'erreur des estimations spectrales et son applica25 tion à la mesure des paramètres acoustiques par utilisation des champs sonores alléatoires dans les tubes) de A F Seybert et B Soenarko, publié dans la revue Journal of the Acoustic Society of America, volume 69, n 4, d'avril 1981,
qu'on supposera ici connu.
L'emploi du tube de mesure d'impédance 2 de la figure 1 présente l'inconvénient de constituer une méthode d'essai destructive, à savoir qu'il est nécessaire de découper le tronçon de matériau 12 dans un composant dont on veut mesurer l'impédance pour pouvoir le monter dans le tube, 35 d'o un endommagement du composant Dans le cas des compo-
sants aéronautiques le coût financier d'un tel endommagement
est élevé.
La présente invention a pour buts de: réaliser un procédé perfectionné de mesure de l'impédance acoustique; réaliser un procédé perfectionné de mesure de l'impédance acoustique qui soit non destructif; réaliser un procédé perfectionne de mesure de
l'impédance acoustique pour l'essai-_de matériaux dans des 10 opérations de contr 8 le de qualité.
La description qui va suivre se réfère aux figures
annexées qui représentent respectivement: Figure 1, un tube de mesure de l'impédance acoustique de l'art antérieur; Figure 2, un mode de réalisation de la présente invention; Figures 3 et 5, deux types différents de feuilletés constitués de cellules en nid d'abeille; Figure 4, l'utilisation d'un mode de réalisation 20 de la présente invention; Figure 6, un guide d'ondes cylindrique placé en
aboutement avec un faisceau de guides d'ondes hexagonaux.
Dans un mode de réalisation de la présente invention, un tube de mesure de l'impédance acoustique présentant 25 une extrémité ouverte est placé en contact avec un matériau ayant une impédance acoustique connue, et une configuration d'ondes stationnaires se trouve établie à l'intérieur du tube En se basant sur cette configuration d'ondes stationnaires on peut obtenir une première impédance apparente pour le 30 matériau On calcule un facteur de correction à partir de l'impédance connue et de la première impédance apparente On place alors le tube de mesure d'impédance dont une extrémité est ouverte contre un échantillon de matériau, et obtient une seconde impédance apparente C'est à partir de cette se35 conde impédance apparente et du facteur de correction que -4
l'on déduit l'impédance réelle de l'échantillon.
Dans un mode de réalisation de la présente invention, on emploi le tube de mesure d'impédance 65 représenté en figure 2 Le tube 65 comprenbd une source sonore 68 sous 5 forme d'un haut-parleur de 30 watts, 26 ohms ayant une caractéristique de réponse en fréquence plate comprise entre 500 et 20 000 Hz Un haut-parleur de ce type est le modèle 802 D fabriqué par la société dite ALTEC Corporation
d'Anaheim, Californie.
La source sonore 68 est fixée à un guide d'ondes acoustiques 72 constitué d'un tube cylindrique de 3,2 cm de diamètre (cote 75) et de 23 cm de haut (cote 76) A l'extrémité du guide d'ondes 72 opposée à la source sonore se trouve une bride 77 en caoutchouc durci flexible A des distances 15 respectives de 3,8 cm (cote 83) et de 1,8 cm (cote 85) de l'extrémité 87 du tube 65 du guide d'ondes 72, on fixe deux transducteurs de pression 79 et 81 L'extrémité 87 est ouverte Un transducteur de ce type est le modèle n 8510-15, construit par la Société dite ENDEVCO Corporation de San 20 Juan Capistrano, Californie dont les caractéristiques sont
les suivantes: pression 100 k Pa, plage de la tension de sortie 0-300 m V, réponse de 21 + 0,95 m V/k Pa.
On utilise le tube de mesure d'impédance à extrémité ouverte de la figure 2 en appliquant le tube 65 contre 25 un matériau 91 dont on veut mesurer l'impédance La bride 77 facilite l'étanchéité sur le plan acoustique du guide d'ondes 72 vis-à-vis du matériau 91 On excite la source sonore 68 de façon à projeter des ondes planes 94 sur la surface 97 du matériau 91 et établir dans la zone 101 une configuration 30 d'ondes stationnaires (non représentée) semblable à celle de la zone 24 de la figure 1 Cependant, puisqu'en figure 2 il n'y a aucune structure analogue à la partie 36 du guide d'ondes de la figure 1, une propagation transversale importante peut se produire dans la zone 103 de la figure 2 (La 35 propagation transversale fait ultérieurement l'objet d'un développement dans des paragraphes relatifs à des considérations générales) Cette propagation transversale provoque une distorsion de valeur de l'impédance calculée normalement à partir des valeurs fournies par les transducteurs 79 et 5 81 La propagation transversale introduit une erreur dans le
calcul de l'impédance.
Dans la présente invention, on corrige cette erreur par un facteur de correction appliqué à l'impédance calculée à partir des mesures faites avec le tube à extrémi10 té ouverte de la figure 2 On obtient ce facteur de correction en procédant à une mesure de l'impédance "apparente" en utilisant le tube 65 sur un certain endroit de la surface d'un matériau de référence 104, comme cela est représenté en figure 4 par le cercle hachuré 108 (dans cette figure, le 15 tube 2 de mesure d'impédance n'est pas représenté appliqué
contre le cercle 108).
Ensuite, on procède dans la présente invention à
une mesure, dans un essai destructif, de l'impédance du matériau de référence 104 en utilisant le tube de mesure d'im20 pédance de l'art antérieur représenté en figure 1 On exécute la mesure sur la zone hachurée 108 après l'avoir découpée dans le matériau de référence La mesure de l'impédance par essai destructif permet d'obtenir la valeur de l'impédance "réelle", alors que les mesures effectuées avec le tube à 25 extrémité ouverte donnent la valeur de l'impédance apparente.
On calcule le facteur de correction en faisant le rapport entre l'impédance réelle (mesurée par essai destructif) et l'impédance apparente: facteur de correction = impédance réelle/impédance apparente 30 Onr utilise alors ce facteur en répétant les mesures à extrémité ouverte de la figure 4, mais sur des matériaux échantillons dont on doit mesurer l'impédance Dans ces mesures, on place le tube de mesure d'impédance à extrémrité ouverte sur un endroit choisi au hasard de la surface 35 du matériau; on fait des relevés avec les transducteurs 79 -6 et 81, et on calcule l'impédance apparente à partir des valeurs données par les transducteurs et des cotes 83 et 85 de la figure 2 On multiplie alors l'impédance apparente par le facteur de correction On obtient une impédance réelle esti5 mée du matériau, dont l'expérience a montré qu'elle avait une forte corrélation avec l'impédance rélle mesurée par
l'essai destructif effectué avec l'appareil de la figure 1.
Pour résumer, on procède à une mesure de l'impédance apparente du matériau de référence en faisant un essai 10 non destructif avec le tube à extrémité ouverte de la présente invention Puis, on effectue une mesure de l'impédance du même matériau dans un essai destructif comme l'art antérieur Les impédances réelle et apparente seront, en général, différentes Le facteur de correction est le rapport 15 entre l'impédance réelle et l'impédance apparente Alors, on utilise de nouveau le tube à extrémité ouverte pour mesurer les impédances apparentes de matériaux échantillons On multiplie celles-ci par le facteur de correction pour obtenir des valeurs estimées des impédances réelles des échantil20 lons Naturellement, on suppose que les échantillons ont une structure et une composition quelque peu similaires à celles des matériau de référence, car cela n'aurait aucun sens, par exemple, de tirer un facteur de correction des mesures de l'impédance réelle et de l'impédance apparente de la mousse 25 de polystyrène et de multiplier les valeurs de la mesure de l'impédance apparente d'une brique en argile par le facteur de correction pour estimer l'impédance de la brique Il est important que les mesures des impédances
apparente et réelle soient effectuées sur la même zone du 30 matériau, telle que la zone 108 de la figure 4 On a constaté que, en général, les impédances acoustiques de zones différentes, telles que les zones 108 B108 H n'ont pas la même valeur En outre, les impédances réelles de ces zones (mesurées dans des essais destructifs) sont également différen35 tes Cependant, on a trouvé que le rapport entre les impé-
-7 dances réelle et apparente d'une zone particulière (par exemple, la zone 108) est sensiblement identique à celui d'une autre zone (par exemple, la zone 108 B) Cette découverte permet d'utiliser le facteur de correction décrit pré5 cédemment Par contraste, un second facteur de correction, différent, donné par le rapport entre l'impédance réelle d'une zone telle que la zone 108 et l'impédance apparente d'une autre zone telle que la zone 108 B donnera, en général, des résultats différents de ceux obtenus lorsqu'on emploie 10 le facteur de correction décrit précédemment L'utilisation
de ce facteur de correction différent n'est pas envisagée dans le mode de réalisation recommandé de la présente invention.
Pour décrire encore la présente invention à titre 15 de contraste, on pourrait prendre une moyenne représentative
des impédances réelles, telle que la moyenne des impédances apparentes des zones 108 B 108 H, puis la traiter comme représentative de l'impédance apparente de la zone 108 On pourrait alors utiliser le rapport entre l'impédance réelle 20 d'une zone telle que la zone 108 et cette impédance apparente représentative, comme troisième facteur de correction.
Cependant, on a remarqué que le rapport entre l'impédance réelle et l'impédance apparente dans une seule zone (par
exemple, la zone 108) donne un facteur de correction plus 25 précis C'est ainsi qu'on préfère utiliser le premier facteur dans la présente description.
On procédera maintenant à une discussion plus généralisée de considérations relatives à quelques principes pouvant s'appliquer à la présente invention. 30 CONSIDERATIONS GENERALES Les ondes acoustiques planes 9 de la figure 1, dans leur propagation à l'intérieur du matériau 12, sont maintenues à l'intérieur d'un guide d'ondes (à savoir la zone 36 du tube 3) en congruence (c'est-à-dire de mêmes dimen35 sions et de même forme de section droite) avec le guide d'ondes qu'elles traversent dans la zone 24 située à l'extérieur du matériau 12 Ainsi, le guide d'ondes (c'est-à-dire le tube 3) que voient les ondes qui progressent ne change
pas lorsqu'elles pénètrent dans le matériau 12.
Par conséquent, chaque molécule qui supporte les ondes planes dans les deux zones 24 et 36 peut être considérée comme animée d'un mouvement vibratoire de va-et-vient dans une direction perpendiculaire (c'est-àdire normale) à la surface 21 du matériau 12 Ainsi, on peut considérer 10 qu'une molécule représentée par le point 39 se déplace dans la direction des flèches 40 a et 40 b et non dans le sens (indiqué par les croix) des flèches 42 a et 42 b Vu d'une autre manière, le sens de la propagation acoustique est toujours normal (c'est-à-dire perpendiculaire) à la surface 21) dans 15 le matériau 12 (flèche 46); il n'y a pour ainsi dire aucune propagation transversale (c'est-à-dire qui ne soit pas normale à la surface 21 dans le sens de la flèche 48 à cause de
la congruence des zones 24 et 36 des guides d'ondes.
Certains matériaux comportent un guide d'ondes 20 propre en congruence avec le guide d'ondes du tube 2 Par exemple, comme représenté en figure 3, un feuilleté nid d'abeille 48 contient-des cellules circulaires 50 en nid d'abeille entre les couches extérieures 52 Si on aligne coaxialement le tube 2 (suivant l'axe 69) avec l'une des 25 cellules 50 comme le montre la figure et qu'on le place contre la couche 52 (aboutement non représenté), et s'il a y congruence entre cette cellule et le tube 2, il n'est pas alors nécessaire de découper une section du matériau 48 du nid d'abeille pour l'insérer dans le tube 2 comme en figure 30 1, mais on peut mettre coaxialement bout à bout le tube 2 et
une cellule 50 du matériau suivant la disposition déjà représentée pour la mesure d'impédance Dans ce cas, la paroi de la cellule 50 elle-même fonctionne de la même façon que la zone 36 du guide d'ondes de la figure 1 en s'opposant à 35 la propagation dans le sens transversal.
Cependant, il est rare que le matériau dont on veut mesurer l'impédance ait la forme d'un nid d'abeille circulaire dans lequel chaque cellule est en congruence avec le guide d'ondes du tube de mesure d'impédance En outre, si 5 tel était le cas, il serait difficile d'aligner le tube avec
une cellule pour les rendre coaxiaux, comme représenté en figure 2, car celle-ci est masquée par les couches extérieures 52.
En figure 5 on a représenté un feuilleté plus courant, qui comporte des couches extérieures 61 et 62 (la couche 62 étant perforée) et une matrice intermédiaire 65 formant noyau en nid d'abeille Les cellules 70 du nid d'abeille sont hexagonales et ne sont pas donc en congruence
avec le guide d'ondes cylindrique 3.
Le manque de congruence entre le guide d'ondes cyclindrique 3 et les cellules 70 du nid d'abeille hexagonal a pour conséquence que les ondes planes se propageant dans le guide d'ondes 3 pénètrent aussitôt, lors de leur entrée dans la matrice 65, dans un guide d'ondes présentant une forme et 20 des dimensions en coupe nouvelles La figure 6 en est une
illustration plus claire, o un tube cyclindrique 3 est en contact avec un guide d'ondes constitué d'un faisceau 115 de sept cellules hexagonales 70 Dans cette figure on a éliminé la couche extérieure 62 de la figure 5 afin de la rendre 25 plus claire.
La figure 6 est également représentée en plan Les ondes planes (non représentées) entrant dans le faisceau 115 acquièrent une composante de vitesse transversale (flèche 116) Les molécules d'air ne vibrent plus perpendiculaire30 ment à la surface (surface non représentée en figure 6) du
matériau du nid d'abeille Ainsi, le changement de forme du guide d'ondes au point 119, c'est-à-dire le passage d'un cylindre à un faisceau de sept tubes hexagonaux, a une répercussion sur la mesure de l'impédance.
On peut caractériser de la manière suivante les
254 ? 055
-10
structures et évènements faisant l'objet des figures 5 et 6.
La matrice intermédiaire 65 est constituée d'un matériau formé de cellules 70 ayant des parois 121 La couche 61 de la figure 5 présente une certaine dureté sur le plan acous5 tique et assume la fonction de la contre-plaque 18 de la figure 1 Par suite des différences de dimension et deforme en coupe du tube 3 par rapport à la frontière importante que constitue le faisceau 115, un défaut d'adaptation se trouve créé entre le guide d'ondes à l'extérieur du matériau 10 (c'est-à-dire le tube 3) et le guide d'ondes à l'intérieur de la matrice intermédiaire (c'est-à-dire le faisceau hexagonal 115) A l'intérieur de la matrice, il n'existe aucune frontière de guide d'ondes:
l)s'étendant dans la direction normale (flèche 15 123).
2)formée de parois de cellules, et 3)ayant des dimensions et une forme en coupe
semblables à celles du tube 3.
Une frontière cylindrique représentée en tirets en 20 125 remplit ces conditions Mais la frontière 125 n'existe pas en tant que composant physique Il s'agit là d'une frontière imaginaire Ainsi, une propagation transversale peut se produire qui traverse la frontière 125, contrairement à la situation de la figure 1, o des moyens (à savoir la zone 25 36 du guide d'ondes) sont mis en oeuvre pour diminuer la
propagation dans le sens transversal.
On notera que la propagation dans le sens transversal peut avoir d'autres origines que l'absence de congruence avec un guide d'ondes à l'intérieur du matériau Par 30 exemple, même dans le cas de la figure 3, si les parois des cellules présentent des trous tels que les trous 126, ceuxci permettent la propagation dans le sens transversal et on pour effet de diminuer la précision de la mesure d'impédance De tels trous sont présents dans les composants aéronau35 tiques en nid d'abeille pour assurer des fonctions telles
que le drainage de l'eau de pluie.
En liaison maintenant avec des aspects plus spécifique de l'invention, on peut utiliser la présente méthode d'essai non destructif pour la mesure de l'impédance acous5 tique dans un processus de contrôle de qualité de la fabrication des matériaux Par exemple, on-procède d'abord à un essai non destructif d'un matériau de référence dont on connaît la structure et la composition apparente en un endroit donné de sa surface au moyen du tube à extrémité ouverte, 10 puis à un essai destructif pour déterminer l'impédance réelle audit endroit en utilisant le tube 2 de la figure 1 Le facteur de correction s'obtient en suivant la méthode décrite plus haut On mesure alors l'impédances apparente d'un autre matériau, échantillon, dans un essai non-destructif en 15 suivant la présente invention On multiplie l'impédance apparente par le facteur de correction pour trouver l'impédance réelle estimée de l'échantillon L'écart entre l'impédance réelle estimée de l'échantillon et l'impédance réelle mesurée du matériau de référence montre que soit la structure, 20 soit la composition de l'échantillon ne correspondent pas à
celles du matériau de référence Par exemple, un mauvaix collage du nid d'abeille de la matrice intermédiaire 65 sur les couches 61 et 62 peut se traduire par un excès de colle et le colmatage des perforations 129 par la colle ou par une 25 insuffisance de colle et donc une faiblesse de la jonction.
Ces deux situations ont une répercussion sur l'impédance acoustique et on peut mesurer ce changement avec le tube à
extrémité ouverte décrit précédemment.
La bride 77 en caoutchouc durci permet de minimi30 ser la fuite du son entre le guide d'ondes et la surface de
l'échantillon de matériau pendant la mesure de l'impedance acoustique apparente La bride flexible 77 permet également d'effectuer des mesures sur des surfaces présentant une certaine courbure On a pu ainsi mesurer une surface générale35 ment cylindrique ayant un rayon d'environ 110 cm.
On vient de décrire une invention permettant la mesure in situ, fondée sur certaines déductions, non destructive, de l'impédance acoustique d'un matériau Dans ladite invention, on mesure l'impédance acoustique apparente 5 d'un matériau de référence en établissant une configuration d'ondes stationnaires dans un guide d'ondes en aboutement avec le matériau en un endroit repéré On mesure alors, selon la présente invention, l'impédance acoustique réelle du même matériau en le découpant à l'endroit repéré et en ef10 fectuant la mesure suivant une manière destructive connue de
la technique On fait le rapport entre les deux impédances.
On obtient ainsi le facteur de correction s'appliquant à la réalisation particulière du matériau de référence On répète la mesure de l'impédance apparente pour des échantillons de 15 même réalisation afin d'obtenir les impédances apparentes de ces matériaux On rectifie ces impédances apparentes en appliquant le facteur de correction et compare le résultat à l'impédance du matériau de référence mesurée dans l'essai destructif effectué avec le tube de mesure d'impédance. 20 L'invention permet de mesurer les propriétés d'absorption du
son des matériaux, par exemple des nacelles de moteurs d'avion, et de procéder à des opérations de contrôle de qualité de matériaux feuilletés au cours de leur fabrication.
En outre, on peut appliquer la présente invention à des ma25 tériaux autres que les feuilletés On peut en envisager l'application à des feuilles en mousse, à des carreaux acoustiques et des revêtements, pour ne citer que ces trois cas.
Dans la description venant d'être faite, on a uti30 lisé l'expression impédance acoustique Il y a lieu de reconnartre que l'impédance acoustique est tirée si facilement du coefficient de réflexion d'un matériau que, dans le but d'interpréter le domaine des revendications, la mesure du coefficient de réflexion d'un matériau peut être équivalente 35 à celle de l'impédance Ainsi la référence des revendica-
tions à la mesure de l'impédance acoustique doit être interprétée comme se rapportant aussi à la mesure du coefficient
de réflexion.
On a décrit la mesure par essai destructif de ma5 tériaux dans le but d'obtenir l'impédance acoustique réelle,
par opposition à l'impédance acoustique apparente Cependant, cela n'est pas rigoureusement nécessaire, car l'objectif est de connaître l'impédance réelle Il se peut que le fabricant puisse indiquer la valeur de l'impédance réel10 le; sinon on a la possibilité de la déterminer.
Claims (4)
1 Procédé permettant de déduire l'impédance acoustique réelle d'un matériau échantillon dont la structure et la composition sont semblables à celles d'un matériau 5 de référence ayant une impédance acoustique connue, caractérisé en ce qu'il consiste à: a) mettre en aboutement d'un guide d'ondes ( 72 contre un premier matériau échantillon; b) projeter une énergie acoustique ( 94); par l'in10 termédiaire du guide d'ondes, sur le premier matériau échantillon afin d'établir une configuration d'ondes stationnaires dans le guide d'ondes; c) obtenir une première impédance acoustique appa15 rente du premier matériau échantillon basée sur la configuration d'ondes stationnaires de l'étape ( 6); d) obtenir un facteur de correction basé sur l'impédance acoustique connue et la première impé20 dance apparente trouvée dans l'étape (c); e) répéter les étapes (b) et (c), mais pour un second matériau-échantillon, afin d'obtenir une seconde impédance apparente de l'échantillon; f) déduire l'impédance réelle du second matériau 25 échantillon de l'étape (e) en fonction de la seconde impédance apparente de l'échantillon de l'étape (e) et du facteur de correction donné
par l'étape (d).
2 Procédé de mesure de l'impédance acoustique 30 d'un matériau feuilleté ( 48, 61-62) en utilisant l'énergie acoustique se propageant dans un guide d'ondes acoustiques, le matériau feuilleté contenant un guide d'ondes de substitution ( 50, 115) pouvant être défini en son intérieur, lequel s'étend généralement dans la même direction que le gui35 de d'ondes acoustiques ( 3, 72), mais présente des dimensions et une forme en coupe différentes à celles du guide d'ondes acoustiques, caractérisé en ce qu'il consiste à: a) mesurer une impédance apparente du matériau par un mode opératoire comprenant l'aboutement 5 du guide d'ondes ( 72) et du matériau à un certain endroit ( 108) et l'établissement d'une configuration d'ondes stationnaires ( 94) d'énergie acoustique à l'intérieur du guide d'ondes; b) mesurer l'impédance réelle du matériau au même endroit que dans l'étape (a) par un mode opératoire comprenant l'insertion d'un segment découpé du matériau dans un tube de mesure d'impédance ( 2) et l'établissement d'une configura15 tion d'ondes stationnaires à l'intérieure du tube; c) calculer un facteur de correction en fonction des impédances réelle et apparente; d) mesurer une impédance apparente du matériau 20 échantillon par un mode opératoire comprenant l'aboutement du guide d'ondes et du matériau échantillon et l'établissement d'une configuration d'ondes stationnaires d'énergie acoustique à l'intérieur du guide d'ondes; e) calculer l'impédance réelle du matériau échantillon en fonction du facteur de correction et
de l'impédance apparente de l'échantillon.
3 Procédé comprenant l'utilisation d'un guide d'ondes acoustiques, pour la mesure de l'impédance acousti30 que d'un matériau feuilleté échantillon dans lequel on peut définir des directions orthogonale et transversale, présentant une première face extérieure ( 61) ayant certaine dureté sur le plan acoustique, et une seconde face extérieure ( 62), et comportant une matrice cellulaire intérieure ( 65) telle 35 qu'il n'existe aucune frontière dans la matrice qui: i) comprend les parois ( 121) des cellules ( 70), ii) s'étend dans la direction normale, iii) diminue la propagation acoustique dans les directions transversales, iv) a des dimensions et une forme semblables à la forme et aux dimensions en coupe du guide d'ondes acoustiques, caractérisé en ce qu'il consiste à: a) mesurer l'impédance acoustique réelle d'un ma10 tériau de référence ayant une structure et une composition similaires à celles du matériau échantillon; b) mesurer l'impédance acoustique apparente du matériau de référence sans prendre des disposi-15 tions actives pour diminuer la propagation acoustique transversale; c) obtenir un facteur de correction basé sur les valeurs des impédances réelle et apparente selon une formule prédéterminée; 20 d) mesurer le coefficient de réflexion apparente du matériau échantillon d'une manière similaire à celle effectuée dans l'étape (b); e) déduire l'impédance acoustique réelle du matériau échantillon à partir du coefficient de ré25 flexion apparente obtenu dans l'étape (d) et du
facteur de correction résultant de l'étape (c) selon une formule prédéterminée.
4 Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le facteur de correction obtenu dans l'étape (c) 30 est égale au rapport entre l'impédance acoustique réelle du matériau de référence et l'impédance acoustique apparente
mesurée dans l'étape (b).
,Procédé selon la revendication 3, caractérisé en
ce qu'on obtient le coefficient de réflexion réelle déduit 35 lors de l'étape (e) en multipliant le coefficient de réfle-
xion apparente mesuré dans l'étape (d) par le facteur de correction. 6 Procédé de compensation de la propagation acoustique transversale qui se produit à l'intérieur d'un 5 matériau lors de la mesure de l'impédance acoustique dudit matériau, caractérisé en ce qu'il consiste à: a) mesurer l'impédance acoustique réelle du matériau de référence, cette mesure comportant l'utilisation d'un moyen ( 3, 36) permettant de 10 diminuer la propagation acoustique transversale à l'intérieur du matériau; b) mesurer une impédance acoustique apparente du matériau de référence, cette mesure comportant la non-utilisation du moyen ( 3, 36) permettant 15 de diminuer la propagation acoustique transversale à l'intérieur du matériau; c) obtenir un facteur de correction basé sur les coefficients de réflexion réelle et apparente; d) répéter la mesure effectuée dans l'étape (b), 20 mais sur le matériau échantillon; e) appliquer le facteur de correction au coefficient de réflexion apparente mesuré -lors de l'étape (e)o
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/499,641 US4537630A (en) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | Acoustic impedance measurement |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2547055A1 true FR2547055A1 (fr) | 1984-12-07 |
FR2547055B1 FR2547055B1 (fr) | 1988-01-22 |
Family
ID=23986087
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR8408211A Expired FR2547055B1 (fr) | 1983-05-31 | 1984-05-25 | Procede de mesure de l'impedance acoustique |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4537630A (fr) |
JP (1) | JPS6040923A (fr) |
DE (1) | DE3419515A1 (fr) |
FR (1) | FR2547055B1 (fr) |
GB (1) | GB2140919B (fr) |
IT (1) | IT1178477B (fr) |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4732039A (en) * | 1985-12-26 | 1988-03-22 | General Electric Company | Acoustic impedance measurement |
US4768379A (en) * | 1986-07-25 | 1988-09-06 | Grumman Aerospace Corporation | Method and apparatus for determining flow resistance of fully assembled acoustic liners |
FR2669730B1 (fr) * | 1990-11-23 | 1993-01-22 | Thomson Csf | Methode intensimetrique pour mesurer des caracteristiques acoustiques d'un baffle. |
US5377546A (en) * | 1992-01-29 | 1995-01-03 | Grumman Aerospace Corporation | Multi-degree linear liner impedance testing device |
DE4329246C2 (de) * | 1993-08-31 | 2002-10-24 | Eckard Mommertz | Verfahren zur Bestimmung der frequenzabhängigen Reflexionseigenschaften von Wandmaterialien |
AUPM919794A0 (en) * | 1994-11-01 | 1994-11-24 | Unisearch Limited | System for real time measurement of impedance spectra or transfer functions of acoustic and mechanical systems |
FR2758186B1 (fr) * | 1997-01-09 | 1999-02-05 | Snecma | Procede non destructif pour estimer le vieillissement d'une piece en materiau composite |
US6119521A (en) * | 1998-04-20 | 2000-09-19 | Northrop Grumman Corporation | Apparatus and method for measuring the acoustic properties of acoustic absorbers |
US6134968A (en) * | 1999-07-19 | 2000-10-24 | The Boeing Company | Portable acoustic impedance measurement system |
US6487909B2 (en) * | 2001-02-05 | 2002-12-03 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Acoustic waveguide sensing the condition of components within gas turbines |
JP5721483B2 (ja) * | 2011-03-16 | 2015-05-20 | フォスター電機株式会社 | 音響特性測定装置 |
JP5642000B2 (ja) * | 2011-03-25 | 2014-12-17 | フォスター電機株式会社 | 音響特性測定装置 |
CN102651843B (zh) * | 2012-02-23 | 2014-07-23 | 北京航天计量测试技术研究所 | 宽频带低失真等幅值等相位校准用驻波管耦合腔 |
GB2519142B (en) * | 2013-10-11 | 2016-09-28 | Univ Manchester | Signal processing system and method |
US20150369688A1 (en) * | 2014-06-19 | 2015-12-24 | Wistron Corporation | Microphone seal detector |
CN104034808A (zh) * | 2014-07-04 | 2014-09-10 | 宁夏大学 | 多孔材料变梯度高温声学性能测试装置 |
CN104407056B (zh) * | 2014-11-28 | 2017-11-07 | 歌尔股份有限公司 | 吸声材料阻抗特性及扩容性能测试装置及测试方法 |
WO2016087719A1 (fr) | 2014-12-04 | 2016-06-09 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Procédé et système de caractérisation de propriétés mécaniques et thermiques |
EP3288294B1 (fr) * | 2016-08-26 | 2019-07-17 | Interacoustics A/S | Compensation in situ de mesures acoustiques |
WO2019159339A1 (fr) * | 2018-02-16 | 2019-08-22 | ニチアス株式会社 | Dispositif de mesure de caractéristique sonore à incidence orthogonale et procédé de mesure de caractéristique sonore à incidence orthogonale |
JP6326184B1 (ja) * | 2018-02-20 | 2018-05-16 | ニチアス株式会社 | 垂直入射音響特性測定装置及び垂直入射音響特性測定方法 |
JP6326183B1 (ja) * | 2018-02-20 | 2018-05-16 | ニチアス株式会社 | 垂直入射音響特性測定装置及び垂直入射音響特性測定方法 |
CN111487324A (zh) * | 2020-04-28 | 2020-08-04 | 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 | 一种声学阻抗管 |
CN118275543B (zh) * | 2024-06-04 | 2024-09-27 | 常州禄泽新材料科技有限公司 | 一种隔音垫声阻测试设备 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2394461A (en) * | 1943-10-06 | 1946-02-05 | Bell Telephone Labor Inc | Means for and method of measuring the impedance and reflection coefficients of surfaces |
US3346067A (en) * | 1966-03-16 | 1967-10-10 | Bell Telephone Labor Inc | System for determining acoustic reflection coefficients |
US4397187A (en) * | 1981-08-17 | 1983-08-09 | Ford Motor Company | Chamber for tesing acoustical transmission loss characteristics of sheet materials |
US4445378A (en) * | 1982-11-24 | 1984-05-01 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Acoustic ground impedance meter |
-
1983
- 1983-05-31 US US06/499,641 patent/US4537630A/en not_active Expired - Fee Related
-
1984
- 1984-05-09 GB GB08411734A patent/GB2140919B/en not_active Expired
- 1984-05-21 IT IT21027/84A patent/IT1178477B/it active
- 1984-05-25 DE DE19843419515 patent/DE3419515A1/de not_active Ceased
- 1984-05-25 FR FR8408211A patent/FR2547055B1/fr not_active Expired
- 1984-05-30 JP JP59108738A patent/JPS6040923A/ja active Granted
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2394461A (en) * | 1943-10-06 | 1946-02-05 | Bell Telephone Labor Inc | Means for and method of measuring the impedance and reflection coefficients of surfaces |
US3346067A (en) * | 1966-03-16 | 1967-10-10 | Bell Telephone Labor Inc | System for determining acoustic reflection coefficients |
US4397187A (en) * | 1981-08-17 | 1983-08-09 | Ford Motor Company | Chamber for tesing acoustical transmission loss characteristics of sheet materials |
US4445378A (en) * | 1982-11-24 | 1984-05-01 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Acoustic ground impedance meter |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
JOURNAL OF THE ACOUSTICAL SOCIETY OF AMERICA, vol. 68, no. 3, septembre 1980, pages 914-921, Acoustical Society of America, New York, US; J.Y. CHUNG et al.: "Transfer function method of measuring in-duct acoustic properties. II. Experiment" * |
JOURNAL OF THE ACOUSTICAL SOCIETY OF AMERICA, vol. 73, no. 6, juin 1983, pages 2180-2186, Acoustical Society of America, New York, US; A.J. ZUCKERWAR: "Acoustic ground impedance meter" * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH051890B2 (fr) | 1993-01-11 |
DE3419515A1 (de) | 1984-12-06 |
GB8411734D0 (en) | 1984-06-13 |
IT8421027A1 (it) | 1985-11-21 |
GB2140919A (en) | 1984-12-05 |
JPS6040923A (ja) | 1985-03-04 |
IT8421027A0 (it) | 1984-05-21 |
US4537630A (en) | 1985-08-27 |
FR2547055B1 (fr) | 1988-01-22 |
IT1178477B (it) | 1987-09-09 |
GB2140919B (en) | 1987-03-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FR2547055A1 (fr) | Procede de mesure de l'impedance acoustique | |
EP1562034B1 (fr) | Procédé de mesure de l'adhérence d'un revêtement sur un substrat par couplage acoustique d'un transducteur au moyen d'une couche mince | |
EP0129566B1 (fr) | Procede ultrasonique de mesure de contrainte dans un boulon ou piece analogue, adapte a ce procede | |
Ho et al. | Measurements of sound transmission through panels of locally resonant materials between impedance tubes | |
EP0886131B1 (fr) | Dispositif de mesure de bruit dans un conduit parcouru par un fluide. | |
WO2008095793A1 (fr) | Procede de mesure de la pression et/ou de la masse molaire d'un gaz dans une enceinte, et ensemble de mesure correspondant | |
EP2271928B1 (fr) | Procédé et dispositif de contrôle non-destructif par ultrasons de la porosité d'une pièce en matériau composite | |
EP3044580B1 (fr) | Procédé de contrôle non-destructif par ultrasons d'une pièce par analyses d'échos | |
EP0777852A1 (fr) | Dispositif de mesure ultrasonore d'une quantite volumique d'un fluide a proprietes acoustiques ameliorees | |
WO2017089688A1 (fr) | Procede et dispositif pour estimer la reverberation acoustique | |
WO2018104666A1 (fr) | Procede et dispositif de controle d'un collage entre deux substrats | |
FR2916853A1 (fr) | Prevision par ultrasons de la deformation d'une piece. | |
EP1608960B1 (fr) | Procede et dispositif de mesure acoustique de caracteristique physique de materiaux poroelastique | |
Mo et al. | An iterative transfer matrix approach for estimating the sound speed and attenuation constant of air in a standing wave tube | |
WO2021099727A1 (fr) | Procédé de détection de défaut par focalisation d'ondes ultrasonores générés par impulsion laser | |
EP2110654A2 (fr) | Test non destructif d'un coupleur optique intégré dans un circuit optique intégré | |
FR2901612A1 (fr) | Dispositif de mesure d'un parametre d'un fluide en ecoulement utilisant un transducteur a pointes | |
FR3020683A1 (fr) | Dispositif et procede de caracterisation d'une interface d'une structure | |
FR3051959A1 (fr) | Procede et dispositif pour estimer un signal dereverbere | |
WO2023247639A1 (fr) | Transducteur ultrasonique pour application à haute température | |
EP3224571B1 (fr) | Dispositif de caractérisation par interférométrie, et procédé correspondant | |
FR2970337A1 (fr) | Procede de caracterisation ultrasonore conjointe de l'epaisseur et du taux de porosite de materiaux ayant des proprietes ultrasonores attenuantes | |
FR3136858A1 (fr) | Procede de mesure de l’epaisseur et procede de mesure de la densite d’une eprouvette en materiau composite a matrice ceramique | |
FR2835922A1 (fr) | Amelioration aux procedes de mesures echometriques sur une ligne et dispositif de mise en oeuvre | |
Liu et al. | Characterization system for the backscattering of thin films on super-smooth optical surfaces |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |