WO1996028726A1 - Device for sensing rime or the like - Google Patents

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WO1996028726A1
WO1996028726A1 PCT/FR1996/000351 FR9600351W WO9628726A1 WO 1996028726 A1 WO1996028726 A1 WO 1996028726A1 FR 9600351 W FR9600351 W FR 9600351W WO 9628726 A1 WO9628726 A1 WO 9628726A1
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WO
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face
interface
ultrasonic
bodies
transducer
Prior art date
Application number
PCT/FR1996/000351
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French (fr)
Inventor
Jacques Lewiner
Stéphane HOLE
Original Assignee
Jacques Lewiner
Hole Stephane
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Application filed by Jacques Lewiner, Hole Stephane filed Critical Jacques Lewiner
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D15/00—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft
    • B64D15/20—Means for detecting icing or initiating de-icing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/09—Analysing solids by measuring mechanical or acoustic impedance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/025—Change of phase or condition
    • G01N2291/0251—Solidification, icing, curing composites, polymerisation
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    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10—Number of transducers
    • G01N2291/105—Number of transducers two or more emitters, two or more receivers

Definitions

  • Gyre deposit detector or the like.
  • the invention relates to devices for detecting the presence of a layer of frost or similar substance (water, de-icing product, etc.) on the surface of a support and / or for studying such a layer, for example in view to determine its nature and / or thickness.
  • these devices are of particular interest in the field of aircraft, where the deposit of frost on the wings, and in particular on the leading edges of these wings, can have sometimes serious drawbacks (aerodynamic disturbances ⁇ ques, local seizures ...) justifying the immediate implementation of appropriate safety procedures.
  • the invention relates more particularly among the devices of the type in question, those which use ultrasonic waves and which exploit the phenomenon of reflection of these waves on an interface composed by the support considered and by its possible coating.
  • the characteristics of the ultrasonic waves reflected on such an interface indeed depend on the acoustic impedances characteristic of the two media (support and coating) composing this interface, as well as on the angle of incidence of the incident wave on the interface.
  • the characteristic acoustic impedances expressed in kg.m “2 .s " 1 , unit which will be called “Rayleigh” or “Rayl” in the following, are The order of:
  • the reflection coefficient considered is -0.99 if the surface of this support is clean and therefore directly exposed to air while it drops to -0.85 if said surface is coated with a film of water and to -0.62 if the water film is replaced by ice.
  • the amplitude of the wave reflected by the interface is lower if the support is covered with water than if its surface is clean and directly exposed to the open air and it is even lower if the water is replaced by ice.
  • the absolute measurements to be made then require delicate calibrations and, ultimately, the corresponding devices only allow the presence or absence of frost to be determined: they are not precise enough to make it possible to distinguish whether the coating of the support consists of a material other than frost, and in particular with water or a de-icing product.
  • the acoustic impedance of the medium in which the ultrasonic study wave travels undergoes, at the interface, a variation which then changes direction and the reflected wave then changes mode, being out of phase only in one of the two cases.
  • the object of the invention is, among other things, to remedy this drawback.
  • the detection devices according to the invention also comprise, in a manner known per se, on the one hand, a homogeneous body acting as the seat of the ultrasonic study waves and made of a material which has the surface same receptivity to superficial deposits as the surface to be checked, body arranged so as to present an interface exposed to the same conditions of deposition as said surface, and on the other hand, an operating circuit comprising an ultrasonic transducer attached to a second face of said body, suitable for emitting ultrasonic waves from study in this body and an ultrasonic transducer attached to a third face of the body to form an electrical signal representative of each ultrasonic wave reflected on the interface of this body, and they are essentially characterized in that they further comprise, on the one hand, a second homogeneous body made of the same material as the first body and having like the first an interface, a second face and a third face reserving between them for the ultrasonic waves a path identical or "substantially identical" to that reserved for these waves in the first body
  • substantially identical paths which qualifies above the two paths reserved for the ultrasonic waves in the two bodies respectively, is meant two paths whose total lengths differ from each other only by a predetermined multiple of half lengths d wave of the considered waves: such a difference is not opposed to a clear selective identi ⁇ fication of the two corresponding reflected waves.
  • the information finally displayed is generally directly related to the difference or the sum of the two reflection coefficients corresponding respectively to the interfaces of the two bodies, depending on whether the acoustic impedance of the reference material is included in the first or in the second range above, said difference or sum changing sign when the "water” coating which makes up the interface of the first body is replaced by ice or vice versa.
  • the acoustic impedances G 'and E' which delimit the second range are such that the reflection coefficients corresponding respectively to these two "limit" impedances are equal, but of opposite signs, to those corresponding respectively to impedances G and E.
  • the two bodies of the detector device are made of an aluminum alloy, the acoustic impedance of which is equal to 17 MRayl, the two limits indicated for the two ranges above are respectively 1.4 and 4 MRayl for the first and 72 and 200 MRayl for the second and correspond to respective reflection coefficients: - from -0.85 and -0.62 for the first range, and from +0.62 and +0.85 for the second fork.
  • a material of the first type is for example the superpolyamide known under the commercial designation NYLON 6- 6 having an acoustic impedance of 2.9 MRayl and, in the hypothesis which has just been advanced where the impedance X is of the order of 17 MRayl, a material of the second type is for example tungsten, having an impedance 100 MRayl acoustics.
  • the only interface exposed to the external deposits to be monitored is that of the first body, and since it has exactly the same physical characteristics with respect to said deposits (conductivity or thermal capacity, hydrophilicity, roughness ...) that the surface to be checked, generally metallic, is subject to the same deposits as this surface: in general, the same material is chosen to constitute said body and said surface.
  • the reference layer which is deposited on the interface of the second body - or more precisely which composes this interface with this second body - is not intended to be itself covered by the layers of frost or other to be monitored, or even to be crossed by ultrasonic study waves, but its property, exploited by the above-referenced document, to fundamentally modify the principle of operation when the aqueous deposit on the first interface passes from the the liquid state in the solid state or vice versa is here preserved.
  • the electrical signal S represents the difference between the two electrical signals representative of the ultrasonic waves reflected respectively by the interfaces of the two body or the sum of these two signals depending on whether the acoustic impedance of the reference material is included in the first or in the second fork
  • the operating assembly comprises, in addition to an ultrasonic emission transducer attached on the second face of each of the two bodies and of a reception transducer attached to the third face of each body, a clock capable of emitting electrical pulses at a frequency F, a generator of bursts of pulses electrics at ultrasonic frequency sent to the transmitting transducers, triggered by the clock output, a receiving circuit capable of receiving the electrical signals formed by each receiving transducer and of developing, as appropriate, by subtraction or addition of an electrical signal S representative of the difference or the sum between the waves reflected respectively on the free faces or "interfaces" of the two bodies, a delay circuit mounted between the clock and the receiver circuit
  • the invention includes, apart from these main provisions, certain other provisions which are preferably used at the same time and which will be more explicitly discussed below.
  • FIGS 1, 2, 3 and 4 of this drawing show respectively, very schematically, four separate embodiments of a frost detector according to the invention.
  • the support 1 is for example an aircraft wing, or more precisely the leading edge of such a wing, generally made of a metal such as an aluminum alloy.
  • layer 2 of frost or “analog” here is meant essentially water in its liquid or solid state (frost or ice), or even in an intermediate state comparable to melted snow, as well as the products, generally liquid, provided for defrosting.
  • first body or block 3 made of the same material as the support 1, having a flat or curved free face L, preferably polished.
  • This body is drawn - with dimensions that are in general of the order of cm- so as to be able to be inserted in the support 1 in such a way that the two surfaces L and A merge and extend without disconti ⁇ nuity.
  • the free face L is therefore exposed to any external deposits of water, frost, etc. in exactly the same way as the surface A of the support 1.
  • the body 3, which is intended to be traversed by ultrasonic study waves, has a second flat face M against which an electroacoustic transducer 4 is applied.
  • This transducer 4 constituted in particular by a piezoelectric ceramic, is capable of emitting into the body 3 an ultrasonic wave in the direction perpendicular to the plane of the face M when it is excited by a burst of suitable electrical pulses at ultrasonic frequency (for example between 1 and 10 MHz) burst can be limited to a single pulse - from a generator 5.
  • This wave is reflected at least in part by the free face L.
  • the reflection coefficient depends on the angle of incidence ⁇ and the impedances Z (or X) and Z 2 (or E, or G, or other) of the two materials constituting the body 3 and its coating 2.
  • a second body or block 6 which is made of the same material as the first body 3, which has like the first a free face L 'and a second face M' and which defines inside its volume , for ultrasonic waves, from an emission transducer 7 attached to its f ce M ', a path strictly identical to that traversed by said waves in the body 3, (or “substantially” identical to the latter path, in the sense defined above).
  • the free face L ′ is also coated externally, which is in no way exposed, as is the free face L, to any external deposits of water, frost, etc., by a layer 8 of a material of reference of one of the two types defined above, that is to say the characteristic acoustic impedance Z 3 of which is between that of water (1.4 MRayl) and that of ice (4 MRayl ), upper limit included, or, which ultimately amounts to the same, with a few modifications to the operating circuit, between the other two limits E 'and G * defined above, which are equal to 72 and 200 MRayl if the bodies 3 and 6 are made of aluminum alloy.
  • the thickness of the layer 8 must be greater than the wavelength of the ultrasonic study waves, and is generally greater than 0.5 mm, being in particular of the order of mm.
  • the transducer 7 is excited by the same bursts of electrical pulses, coming from the generator 5, as the transducer 4.
  • the reference material 8 is of the "first type" defined above (Z 3 between 1.4 and 4.1 MRayl).
  • the coating 2 present at the interface L is water, its acoustic impedance Z 2 is greater than that Z 3 of the layer 8 delimiting the interface L 'and the absolute value of the reflection coefficient of the ultrasonic waves on l 'interface L is then higher than the absolute value of the coefficient corresponding to interface L': the amplitude of the wave reflected on the interface L is therefore greater than that of the wave reflected on the interface L ' and the difference between these two amplitudes is positive. It is the opposite if the water constituting the coating 2 is replaced by ice, the amplitude of the wave reflected on the interface L then becoming less than that of the wave reflected on the interface L 'and the difference between these two amplitudes becoming negative.
  • the inversion of the sign of the reflected wave can result in a phase shift of ⁇ of this wave, which is also more easy to detect than a simple amplitude modification.
  • the reasoning is the same except that the reflection coefficients corresponding to the two interfaces L and L ' are then of opposite signs and no longer of the same sign, so that the previous cancellation results - with sign changes on both sides - can still be obtained, but by summations and no longer by subtractions.
  • the two bodies 3 and 6 are completely identical and each have, in addition to two faces L and M (or L 'and M *) a third face N (or N') which is symmetrical of the face M (or M ') with respect to the plane perpendicular to the interface L (or L') passing through the point of incidence of the waves ultrasonic on this face.
  • each of the two faces M and N (or M 'and N') is inclined by the angle of incidence ⁇ on said face L (or L '), angle for example equal to 45 degrees.
  • an ultrasonic reception transducer (9, 10) of the same type as the emission transducers 4, 7, suitable for receiving the reflected ultrasonic waves and for transforming them into electrical signals.
  • the operating circuit of the assembly comprises, in addition to the transducers 4, 7, 9 and 10 and the pulse generator 5: a clock 11 imposing the rate of the measurements and transmitting at a given frequency F (for example 100 Hz) very short synchronization pulses applied to the generator 5 to cause the latter to trigger the emission of a burst of one or more electrical pulses at an ultrasonic frequency, a comparator 12 receiving the electrical signals collected at the outputs of the two transducers 9 and 10 and possibly associated with a shaping and / or amplification circuit, suitable for producing an electrical signal S representative of the difference or the sum between the two above electrical signals, depending on whether the reference material is of the "first" or "second” type defined above, difference or sum which is directly linked to the acoustic impedance of the covering 2 and therefore to the nature of this dream
  • a decision or sampling device 13 mounted at the output of the comparator 12 and capable of taking or reading from the signal S the portions of the latter in which the useful information is located, a delay circuit 14 interposed between the time ⁇
  • each circuit 16 makes it possible to modify one of the reflection coefficients, as if the acoustic impedance of the reference material 8 was slightly modified.
  • this reference material 8 is of the "first type"
  • the display made at 15 amounts to indicating whether the acoustic impedance Z 2 of the external covering 2 is greater or less than that Z 3 of said reference material, i.e. if this coating consists of water or ice.
  • FIG. 2 essentially differs from that of FIG. 1 in that one of the four transducers 7 is here polarized in the opposite direction to the others whereas they were all identically polarized previously.
  • connection point is materialized by a voltage divider 17 which can be constituted by a resistor or by a capacitor and which comprises multiple outputs 18.
  • a detector member 19 possibly associated, like the comparator above, with shaping and / or amplification circuits and, from there, to members 13 and 15.
  • the information collected respectively on the different outputs 18 correspond to different apparent values of the acoustic impedance Z 3 of the reference, which makes it possible to determine several ranges for the value of the impedance Z 2 and therefore to refine the displayed information, a distinction can be made in particular between two liquid coatings 2 constituted respectively by water and by a de-icing product.
  • the information displayed at 15 can be limited simply to the positive or negative sign of the electrical signal concerned.
  • the embodiment of FIG. 3 essentially differs from the previous ones in that the two ultrasonic transducers assigned to each of the two bodies 3 and 6 are constituted by a single and same transducer (21 for the body 3, 22 for the body 6 ) serving both the emission and the reception of ultrasonic waves.
  • each ultrasonic wave on the interface L or L ' is normal.
  • the previous pulse generator 5 is here duplicated and replaced by two identical and synchronized pulse generators 23, 24 and the comparator 12 is here replaced by two analog-digital converters 25, 26 supplied respectively by the electrical outputs of the two transducers 21 and 22 and supplying a microprocessor 27 suitable for establishing comparisons and to display directly on the device 15 the values of the impedances of the various coatings 2.
  • FIG. 4 differs from the previous one in that it comprises a single ultrasonic transducer 28 having two parallel faces joined respectively to two plane faces, of the two bodies 3 and 6, themselves parallel to the interfaces L and L 'of these bodies, the incidences of the ultrasonic waves on the latter being still here normal.
  • the reference layer 8 should be made up of one of the materials of the second type defined above, a material such as tungsten.
  • the operating device is here simplified since it essentially involves determining the sign of the differential electrical signal collected at the output of the single transducer 28.
  • Each of the devices described above can be used to measure the thickness of the layer of frost or ice 2 deposited at the interface L of the first body.
  • the reference layer 8 With a material whose characteristic acoustic impedance is equal to that of ice (4 MRayl) or its equivalent, of the order of 72 MRayl, for the solutions of " second type ".
  • the subtraction (or addition) of the electrical signals corresponding to the two bodies 3 and 6 is linked to said thickness, the result of said operation removing everything relating to the portions of ultrasonic waves which are reflected on the interface L or L 'so as to leave in the operating circuit only the ultrasonic wave portion which has successively passed in both directions the layer of ice to be measured 2 and which has been reflected on the outer face of this layer: the thickness to be measured is then equal to the product of the delay due to this double crossed by the speed of sound in ice, which is a well-known constant.
  • This detector has a certain number of advantages compared to those previously known, and in particular the following: - the detections which it makes possible, in particular with regard to the transformation of water into ice and conversely, are carried out with reliability and precision, given the very principle used for these detections, which involves differences in sign and not only in degree, the parallel mounting of the two ultrasonic channels comprising reflections on the surface deposit of frost or other respectively to detect and on the reference material makes it possible to separate these two paths and therefore to adopt a reference material which is ill suited to such a surface deposit.

Abstract

Rime or the like (2) on the surface (A) of a metal object (1) may be sensed by inserting therein a body (3) made of an identical material and having a flush interface (L), exposing it to ultrasonic waves that are reflected by said interface, providing a second body (6) through which ultrasonic waves travel along the same paths as in the first body, and exposing the second body to ultrasonic waves identical to the first ultrasonic waves. A reference layer (8) consisting of a material with an acoustic impedance of 1.4-4.1 MRayl or 72-100 MRayl is positioned on the interface (L') of said second body, and the differences between or sums of the electrical signals corresponding to the ultrasonic waves reflected by both interfaces are determined and used.

Description

Détecteur de dépôt de giyre ou analogue.Gyre deposit detector or the like.
L'invention est relative aux dispositifs pour détecter la présence d'une couche de givre ou substance analogue (eau, produit de dégivrage...) sur la surface d'un support et/ou pour étudier une telle couche, par exemple en vue d'en déterminer la nature et/ou l'épais¬ seur.The invention relates to devices for detecting the presence of a layer of frost or similar substance (water, de-icing product, etc.) on the surface of a support and / or for studying such a layer, for example in view to determine its nature and / or thickness.
A titre d'exemple non limitatif, ces dispositifs présentent un intérêt particulier dans le domaine des aéronefs, où le dépôt de givre sur les ailes, et notamment sur les bords d'attaque de ces ailes, peut présenter des inconvénients parfois sérieux (perturbations aérodynami¬ ques, grippages locaux...) justifiant la mise en oeuvre immédiate de procédures de sécurité appropriées.By way of nonlimiting example, these devices are of particular interest in the field of aircraft, where the deposit of frost on the wings, and in particular on the leading edges of these wings, can have sometimes serious drawbacks (aerodynamic disturbances ¬ ques, local seizures ...) justifying the immediate implementation of appropriate safety procedures.
L'invention vise plus particulièrement parmi les dispositifs du genre en question, ceux qui mettent en oeuvre des ondes ultrasonores et qui exploitent le phénomène de réflexion de ces ondes sur une interface composée par le support considéré et par son revêtement éventuel.The invention relates more particularly among the devices of the type in question, those which use ultrasonic waves and which exploit the phenomenon of reflection of these waves on an interface composed by the support considered and by its possible coating.
Les caractéristiques des ondes ultrasonores réfléchies sur une telle interface dépendent en effet des impédances acoustiques caractéristiques des deux milieux (support et revêtement) composant cette interface, ainsi que de l'angle d'incidence de l'onde incidente sur l'interface.The characteristics of the ultrasonic waves reflected on such an interface indeed depend on the acoustic impedances characteristic of the two media (support and coating) composing this interface, as well as on the angle of incidence of the incident wave on the interface.
En particulier, pour une incidence normale, si 1'on appelle Zx et Z2 les impédances acoustiques caracté- ristiques du support et du revêtement, le coefficient de réflexion sur l'interface correspondante d*une onde ultrasonore provenant du support est donnée par la formule : (Z2 - / ( Z2 + Zx).In particular, for a normal incidence, if we call Z x and Z 2 the characteristic acoustic impedances of the support and of the coating, the coefficient of reflection on the corresponding interface of an ultrasonic wave coming from the support is given by the formula: (Z 2 - / (Z 2 + Z x ).
A titre indicatif, les impédances acoustiques caractéristiques, exprimées en kg.m"2.s"1, unité qui sera appelée "Rayleigh" ou "Rayl" dans la suite, sont de 1'ordre de :As an indication, the characteristic acoustic impedances, expressed in kg.m "2 .s " 1 , unit which will be called "Rayleigh" or "Rayl" in the following, are The order of:
300 pour l'air, 1,4.106 pour l'eau, 4.106 pour la glace, - 17.106 pour les alliages d'aluminium.300 for air, 1.4.10 6 for water, 4.10 6 for ice, - 17.10 6 for aluminum alloys.
Dans ces conditions, pour une incidence normale, si le support est constitué en alliage d'aluminium, le coefficient de réflexion considéré est de -0,99 si la surface de ce support est propre et donc directement exposée à l'air alors qu'elle s'abaisse à -0,85 si ladite surface est revêtue par une pellicule d'eau et à -0,62 si la pellicule d'eau est remplacée par de la glace.Under these conditions, for a normal incidence, if the support is made of aluminum alloy, the reflection coefficient considered is -0.99 if the surface of this support is clean and therefore directly exposed to air while it drops to -0.85 if said surface is coated with a film of water and to -0.62 if the water film is replaced by ice.
En d'autres termes, l'amplitude de l'onde réflé¬ chie par 1*interface est plus faible si le support est recouvert par de l'eau que si sa surface est propre et directement exposée à l'air libre et elle est encore plus faible si l'eau est remplacée par de la glace.In other words, the amplitude of the wave reflected by the interface is lower if the support is covered with water than if its surface is clean and directly exposed to the open air and it is even lower if the water is replaced by ice.
Il a été proposé d'étudier les amplitudes relati¬ ves de l'onde ainsi réfléchie pour détecter la présence de givre.It has been proposed to study the relative amplitudes of the wave thus reflected in order to detect the presence of frost.
Mais les mesures absolues à effectuer exigent alors des étalonnages délicats et en définitive les dispositifs correspondants permettent uniquement de déterminer la présence ou l'absence de givre : ils ne sont pas suffisamment précis pour permettre de distinguer si le revêtement du support est constitué par un matériau autre que le givre, et en particulier par de l'eau ou par un produit de dégivrage.However, the absolute measurements to be made then require delicate calibrations and, ultimately, the corresponding devices only allow the presence or absence of frost to be determined: they are not precise enough to make it possible to distinguish whether the coating of the support consists of a material other than frost, and in particular with water or a de-icing product.
Selon un perfectionnement intéressant (document FR-A-2703786), il a été proposé de constituer le support que traversent les ondes ultrasonores d'étude pour parvenir à l'interface considérée, par un matériau dont l'impédance acoustique caractéristique est comprise entre celle de l'eau et celle de la glace. Dans ces conditions, si l'on observe la réflexion d'une onde ultrasonore sur l'interface entre le support et son revêtement, le remplacement du revêtement d'eau par de la glace et inversement ne se traduit plus seulement par une différence de degré, mais par une différence de principe due au changement de signe du coefficient de réflexion.According to an interesting improvement (document FR-A-2703786), it has been proposed to constitute the support through which the ultrasonic study waves pass to reach the interface considered, by a material whose characteristic acoustic impedance is between that water and that of ice. Under these conditions, if we observe the reflection of an ultrasonic wave on the interface between the support and its coating, the replacement of the water coating with ice and vice versa no longer results only in a difference in degree, but in a difference in principle due to the change of sign of the reflection coefficient.
En effet, l'impédance acoustique du milieu dans lequel chemine l'onde ultrasonore d'étude subit, au niveau de l'interface, une variation qui change alors de sens et l'onde réfléchie change alors de mode, n'étant déphasée que dans l'un des deux cas.Indeed, the acoustic impedance of the medium in which the ultrasonic study wave travels undergoes, at the interface, a variation which then changes direction and the reflected wave then changes mode, being out of phase only in one of the two cases.
Comme il est relativement facile d'observer la présence ou l'absence d'un tel déphasage, on dispose là d'un moyen qui est en principe très efficace pour détecter le changement d'état (solide en liquide ou liquide en solide) du revêtement étudié.As it is relatively easy to observe the presence or absence of such a phase shift, there is here a means which is in principle very effective for detecting the change of state (solid to liquid or liquid to solid) of the coating studied.
L'expérience montre que, malheureusement les matériaux qui présentent une impédance acoustique caracté¬ ristique comprise entre 2.106 et 3,5.106 Rayl se prêtent en général difficilement à la formation d'une pellicule de givre sur eux, en raison de propriétés relativement hydrophobes.Experience has shown that, unfortunately, materials which have a characteristic acoustic impedance of between 2.10 6 and 3.5.10 6 Rayl generally lend themselves with difficulty to the formation of a film of frost on them, due to relatively hydrophobic properties. .
Si donc on incorpore dans une surface extérieure métallique, par exemple dans celle constitutive du bord d'attaque d'une aile d'avion, des inserts composés d'un tel matériau affleurant à ladite surface, la pellicule de glace qui recouvre ces inserts est moins importante et/ou plus tardive que celle revêtant les surfaces métalliques entourant ces inserts.If therefore there is incorporated into an external metallic surface, for example that constituting the leading edge of an aircraft wing, inserts composed of such a material flush with said surface, the film of ice which covers these inserts is less important and / or later than that coating the metal surfaces surrounding these inserts.
L'invention a pour but, entre autres, de remédier à cet inconvénient.The object of the invention is, among other things, to remedy this drawback.
A cet effet, les dispositifs de détection selon l'invention comprennent encore, d'une façon connue en soi, d'une part, un corps homogène faisant office de siège des ondes ultrasonores d'étude et constitué en un matériau qui présente superficiellement la même réceptivité aux dépôts superficiels que la surface à contrôler, corps agencé de façon à présenter une interface exposée aux mêmes condi¬ tions de dépôt que ladite surface, et d'autre part, un circuit d'exploitation comprenant un transducteur ultraso¬ nore accolé à une seconde face dudit corps, propre à émettre des ondes ultrasonores d'étude dans ce corps et un transducteur ultrasonore accolé à une troisième face du corps pour former un signal électrique représentatif de chaque onde ultrasonore réfléchie sur l'interface de ce corps, et ils sont essentiellement caractérisés en ce qu'ils comprennent en outre, d'une part, un second corps homogène constitué en le même matériau que le premier corps et présentant comme le premier une interface, une seconde face et un troisième face réservant entre elles pour les ondes ultrasonores un chemin identique ou "substantiellement identique" à celui réservé pour ces ondes dans le premier corps, l'interface dudit second corps étant composée par ce corps et par un revêtement constitué en un matériau de référence présentant une impédance acoustique caractéristique comprise dans l'une des deux fourchettes allant respectivement de l'impédance E de l'eau à l'impédance G de la glace (limite G incluse) et de l'impédance G' (limite G' incluse) à l'impédance E', les deux impédances E' et G' étant définies respectivement par les deux relations E' = X2/E et G' = X2/G si X désigne l'impédance acoustique caractéristique du matériau constitutif des corps, et d'autre part, un complément de circuit d'exploitation combiné au circuit ci-dessus, comportant un transducteur ultrasonore accolé à la seconde face du second corps et propre à émettre dans ce corps des ondes ultrasonores identiques à celles émises dans le premier corps et synchronisées avec elles, un transducteur ultrasonore accolé à la troisième face du second corps pour former un signal électrique représentatif de chaque onde ultrasonore réfléchie par l'interface de ce second corps, des moyens pour élaborer un signal électrique S représentatif de la valeur relative de l'impédance acoustique du matériau composant avec le premier corps l'interface de celui-ci par rapport à l'impédance acousti¬ que du matériau de référence, des moyens pour prélever aux instants appropriés l'information utile contenue dans le signal S, et des moyens pour afficher cette information. Par l'expression chemins "substantiellement identiques" qui qualifie ci-dessus les deux chemins réservés pour les ondes ultrasonores dans respectivement les deux corps, on entend deux chemins dont les longueurs totales ne diffèrent entre elles que d'un multiple prédéterminé de demies longueurs d'onde des ondes considé¬ rées : une telle différence ne s'oppose pas à une identi¬ fication sélective claire des deux ondes réfléchies correspondantes. L'information finalement affichée est en général directement liée à la différence ou à la somme des deux coefficients de réflexion correspondant respectivement aux interfaces des deux corps, selon que l'impédance acousti¬ que du matériau de référence est comprise dans la première ou dans la seconde fourchette ci-dessus, ladite différence ou somme changeant de signe lorsque le revêtement "eau" qui compose l'interface du premier corps est remplacé par de la glace ou inversement.To this end, the detection devices according to the invention also comprise, in a manner known per se, on the one hand, a homogeneous body acting as the seat of the ultrasonic study waves and made of a material which has the surface same receptivity to superficial deposits as the surface to be checked, body arranged so as to present an interface exposed to the same conditions of deposition as said surface, and on the other hand, an operating circuit comprising an ultrasonic transducer attached to a second face of said body, suitable for emitting ultrasonic waves from study in this body and an ultrasonic transducer attached to a third face of the body to form an electrical signal representative of each ultrasonic wave reflected on the interface of this body, and they are essentially characterized in that they further comprise, on the one hand, a second homogeneous body made of the same material as the first body and having like the first an interface, a second face and a third face reserving between them for the ultrasonic waves a path identical or "substantially identical" to that reserved for these waves in the first body, the interface of said second body being composed by this body and by a coating made of a mat reference line having a characteristic acoustic impedance included in one of the two ranges going respectively from the impedance E of the water to the impedance G of the ice (limit G included) and of the impedance G '(limit G 'included) at impedance E', the two impedances E 'and G' being defined respectively by the two relationships E '= X 2 / E and G' = X 2 / G if X designates the characteristic acoustic impedance of the material constituting the bodies, and on the other hand, an additional operating circuit combined with the above circuit, comprising an ultrasonic transducer attached to the second face of the second body and capable of emitting in this body ultrasonic waves identical to those emitted in the first body and synchronized with them, an ultrasonic transducer attached to the third face of the second body to form an electrical signal representative of each ultrasonic wave reflected by the interface of this second body, means to generate an electrical signal S representative of the relative value of the impedance acoustics of the material composing with the first body the interface thereof with respect to the acousti¬ impedance of the reference material, means for taking at the appropriate times the useful information contained in the signal S, and means for display this information. By the expression "substantially identical" paths which qualifies above the two paths reserved for the ultrasonic waves in the two bodies respectively, is meant two paths whose total lengths differ from each other only by a predetermined multiple of half lengths d wave of the considered waves: such a difference is not opposed to a clear selective identi¬ fication of the two corresponding reflected waves. The information finally displayed is generally directly related to the difference or the sum of the two reflection coefficients corresponding respectively to the interfaces of the two bodies, depending on whether the acoustic impedance of the reference material is included in the first or in the second range above, said difference or sum changing sign when the "water" coating which makes up the interface of the first body is replaced by ice or vice versa.
Si, comme dit plus haut, on appelle E l'impédance acoustique de l'eau, G celle de la glace et X celle du matériau constitutif des deux corps, les impédances acoustiques G' et E' qui délimitent la seconde fourchette sont telles que les coefficients de réflexion correspon¬ dant respectivement à ces deux impédances "limites" soient égaux, mais de signes opposés, à ceux correspondant respectivement aux impédances G et E.If, as said above, we call E the acoustic impedance of water, G that of ice and X that of the material constituting the two bodies, the acoustic impedances G 'and E' which delimit the second range are such that the reflection coefficients corresponding respectively to these two "limit" impedances are equal, but of opposite signs, to those corresponding respectively to impedances G and E.
En d'autres termes, les impédances G' et E' sont données par les relations :In other words, the impedances G 'and E' are given by the relations:
(X - G)/(X + G) ≈ -(X - G')/(X + G') et(X - G) / (X + G) ≈ - (X - G ') / (X + G') and
((X - E)/(X + E) = -(X - E')/(X + E'), lesquelles sont équivalentes à celles ci-dessus écrites (G' = X/G et E' = X2/E).((X - E) / (X + E) = - (X - E ') / (X + E'), which are equivalent to those written above (G '= X / G and E' = X 2 / E).
Si on suppose que les deux corps du dispositif détecteur sont constitués en un alliage d'aluminium, dont l'impédance acoustique est égale à 17 MRayl, les deux limites indiquées pour les deux fourchettes ci-dessus sont respectivement de 1,4 et 4 MRayl pour la première et de 72 et 200 MRayl pour la seconde et correspondent à des coefficients de réflexion respectifs : - de -0,85 et -0,62 pour la première fourchette, et de +0,62 et +0,85 pour la seconde fourchet¬ te.If it is assumed that the two bodies of the detector device are made of an aluminum alloy, the acoustic impedance of which is equal to 17 MRayl, the two limits indicated for the two ranges above are respectively 1.4 and 4 MRayl for the first and 72 and 200 MRayl for the second and correspond to respective reflection coefficients: - from -0.85 and -0.62 for the first range, and from +0.62 and +0.85 for the second fork.
Pour simplifier, on peut classer les matériaux de référence considérés en deux types selon que leurs impédances acoustiques sont comprises dans la première ou dans la seconde fourchette : un matériau du premier type est par exemple la superpolyamide connue sous la désigna¬ tion commerciale NYLON 6-6 présentant une impédance acoustique de 2,9 MRayl et, dans l'hypothèse qui vient d'être avancée où l'impédance X est de l'ordre de 17 MRayl, un matériau du second type est par exemple le tungstène, présentant une impédance acoustique de 100 MRayl.To simplify, one can classify the reference materials considered into two types according to whether their acoustic impedances are included in the first or in the second range: a material of the first type is for example the superpolyamide known under the commercial designation NYLON 6- 6 having an acoustic impedance of 2.9 MRayl and, in the hypothesis which has just been advanced where the impedance X is of the order of 17 MRayl, a material of the second type is for example tungsten, having an impedance 100 MRayl acoustics.
Avec un tel dispositif, la seule interface exposée aux dépôts extérieurs à surveiller (givre ou analogue) est celle du premier corps, et comme elle présente exactement les mêmes caractéristiques physiques vis-à-vis desdits dépôts (conductivité ou capacité thermique, hydrophilie, rugosité...) que la surface à contrôler, généralement métallique, elle est soumise aux mêmes dépôts que cette surface : en général on choisit le même matériau pour constituer ledit corps et ladite surface.With such a device, the only interface exposed to the external deposits to be monitored (frost or the like) is that of the first body, and since it has exactly the same physical characteristics with respect to said deposits (conductivity or thermal capacity, hydrophilicity, roughness ...) that the surface to be checked, generally metallic, is subject to the same deposits as this surface: in general, the same material is chosen to constitute said body and said surface.
La couche de référence qui est déposée sur l'interface du second corps -ou plus précisément qui compose cette interface avec ce second corps- n'a pas vocation à être elle-même recouverte par les couches de givre ou autre à surveiller, ni même à être traversée par les ondes ultrasonores d'étude, mais sa propriété, exploitée par le document ci-dessus référencé, de modifier fondamentalement le principe du fonctionnement lorsque le dépôt aqueux sur la première interface passe de l'état liquide à l'état solide ou inversement est ici conservée. En effet, les comportements relatifs des deux interfaces comprises respectivement par les deux corps ici montés pratiquement en parallèle s'inversent lorsque l'eau qui recouvre l'interface du premier corps est remplacée par du givre (ou glace) ou inversement : dans le cas du revêtement "eau", la valeur absolue du coefficient de réflexion sur le matériau de référence, c'est-à-dire dans le second corps, est la plus élevée, et c'est l'inverse dans le cas du revêtement "glace" ; en d'autres termes, dans le premier cas, le premier écho est plus intense que le second alors que, dans le second cas, ce premier écho est le moins intense des deux.The reference layer which is deposited on the interface of the second body - or more precisely which composes this interface with this second body - is not intended to be itself covered by the layers of frost or other to be monitored, or even to be crossed by ultrasonic study waves, but its property, exploited by the above-referenced document, to fundamentally modify the principle of operation when the aqueous deposit on the first interface passes from the the liquid state in the solid state or vice versa is here preserved. Indeed, the relative behaviors of the two interfaces understood respectively by the two bodies here mounted practically in parallel are reversed when the water which covers the interface of the first body is replaced by frost (or ice) or vice versa: in the case of the "water" coating, the absolute value of the reflection coefficient on the reference material, that is to say in the second body, is the highest, and it is the opposite in the case of the "ice coating""; in other words, in the first case, the first echo is more intense than the second while, in the second case, this first echo is the less intense of the two.
On dispose ainsi d'un moyen extrêmement simple et efficace pour distinguer les deux cas.There is thus an extremely simple and effective means of distinguishing the two cases.
Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : le signal électrique S représente la différence entre les deux signaux électriques représentatifs des ondes ultrasonores réfléchies respectivement par les interfaces des deux corps ou la somme de ces deux signaux selon que l'impédance acoustique du matériau de référence est comprise dans la première ou dans la seconde fourchet- te, l'ensemble d'exploitation comprend, en plus d'un transducteur ultrasonore d'émission accolé à la seconde face de chacun des deux corps et d'un transducteur de réception accolé à la troisième face de chaque corps, une horloge propre à émettre des impulsions électriques à une fréquence F, un générateur de salves d'impulsions électriques à fréquence ultrasonore envoyées aux transduc¬ teurs d'émission, déclenché par la sortie de l'horloge, un circuit récepteur propre à recevoir les signaux électriques formés par chaque transducteur de réception et à élaborer selon le cas par soustraction ou addition un signal électrique S représentatif de la différence ou de la somme entre les ondes réfléchies respectivement sur les faces libres ou "interfaces" des deux corps, un circuit retardateur monté entre l'horloge et le circuit récepteur pour déterminer chacun des instants, renouvelés à la fréquence F, où doit être lu le signal S pour en extraire l'information utile, et des moyens pour afficher cette information, les seconde et troisième faces planes de chacun des deux corps contre lesquelles sont accolés respective¬ ment les transducteurs d'émission et de réception sont inclinées toutes les deux d'un même angle α sur la face libre ou "interface" de ce corps, l'angle d'incidence de la direction de propagation de chaque onde ultrasonore d'étude dans ledit corps sur ladite interface étant égal à cet angle α, dans un dispositif selon l'alinéa précédent, les sens de polarisation des deux transducteurs associés à l'un des deux corps sont identiques, alors que ceux des deux transducteurs associés à l'autre corps sont inverses, chacun des deux corps est associé à un trans¬ ducteur ultrasonore unique accolé à sa seconde face, alors confondue avec sa troisième face et parallèle à sa face libre ou interface, transducteur pouvant jouer successive- ment le rôle d'un transducteur d'émission et celui d'un transducteur de réception, et les incidences des ondes ultrasonores sur ladite face libre sont normales, dans un dispositif selon l'un des deux alinéas précédents, le circuit récepteur comprend un diviseur de tension interposé, directement ou non, entre les sorties des deux transducteurs de réception, ce diviseur étant pourvu de plusieurs prises distinctes permettant d'élabo¬ rer respectivement des signaux électriques S correspondant à des matériaux de référence fictifs distincts, dans un dispositif selon l'alinéa qui précède le précédent, les deux transducteurs "uniques" associés respectivement aux deux corps sont constitués par un seul et même transducteur qui est alors interposé jointivement entre les deux secondes faces de ces deux corps.In preferred embodiments, use is also made of one and / or the other of the following arrangements: the electrical signal S represents the difference between the two electrical signals representative of the ultrasonic waves reflected respectively by the interfaces of the two body or the sum of these two signals depending on whether the acoustic impedance of the reference material is included in the first or in the second fork, the operating assembly comprises, in addition to an ultrasonic emission transducer attached on the second face of each of the two bodies and of a reception transducer attached to the third face of each body, a clock capable of emitting electrical pulses at a frequency F, a generator of bursts of pulses electrics at ultrasonic frequency sent to the transmitting transducers, triggered by the clock output, a receiving circuit capable of receiving the electrical signals formed by each receiving transducer and of developing, as appropriate, by subtraction or addition of an electrical signal S representative of the difference or the sum between the waves reflected respectively on the free faces or "interfaces" of the two bodies, a delay circuit mounted between the clock and the receiver circuit to determine each of the instants, renewed at the frequency F, where the signal S must be read in order to extract the useful information therefrom, and means for displaying this information, the second and third plane faces of each of the two bodies against which the transmitting and receiving transducers are attached respectively both inclined by the same angle α on the free face or "interface" of this body, the angle of incidence of the direction of propagation of each ultrasonic study wave in said body on said interface being equal to this angle α, in a device according to the preceding paragraph, the directions of polarization of the two transducers associated with one of the two bodies are identical , while those of the two transducers associated with the other body are inverse, each of the two bodies is associated with a single ultrasonic transducer attached to its second face, then merged with its third face and parallel to its free face or interface, transducer which can successively play the role of an emission transducer and that of a reception transducer, and the incidences of the ultrasonic waves on said free face are normal, in a device according to one of the two preceding paragraphs, the receiver circuit includes a voltage divider interposed, directly or not, between the outputs of the two reception transducers, this divider being provided with several separate sockets making it possible to respectively develop electrical signals S corresponding to distinct fictitious reference materials, in a device according to the paragraph preceding the previous one, the two "single" transducers associated respectively with the two bodies are made up by a single transducer which is then interposed contiguously between the two second faces of these two bodies.
L'invention comprend, mises à part ces disposi- tions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après.The invention includes, apart from these main provisions, certain other provisions which are preferably used at the same time and which will be more explicitly discussed below.
Dans ce qui suit, l'on va décrire quelques modes de réalisation préférés de l'invention en se référant au dessin ci-annexé d'une manière bien entendu non limita- tive.In the following, some preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawing in a manner which is of course not limiting.
Les figures 1, 2, 3 et 4 de ce dessin montrent respectivement, très schématiquement, quatre modes de réalisation distincts d'un détecteur de givre conforme à 1'invention.Figures 1, 2, 3 and 4 of this drawing show respectively, very schematically, four separate embodiments of a frost detector according to the invention.
Dans chaque cas, on se propose de détecter la présence, sur la face A d'un support 1, d'une couche 2 de givre ou analogue.In each case, it is proposed to detect the presence, on the face A of a support 1, of a layer 2 of frost or the like.
Le support 1 est par exemple une aile d'aéronef, ou plus précisément le bord d'attaque d'une telle aile, généralement constituée en un métal tel qu'un alliage d'aluminium.The support 1 is for example an aircraft wing, or more precisely the leading edge of such a wing, generally made of a metal such as an aluminum alloy.
Par couche 2 de givre ou "analogue", on entend ici essentiellement l'eau en son état liquide ou solide (givre ou glace), ou même en un état intermédiaire assimilable à de la neige fondue, ainsi que les produits, généralement liquides, prévus pour le dégivrage.By layer 2 of frost or "analog" here is meant essentially water in its liquid or solid state (frost or ice), or even in an intermediate state comparable to melted snow, as well as the products, generally liquid, provided for defrosting.
On a recours à un premier corps ou bloc 3 consti¬ tué en le même matériau que le support 1, présentant une face libre L plane ou courbe, de préférence polie.Use is made of a first body or block 3 made of the same material as the support 1, having a flat or curved free face L, preferably polished.
Ce corps est dessiné -avec des dimensions qui sont en général de l'ordre du cm- de façon à pouvoir être inséré dans le support 1 de façon telle que les deux surfaces L et A se fondent et se prolongent sans disconti¬ nuité. La face libre L est donc exposée aux dépôts extérieurs éventuels d'eau, givre, etc. exactement de la même façon que la surface A du support 1.This body is drawn - with dimensions that are in general of the order of cm- so as to be able to be inserted in the support 1 in such a way that the two surfaces L and A merge and extend without disconti¬ nuity. The free face L is therefore exposed to any external deposits of water, frost, etc. in exactly the same way as the surface A of the support 1.
Le corps 3, qui est destiné à être parcouru par des ondes ultrasonores d'étude, présente une seconde face M plane contre laquelle est appliqué un transducteur électroacoustique 4.The body 3, which is intended to be traversed by ultrasonic study waves, has a second flat face M against which an electroacoustic transducer 4 is applied.
Ce transducteur 4, constitué notamment par une céramique piézoélectrique, est propre à émettre dans le corps 3 une onde ultrasonore selon la direction perpendi- culaire au plan de la face M lorsqu'il est excité par une salve d'impulsions électriques appropriée à fréquence ultrasonore (par exemple comprise entre 1 et 10 MHz) salve pouvant être limitée à une impulsion unique- à partir d'un générateur 5. Cette onde est réfléchie au moins en partie par la face libre L.This transducer 4, constituted in particular by a piezoelectric ceramic, is capable of emitting into the body 3 an ultrasonic wave in the direction perpendicular to the plane of the face M when it is excited by a burst of suitable electrical pulses at ultrasonic frequency (for example between 1 and 10 MHz) burst can be limited to a single pulse - from a generator 5. This wave is reflected at least in part by the free face L.
Comme exposé plus haut, le coefficient de ré¬ flexion dépend de l'angle d'incidence α et des impédances Z (ou X) et Z2 (ou E, ou G, ou autre) des deux matériaux constituant respectivement le corps 3 et son revêtement 2.As explained above, the reflection coefficient depends on the angle of incidence α and the impedances Z (or X) and Z 2 (or E, or G, or other) of the two materials constituting the body 3 and its coating 2.
On reviendra plus loin sur la façon dont est exploitée l'onde réfléchie.We will return later to the way in which the reflected wave is used.
On prévoit en outre ici un second corps ou bloc 6 qui est constitué en le même matériau que le premier corps 3, qui présente comme le premier une face libre L' et une seconde face M' et qui définit à l'intérieur de son volume, pour les ondes ultrasonores, à partir d'un transducteur d'émission 7 accolé à sa f ce M' , un chemin rigoureusement identique à celui parcouru par lesdites ondes dans le corps 3, (ou "substantiellement" identique à ce dernier chemin, au sens défini ci-dessus).There is further provided here a second body or block 6 which is made of the same material as the first body 3, which has like the first a free face L 'and a second face M' and which defines inside its volume , for ultrasonic waves, from an emission transducer 7 attached to its f ce M ', a path strictly identical to that traversed by said waves in the body 3, (or "substantially" identical to the latter path, in the sense defined above).
On revêt en outre extérieurement la face libre L' , laquelle n'est aucunement exposée, comme l'est la face libre L, aux dépôts extérieurs éventuels d'eau, de givre, etc., par une couche 8 d'un matériau de référence de l'un des deux types définis ci-dessus, c'est-à-dire dont 1'impédance acoustique caractéristique Z3 est comprise entre celle de l'eau (1,4 MRayl) et celle de la glace (4 MRayl), limite supérieure incluse, ou, ce qui revient en définitive au même moyennant quelques modifications du circuit d'exploitation, entre les deux autres limites E' et G* définies ci-dessus, et qui sont égales à 72 et 200 MRayl si les corps 3 et 6 sont constitués en alliage d'aluminium. L'épaisseur de la couche 8 doit être supérieure à la longueur d'onde des ondes ultrasonores d'étude, et est en général supérieure à 0,5 mm, étant notamment de l'ordre du mm.The free face L ′ is also coated externally, which is in no way exposed, as is the free face L, to any external deposits of water, frost, etc., by a layer 8 of a material of reference of one of the two types defined above, that is to say the characteristic acoustic impedance Z 3 of which is between that of water (1.4 MRayl) and that of ice (4 MRayl ), upper limit included, or, which ultimately amounts to the same, with a few modifications to the operating circuit, between the other two limits E 'and G * defined above, which are equal to 72 and 200 MRayl if the bodies 3 and 6 are made of aluminum alloy. The thickness of the layer 8 must be greater than the wavelength of the ultrasonic study waves, and is generally greater than 0.5 mm, being in particular of the order of mm.
Le transducteur 7 est excité par les mêmes salves d'impulsions électriques, provenant du générateur 5, que le transducteur 4.The transducer 7 is excited by the same bursts of electrical pulses, coming from the generator 5, as the transducer 4.
Cela étant, si l'on compare les ondes réfléchies respectivement par les deux interfaces L et L' , on constate ce qui suit. On suppose dans un premier temps que le matériau de référence 8 est du "premier type" défini ci-dessus (Z3 comprise entre 1,4 et 4,1 MRayl).However, if we compare the waves reflected respectively by the two interfaces L and L ', we see the following. It is initially assumed that the reference material 8 is of the "first type" defined above (Z 3 between 1.4 and 4.1 MRayl).
Si le revêtement 2 présent à l'interface L est de l'eau, son impédance acoustique Z2 est supérieure à celle Z3 de la couche 8 délimitant l'interface L' et la valeur absolue du coefficient de réflexion des ondes ultrasonores sur l'interface L est alors plus élevé que la valeur absolue du coefficient correspondant à l'interface L' : l'amplitude de l'onde réfléchie sur l'interface L est donc supérieure à celle de l'onde réfléchie sur l'interface L' et la différence entre ces deux amplitudes est positive. C'est le contraire si l'eau constituant le revêtement 2 est remplacée par de la glace, l'amplitude de l'onde réfléchie sur l'interface L devenant alors inférieure à celle de l'onde réfléchie sur l'interface L' et la différence entre ces deux amplitudes devenant négative.If the coating 2 present at the interface L is water, its acoustic impedance Z 2 is greater than that Z 3 of the layer 8 delimiting the interface L 'and the absolute value of the reflection coefficient of the ultrasonic waves on l 'interface L is then higher than the absolute value of the coefficient corresponding to interface L': the amplitude of the wave reflected on the interface L is therefore greater than that of the wave reflected on the interface L ' and the difference between these two amplitudes is positive. It is the opposite if the water constituting the coating 2 is replaced by ice, the amplitude of the wave reflected on the interface L then becoming less than that of the wave reflected on the interface L 'and the difference between these two amplitudes becoming negative.
Le changement de signe de cette différence est bien entendu beaucoup plus facile à détecter qu'une simple différence entre deux amplitudes de même signe et elle se prête à une détection beaucoup plus facile.The change of sign of this difference is of course much easier to detect than a simple difference between two amplitudes of the same sign and it lends itself to much easier detection.
Il est à noter que, si l'onde ultrasonore considé¬ rée est une onde alternative comprenant plusieurs alter¬ nances, l'inversion de signe de l'onde réfléchie peut se traduire par un déphasage de τι de cette onde, lequel est également plus facile à détecter qu'une simple modifica¬ tion d'amplitude.It should be noted that, if the ultrasonic wave considered is an alternative wave comprising several alter¬ nances, the inversion of the sign of the reflected wave can result in a phase shift of τι of this wave, which is also more easy to detect than a simple amplitude modification.
Si le matériau de référence 8 est du "second type" ci-dessus défini (Z3 comprise notamment entre 72 et 200 MRayl), le raisonnement est le même à la différence près que les coefficients de réflexion correspondant aux deux interfaces L et L' sont alors de signes opposés et non plus du même signe, de sorte que les résultats d'annulation précédents -avec changements de signe de part et d'autre- peuvent encore être obtenus, mais par des sommations et non plus par des soustractions.If the reference material 8 is of the "second type" defined above (Z 3 between in particular between 72 and 200 MRayl), the reasoning is the same except that the reflection coefficients corresponding to the two interfaces L and L ' are then of opposite signs and no longer of the same sign, so that the previous cancellation results - with sign changes on both sides - can still be obtained, but by summations and no longer by subtractions.
Dans ce qui suit, on va décrire plus précisément les différents montages correspondant aux figures 1 à 4, lesquels relèvent tous des principes ci-dessus exposés et dans chacun desquels on retrouve les différents composants 1 à 8 ci-dessus décrits.In what follows, we will describe more precisely the different arrangements corresponding to Figures 1 to 4, which all fall under the principles set out above and in each of which we find the different components 1 to 8 described above.
Dans le mode de réalisation de la figure 1, les deux corps 3 et 6 sont totalement identiques et présentent chacun, en plus de deux faces L et M (ou L' et M* ) une troisième face N (ou N' ) qui est symétrique de la face M (ou M' ) par rapport au plan perpendiculaire à l'interface L (ou L' ) passant par le point d'incidence des ondes ultrasonores sur cette face.In the embodiment of Figure 1, the two bodies 3 and 6 are completely identical and each have, in addition to two faces L and M (or L 'and M *) a third face N (or N') which is symmetrical of the face M (or M ') with respect to the plane perpendicular to the interface L (or L') passing through the point of incidence of the waves ultrasonic on this face.
En d'autres termes, chacune des deux faces M et N (ou M' et N' ) est inclinée de l'angle d'incidence α sur ladite face L (ou L' ), angle par exemple égal à 45 degrés. Contre chacune des deux faces N et N' est accolé un transducteur ultrasonore de réception (9, 10) du même type que les transducteurs d'émission 4, 7, propres à recevoir les ondes ultrasonores réfléchies et à les transformer en signaux électriques. Le circuit d'exploitation de l'ensemble comprend, en plus des transducteurs 4, 7, 9 et 10 et du générateur d'impulsions 5 : une horloge 11 imposant la cadence des mesures et émettant à une fréquence F donnée (par exemple de 100 Hz) des impulsions de synchronisation très courtes appliquées sur le générateur 5 pour faire déclencher par celui-ci l'émission d'une salve d'une ou plusieurs impulsions électriques à une fréquence ultrasonore, un comparateur 12 recevant les signaux électri- ques recueillis aux sorties des deux transducteurs 9 et 10 et associé éventuellement à un circuit de mise en forme et/ou d'amplification, propre à élaborer un signal électrique S représentatif de la différence ou de la somme entre les deux signaux électriques ci-dessus, selon que le matériau de référence est du "premier" ou du "second" type défini ci-dessus, différence ou somme qui est directement liée à l'impédance acoustique du revêtement 2 et donc à la nature de ce revêtement, un organe de décision ou prélèvement 13 monté à la sortie du comparateur 12 et propre à prélever ou lire dans le signal S les portions de celui-ci dans lesquelles se trouvent les informations utiles, un circuit à retard 14 interposé entre l'hor¬ loge 11 et l'organe 13 de façon à différer légèrement, à partir des émissions des différentes impulsions de synchronisation par l'horloge, les instants de lecture correspondants du signal S par l'organe 13, et un dispositif 15 d'affichage de l'informa¬ tion ainsi lue.In other words, each of the two faces M and N (or M 'and N') is inclined by the angle of incidence α on said face L (or L '), angle for example equal to 45 degrees. Against each of the two faces N and N ′ is attached an ultrasonic reception transducer (9, 10) of the same type as the emission transducers 4, 7, suitable for receiving the reflected ultrasonic waves and for transforming them into electrical signals. The operating circuit of the assembly comprises, in addition to the transducers 4, 7, 9 and 10 and the pulse generator 5: a clock 11 imposing the rate of the measurements and transmitting at a given frequency F (for example 100 Hz) very short synchronization pulses applied to the generator 5 to cause the latter to trigger the emission of a burst of one or more electrical pulses at an ultrasonic frequency, a comparator 12 receiving the electrical signals collected at the outputs of the two transducers 9 and 10 and possibly associated with a shaping and / or amplification circuit, suitable for producing an electrical signal S representative of the difference or the sum between the two above electrical signals, depending on whether the reference material is of the "first" or "second" type defined above, difference or sum which is directly linked to the acoustic impedance of the covering 2 and therefore to the nature of this dream A decision or sampling device 13 mounted at the output of the comparator 12 and capable of taking or reading from the signal S the portions of the latter in which the useful information is located, a delay circuit 14 interposed between the time ¬ housing 11 and the member 13 so as to differ slightly, from the emissions of the various synchronization pulses by the clock, the instants of reading correspondents of the signal S by the member 13, and a device 15 for displaying the information thus read.
On peut en outre prévoir entre l'un au moins des transducteurs 9 et 10 et le comparateur 12 un circuit de correction 16 permettant un étalonnage éventuel de l'appareil : chaque circuit 16 permet de modifier l'un des coefficients de réflexion, comme si l'on modifiait légèrement l'impédance acoustique du matériau de référence 8.It is also possible to provide, between at least one of the transducers 9 and 10 and the comparator 12, a correction circuit 16 allowing a possible calibration of the device: each circuit 16 makes it possible to modify one of the reflection coefficients, as if the acoustic impedance of the reference material 8 was slightly modified.
Comme exposé ci-dessus, si ce matériau de réfé¬ rence 8 est du "premier type", l'affichage effectué en 15 revient à indiquer si l'impédance acoustique Z2 du revêtement extérieur 2 est supérieure ou inférieure à celle Z3 dudit matériau de référence, c'est-à-dire si ce revêtement est constitué par de l'eau ou de la glace.As explained above, if this reference material 8 is of the "first type", the display made at 15 amounts to indicating whether the acoustic impedance Z 2 of the external covering 2 is greater or less than that Z 3 of said reference material, i.e. if this coating consists of water or ice.
Le cas où la face L serait propre, c'est-à-dire directement exposée à l'air libre n'est pas spécialement exposé ici, car il conduit bien entendu à un résultat sans ambiguïté, l'impédance acoustique de l'air étant de très loin inférieure à celle du matériau de référence et non de peu inférieure à celle-ci comme c'est le cas pour l'eau.The case where the side L is clean, that is to say directly exposed to the open air is not specially exposed here, because it leads of course to an unambiguous result, the acoustic impedance of the air being far less than that of the reference material and not much less than the latter as is the case for water.
La conclusion est la même pour un matériau de référence 8 du second type.The conclusion is the same for a reference material 8 of the second type.
Le mode de réalisation de la figure 2 diffère essentiellement de celui de la figure 1 en ce que l'un des quatre transducteurs 7 est ici polarisé en sens inverse des autres alors qu'ils étaient tous identiquement polarisés précédemment.The embodiment of FIG. 2 essentially differs from that of FIG. 1 in that one of the four transducers 7 is here polarized in the opposite direction to the others whereas they were all identically polarized previously.
Dans ce cas, applicable à des matériaux de référence du "premier type", les signaux électriques recueillis aux sorties des deux transducteurs 9 et 10 ont des signes opposés et se soustraient automatiquement au point de connexion de ces deux sorties, lequel peut être directement relié à l'organe de décision 13. Dans la réalisation de la figure 2, ledit point de connexion est matérialisé par un diviseur de tension 17 qui peut être constitué par une résistance ou par un condensateur et qui comprend des sorties multiples 18. Ces sorties multiples 18 sont elles-mêmes connec¬ tées, simultanément ou à tour de rôle, à un organe détecteur 19 éventuellement associé, comme le comparateur ci-dessus, à des circuits de mise en forme et/ou d'ampli¬ fication et, de là, aux organes 13 et 15. Les informations recueillies respectivement sur les différentes sorties 18 correspondent à des valeurs apparentes différentes de l'impédance acoustique Z3 de la référence, ce qui permet de déterminer plusieurs fourchet¬ tes pour la valeur de l'impédance Z2 et donc d'affiner l'information affichée, une distinction pouvant être faite en particulier entre deux revêtements liquides 2 consti¬ tués respectivement par de l'eau et par un produit de dégivrage.In this case, applicable to reference materials of the "first type", the electrical signals collected at the outputs of the two transducers 9 and 10 have opposite signs and are automatically subtracted from the connection point of these two outputs, which can be directly connected to the decision-making body 13. In the embodiment of FIG. 2, said connection point is materialized by a voltage divider 17 which can be constituted by a resistor or by a capacitor and which comprises multiple outputs 18. These multiple outputs 18 are themselves connected , simultaneously or in turn, with a detector member 19 possibly associated, like the comparator above, with shaping and / or amplification circuits and, from there, to members 13 and 15. The information collected respectively on the different outputs 18 correspond to different apparent values of the acoustic impedance Z 3 of the reference, which makes it possible to determine several ranges for the value of the impedance Z 2 and therefore to refine the displayed information, a distinction can be made in particular between two liquid coatings 2 constituted respectively by water and by a de-icing product.
Dans le cas de la figure 2, l'information affichée en 15 peut se limiter simplement au signe positif ou négatif du signal électrique concerné.In the case of FIG. 2, the information displayed at 15 can be limited simply to the positive or negative sign of the electrical signal concerned.
Le mode de réalisation de la figure 3 diffère essentiellement des précédents en ce que les deux trans¬ ducteurs ultrasonores affectés à chacun des deux corps 3 et 6 sont constitués par un seul et même transducteur (21 pour le corps 3, 22 pour le corps 6) servant aussi bien à l'émission qu'à la réception des ondes ultrasonores.The embodiment of FIG. 3 essentially differs from the previous ones in that the two ultrasonic transducers assigned to each of the two bodies 3 and 6 are constituted by a single and same transducer (21 for the body 3, 22 for the body 6 ) serving both the emission and the reception of ultrasonic waves.
Dans ce cas, l'incidence de chaque onde ultraso¬ nore sur l'interface L ou L' est normale. En outre, le générateur d'impulsions 5 précédent est ici dupliqué et remplacé par deux générateurs 23, 24 d'impulsions identiques et synchronisées et le comparateur 12 est ici remplacé par deux convertisseurs analogiques- numériques 25, 26 alimentés respectivement par les sorties électriques des deux transducteurs 21 et 22 et alimentant un microprocesseur 27 propre à établir les comparaisons et à afficher directement sur le dispositif 15 les valeurs des impédances des différents revêtements 2.In this case, the incidence of each ultrasonic wave on the interface L or L 'is normal. In addition, the previous pulse generator 5 is here duplicated and replaced by two identical and synchronized pulse generators 23, 24 and the comparator 12 is here replaced by two analog-digital converters 25, 26 supplied respectively by the electrical outputs of the two transducers 21 and 22 and supplying a microprocessor 27 suitable for establishing comparisons and to display directly on the device 15 the values of the impedances of the various coatings 2.
Enfin, le mode de réalisation de la figure 4 diffère du précédent en ce qu'il comprend un seul trans- ducteur ultrasonore 28 présentant deux faces parallèles accolées respectivement à deux faces planes, des deux corps 3 et 6, elles-mêmes parallèles aux interfaces L et L' de ces corps, les incidences des ondes ultrasonores sur ces dernières étant encore ici normales. Dans ce dernier cas, il convient de constituer la couche de référence 8 par l'un des matériaux du second type défini ci-dessus, matériau tel que le tungstène.Finally, the embodiment of FIG. 4 differs from the previous one in that it comprises a single ultrasonic transducer 28 having two parallel faces joined respectively to two plane faces, of the two bodies 3 and 6, themselves parallel to the interfaces L and L 'of these bodies, the incidences of the ultrasonic waves on the latter being still here normal. In the latter case, the reference layer 8 should be made up of one of the materials of the second type defined above, a material such as tungsten.
Comme dans le second mode de réalisation corres¬ pondant à la figure 2, le dispositif d'exploitation est ici simplifié puisqu'il s'agit essentiellement de détermi¬ ner le signe du signal électrique différentiel recueilli à la sortie du transducteur unique 28.As in the second embodiment corresponding to FIG. 2, the operating device is here simplified since it essentially involves determining the sign of the differential electrical signal collected at the output of the single transducer 28.
Chacun des dispositifs ci-dessus décrits peut être utilisé pour mesurer l'épaisseur de la couche de givre ou glace 2 déposée à l'interface L du premier corps.Each of the devices described above can be used to measure the thickness of the layer of frost or ice 2 deposited at the interface L of the first body.
Il suffit à cet effet de constituer la couche de référence 8 par un matériau dont l'impédance acoustique caractéristique est égale à celle de la glace (4 MRayl) ou à son équivalent, de l'ordre de 72 MRayl, pour les solutions du "second type".For this purpose, it suffices to constitute the reference layer 8 with a material whose characteristic acoustic impedance is equal to that of ice (4 MRayl) or its equivalent, of the order of 72 MRayl, for the solutions of " second type ".
En effet, dans ce cas, la soustraction (ou l'addition) des signaux électriques correspondant aux deux corps 3 et 6 est liée à ladite épaisseur, le résultat de ladite opération faisant disparaître tout ce qui concerne les portions d'ondes ultrasonores qui sont réfléchies sur l'interface L ou L' pour ne laisser subsister dans le circuit d'exploitation que la portion d'onde ultrasonore qui a traversé successivement dans les deux sens la couche de glace à mesurer 2 et qui a été réfléchie sur la face extérieure de cette couche : l'épaisseur à mesurer est alors égale au produit du retard dû à cette double traversée par la vitesse du son dans la glace, qui est une constante bien connue.In fact, in this case, the subtraction (or addition) of the electrical signals corresponding to the two bodies 3 and 6 is linked to said thickness, the result of said operation removing everything relating to the portions of ultrasonic waves which are reflected on the interface L or L 'so as to leave in the operating circuit only the ultrasonic wave portion which has successively passed in both directions the layer of ice to be measured 2 and which has been reflected on the outer face of this layer: the thickness to be measured is then equal to the product of the delay due to this double crossed by the speed of sound in ice, which is a well-known constant.
En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose d'un détecteur de givre ou analogue dont la constitution et le fonctionnement résultent suffisamment de ce qui précède.Following which, and whatever the embodiment adopted, there is a frost detector or the like, the constitution and operation of which result sufficiently from the above.
Ce détecteur présente un certain nombre d'avanta¬ ges par rapport à ceux antérieurement connus, et en particulier les suivants : - les détections qu'il rend possibles, notamment au plan de la transformation d'eau en glace et inverse¬ ment, sont effectuées avec fiabilité et précision, vu le principe même exploité pour ces détections, qui fait intervenir des différences de signe et non seulement de degré, le montage en parallèle des deux voies ultraso¬ nores comprenant des réflexions sur respectivement le dépôt superficiel de givre ou autre à détecter et sur le matériau de référence permet de séparer ces deux voies et donc d'adopter un matériau de référence se prêtant mal à un tel dépôt superficiel.This detector has a certain number of advantages compared to those previously known, and in particular the following: - the detections which it makes possible, in particular with regard to the transformation of water into ice and conversely, are carried out with reliability and precision, given the very principle used for these detections, which involves differences in sign and not only in degree, the parallel mounting of the two ultrasonic channels comprising reflections on the surface deposit of frost or other respectively to detect and on the reference material makes it possible to separate these two paths and therefore to adopt a reference material which is ill suited to such a surface deposit.
Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. As goes without saying, and as it already follows from the above, the invention is in no way limited to those of its modes of application and embodiments which have been more especially envisaged; on the contrary, it embraces all its variants.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif pour détecter la présence d'une couche (2) de givre ou substance analogue (eau, produit de dégivrage...) sur la surface (A) d'un support (1) et/ou pour étudier une telle couche, comprenant, d'une part, un corps homogène (3) constitué en un matériau qui présente superficiellement la même réceptivité aux dépôts superfi¬ ciels que la surface à contrôler, corps agencé de façon à présenter une interface (L) exposée aux mêmes conditions de dépôt que ladite surface, et d'autre part, un circuit d'exploitation comprenant un transducteur ultrasonore (4 ; 22 ; 28) accolé à une seconde face (M) dudit corps, propre à émettre des ondes ultrasonores d'étude dans ce corps et un transducteur ultrasonore (9 ; 22 ; 27) accolé à une troisième face (N) du corps pour former un signal électri¬ que représentatif de chaque onde ultrasonore réfléchie sur l'interface de ce corps, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, d'une part, un second corps homogène (6) constitué en le même matériau que le premier corps et présentant comme le premier une interface (L' ), une seconde face (M' ) et un troisième face (N' ) réservant entre elles pour les ondes ultrasonores un chemin identi¬ que ou "substantiellement identique" à celui réservé pour ces ondes dans le premier corps, l'interface dudit second corps étant composée par ce corps et par un revêtement (8) constitué en un matériau de référence présentant une impédance acoustique caractéristique comprise dans l'une des deux fourchettes allant respectivement de l'impédance E de l'eau à l'impédance G de la glace (limite G incluse) et de l'impédance G' (limite G' incluse) à l'impédance E', les deux impédances E' et G' étant définies respectivement par les deux relations E' - X2/E et G' = X2/G si X désigne l'impédance acoustique caractéristique du matériau constitutif des corps, et d'autre part, un complément de circuit d'exploitation combiné au circuit ci-dessus, comportant un transducteur ultrasonore (7 ; 21 ; 28) accolé à la seconde face (M' ) du second corps et propre à émettre dans ce corps des ondes ultrasonores identiques à celles émises dans le premier corps et synchronisées avec elles, un transducteur ultrasonore (10 ; 21 ; 28) accolé à la troisième face (N' ) du second corps pour former un signal électrique représentatif de chaque onde ultrasonore réfléchie par l'interface de ce second corps, des moyens (12 ; 17-19 ; 25-27) pour élaborer un signal électrique S représentatif de la valeur relative de 1'impédance acoustique du matériau composant avec le premier corps l'interface de celui-ci par rapport à l'impédance acoustique du matériau de référence, des moyens (13, 14) pour prélever aux instants appropriés l'information utile contenue dans le signal S, et des moyens (15) pour afficher cette information.1. Device for detecting the presence of a layer (2) of frost or similar substance (water, de-icing product, etc.) on the surface (A) of a support (1) and / or for studying such a layer comprising, on the one hand, a homogeneous body (3) made of a material which has superficially the same receptivity to surface deposits as the surface to be checked, body arranged so as to present an interface (L) exposed to the same conditions depositing said surface, and secondly, an operating circuit comprising an ultrasonic transducer (4; 22; 28) attached to a second face (M) of said body, suitable for emitting ultrasonic waves of study in this body and an ultrasonic transducer (9; 22; 27) attached to a third face (N) of the body to form an electrical signal representative of each ultrasonic wave reflected on the interface of this body, characterized in that it comprises in addition, on the one hand, a second homogeneous body (6) made of the same material as the first body and having like the first an interface (L '), a second face (M') and a third face (N ') reserving between them for the ultrasonic waves a path identi¬ that or "substantially identical" to that reserved for these waves in the first body, the interface of said second body being composed by this body and by a coating (8) made of a reference material having a characteristic acoustic impedance included in the one of the two ranges respectively from impedance E of water to impedance G of ice (limit G included) and impedance G '(limit G' included) to impedance E ', both impedances E 'and G' being defined respectively by the two relationships E '- X 2 / E and G' = X 2 / G if X denotes the acoustic impedance characteristic of the material of which the bodies are made, and on the other hand, a complement operating circuit combined with the circuit above s, comprising an ultrasonic transducer (7; 21; 28) attached to the second face (M ') of the second body and capable of emitting in this body ultrasonic waves identical to those emitted in the first body and synchronized with them, an ultrasonic transducer ( 10; 21; 28) attached to the third face (N ′) of the second body to form an electrical signal representative of each ultrasonic wave reflected by the interface of this second body, means (12; 17-19; 25-27 ) for developing an electrical signal S representative of the relative value of the acoustic impedance of the material composing with the first body the interface of the latter with respect to the acoustic impedance of the reference material, means (13, 14) for taking at the appropriate times the useful information contained in the signal S, and means (15) for displaying this information.
2. Dispositif selon la revendication 1, caracté¬ risé en ce que le signal électrique S représente la différence entre les deux signaux électriques représenta- tifs des ondes ultrasonores réfléchies respectivement par les interfaces des deux corps ou la somme de ces deux signaux selon que l'impédance acoustique du matériau de référence est comprise dans la première ou dans la seconde fourchette. 2. Device according to claim 1, caracté¬ ized in that the electrical signal S represents the difference between the two electrical signals representative of the ultrasonic waves reflected respectively by the interfaces of the two bodies or the sum of these two signals depending on whether the The acoustic impedance of the reference material is included in the first or in the second range.
3. Dispositif selon l'une quelconque des précéden¬ tes revendications, caractérisé en ce que son ensemble d'exploitation comprend, en plus d'un transducteur ultrasonore d'émission accolé à la seconde face de chacun des deux corps et d'un transducteur de réception accolé à la troisième face de chaque corps, une horloge (11) propre à émettre des impulsions électriques à une fré¬ quence F, un générateur (5) de salves d'impulsions électriques à fréquence ultrasonore envoyées aux transduc¬ teurs d'émission, déclenché par la sortie de l'horloge, un circuit récepteur (12 ; 17-19 ; 25-27) propre à recevoir les signaux électriques formés par chaque transducteur de réception et à élaborer selon le cas par soustraction ou addition un signal électrique S représen¬ tatif de la différence ou de la somme entre les ondes réfléchies respectivement sur les faces libres ou "inter- faces" (L,L') des deux corps (3, 6), un circuit retarda¬ teur (14) monté entre l'horloge et le circuit récepteur pour déterminer chacun des instants, renouvelés à la fréquence F, où doit être lu le signal S pour en extraire l'information utile, et des moyens (15) pour afficher cette information.3. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that its operating assembly comprises, in addition to an ultrasonic emission transducer attached to the second face of each of the two bodies and a transducer reception adjoining the third face of each body, a clock (11) capable of emitting electrical pulses at a frequency F, a generator (5) of bursts of electrical pulses at ultrasonic frequency sent to transducers transmission, triggered by the clock output, a receiving circuit (12; 17-19; 25-27) suitable for receiving the electrical signals formed by each reception transducer and to be developed as appropriate by subtraction or addition of an electrical signal S representing the difference or the sum between the waves reflected respectively on the free faces or "interfaces" (L, L ') of the two body (3, 6), a retarder circuit (14) mounted between the clock and the receiver circuit to determine each of the instants, renewed at the frequency F, where the signal S must be read in order to extract useful information therefrom , and means (15) for displaying this information.
4. Dispositif selon l'une quelconque des précéden¬ tes revendications, caractérisé en ce que les seconde (M, ' ) et troisième (N,N' ) faces planes de chacun des deux corps (3, 6) contre lesquelles sont accolés respectivement les transducteurs d'émission (4, 7) et de réception (9, 10) sont inclinées toutes les deux d'un même angle α sur la face libre ou "interface" (L,L' ) de ce corps, l'angle d'incidence de la direction de propagation de chaque onde ultrasonore d'étude dans ledit corps sur ladite interface étant égal à cet angle α.4. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the second (M, ') and third (N, N') plane faces of each of the two bodies (3, 6) against which are joined respectively the emission (4, 7) and reception (9, 10) transducers are both inclined by the same angle α on the free face or "interface" (L, L ') of this body, the angle incidence of the direction of propagation of each ultrasonic study wave in said body on said interface being equal to this angle α.
5. Dispositif selon la revendication 4, caracté¬ risé en ce que les sens de polarisation des deux transduc¬ teurs associés à l'un des deux corps (3, 6) sont identi¬ ques, alors que ceux des deux transducteurs associés à l'autre corps sont inverses.5. Device according to claim 4, caracté¬ ized in that the directions of polarization of the two transducers associated with one of the two bodies (3, 6) are identi¬ c, while those of the two transducers associated with l other bodies are inverse.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendi¬ cations 1 à 3, caractérisé en ce que chacun des deux corps est associé à un transducteur ultrasonore unique (21, 22) accolé à sa seconde face, alors confondue avec sa troi- sième face et parallèle à sa face libre ou interface, transducteur pouvant jouer successivement le rôle d'un transducteur d'émission et celui d'un transducteur de réception, et en ce que les incidences des ondes ultraso¬ nores sur ladite face libre sont normales. 6. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that each of the two bodies is associated with a single ultrasonic transducer (21, 22) attached to its second face, then merged with its third face. and parallel to its free face or interface, transducer being able to play successively the role of a transmission transducer and that of a reception transducer, and in that the incidences of ultrasonic waves on said free face are normal.
7. Dispositif selon l'une quelconque des précéden¬ tes revendications, caractérisé en ce que le circuit récepteur comprend un diviseur de tension (17) interposé entre les sorties des deux transducteurs de réception (9, 10), ce diviseur étant pourvu de plusieurs prises distinc¬ tes (18) permettant d'élaborer respectivement des signaux électriques S correspondant à des matériaux de référence fictifs distincts.7. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the circuit receiver comprises a voltage divider (17) interposed between the outputs of the two reception transducers (9, 10), this divider being provided with several separate outlets (18) making it possible to respectively develop electrical signals S corresponding to materials separate fictitious benchmarks.
8. Dispositif selon la revendication 6, caracté¬ risé en ce que les deux transducteurs "uniques" associés respectivement aux deux corps (3, 6) sont constitués par un seul et même transducteur (28) qui est alors interposé jointivement entre les deux secondes faces de ces deux corps.8. Device according to claim 6, caracté¬ ized in that the two "single" transducers associated respectively with the two bodies (3, 6) are constituted by a single and same transducer (28) which is then interposed contiguously between the two seconds faces of these two bodies.
9. Dispositif selon l'une quelconque des précéden¬ tes revendications, caractérisé en ce que les corps (3, 6) sont constitués en un alliage d'aluminium dont l'impé¬ dance acoustique caractéristique est de l'ordre de 17 MRayl et en ce que le matériau de référence (8) est la superpolyamide désignée sous l'appellation NYLON 6-6.9. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the bodies (3, 6) are made of an aluminum alloy whose characteristic acoustic impedance is of the order of 17 MRayl and in that the reference material (8) is the superpolyamide designated under the name NYLON 6-6.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 8, caractérisé en ce que les corps (3, 6) sont constitués en un alliage d'aluminium dont l'impédance acoustique caractéristique est de l'ordre de 17 MRayl et en ce que le matériau de référence (8) est le tungstène. 10. Device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the bodies (3, 6) are made of an aluminum alloy whose characteristic acoustic impedance is of the order of 17 MRayl and in that the reference material (8) is tungsten.
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