Analyse du fonctionnement et des différentes sources de pertes d'un transducteur basse fréquence de type Tonpilz

par Marie-Madeleine Amadei

Thèse de doctorat en Acoustique

Sous la direction de Paul Gonnard.

Soutenue en 1990

à Lyon, INSA , en partenariat avec LGEF - Laboratoire de Génie Electrique et Ferroélectricité (Lyon, INSA) (laboratoire) .


  • Résumé

    Les sonars actifs utilisés en émission sous-marine doivent aujourd'hui satisfaire à de nouvelles exigences et constituent un thème de recherche prioritaire. De nombreuses études sont en cours actuellement pour baisser les fréquences de travail de ces sources acoustiques, de manière à augmenter leur portée de détection. Il y a aussi une volonté de soumettre ces transducteurs à de plus fortes sollicitations pour augmenter la puissance émissible par unité de surface et augmenter leurs durées d'émission. Pour cette raison, le Laboratoire du Groupe d'Etudes et de Recherches en Détection Sous-Marine du Brusc (DCAN de Toulon) nous a fourni un transducteur mono-gamme de type Tonpilz. Une étude théorique par ondes planes des amplitudes de vibration et des contraintes le long du transducteur a été effectuée. Puis nous avons fait sa caractérisation électrique, mécanique et thermique dans l'air. Plusieurs types de défauts entraînant des pertes importantes ont ainsi été mis en évidence : nous nous sommes alors proposé d'identifier les diverses sources de pertes. Les céramiques piézoélectriques étant l'élément actif du transducteur, nous avons mesuré et calculé leur contribution dans les pertes totales du transducteur : elle s'est avérée très faible. Puis nous nous sommes consacrés à la séparation et à la quantification des montage : colle, caoutchouc, électrodes, précontrainte. Les différents types de localisés et quantifiés et certaines modifications ont été proposées. Des études complémentaires ont été faites sur l'importance du matériau piézoélectrique utilisé et sur les états de surface des céramiques. Ces différents essais dans 1 'air ont été confortés par une étude dans 1'eau en cuve anéchoïque

  • Titre traduit

    = Working and analysis of the different sources of losses of a low frequency Tonpilz transducer


  • Résumé

    The study of active sonars used in acoustical underwater emission has been neglected during several years. But, now they constitute an overriding research theme. There is a growing need for transducers that produce underwater sound at low or very low frequencies (for increasing detection range) and at high power. For this reason, the « Groupe d'Etudes et de Recherches en Détection Sous-Marine » (DCA Toulon) furnished us with a single-range Tonpilz transducer. We theoretically studied vibration amplitudes and stresses along this transducer. Then, we made its electrical, mechanical and thermal characterization in air. Many defects meaning important losses were shown off : the object of our work to identify the different sources of losses. We measured and calculated losses of piezoelectric ceramics which are the active element of the transducer : we showed that they are very low. Then, we sought mounting losses due to bond, rubber, electrodes and prestress. So, different kinds of losses were located and quantified. In the light of these results, we proposed some modifications. Other studies were made concerning the nature and the quality of the piezoceramic material and the surface quality of the ceramics. We made a study in water in an anechoic tank for confirming these previous studies carried out in air.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (435 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(1288)
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