Etude et analyse de l'influence du rayonnement infrarouge sur un resonateur a quartz : applications aux capteurs

par MOHAMED REDA HAMROUR

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Raymond Besson.

Soutenue en 1996

à Besançon .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    La forte dependance de la frequence de resonance d'un resonateur a quartz avec la temperature conduit a deux demarches opposees: l'une metrologique ou l'on cherche a minimiser cette dependance, l'autre thermometrique ou elle est au contraire favorisee. L'etude decrite dans ce memoire est basee sur l'analyse du comportement de la frequence du resonateur soumis a un flux de rayonnement infrarouge (ir), etude qui trouve son interet dans l'un comme dans l'autre des deux domaines d'application. Un premier resonateur de coupe sc 10 mhz, offrant l'avantage de fonctionner autant sur un mode de type metrologique (mode c) que sur un mode de type thermometrique (mode b), est utilise en resonateur test pour une premiere analyse des phenomenes. Un modele thermique simple a constantes localisees, simule par analogie electrique, permet d'apprecier les ordres de grandeurs des parametres a prendre en compte lors des manipulations (echanges thermiques en fonction du flux incident et des variations induites de temperature). Ce premier modele ne fait intervenir qu'une relation statique temperature frequence. Un second modele plus elabore, decoulant de la theorie non-lineaire de la thermoelectroelasticite developpee par tiersten, complete l'etude thermique precedente. Il prend en compte l'effet des gradients thermiques induits par le flux incident au sein de la structure de quartz. Le probleme thermoelastique est resolu par la methode des elements finis, qui fournit les distributions de la temperature et des contraintes. Partant des enseignements des etudes precedentes une nouvelle structure originale est proposee en tant que capteur de flux ir. Cette structure exploite une technique de compensation par battement et met a profit la recherche d'une orientation cristalline optimisee pour ce type d'application. Les resultats obtenus sur le prototype realise, conformes a ceux attendus, sont discutes

  • Titre traduit

    Study and analysis of influence of infrared radiations on the quartz resonator: application to sensors


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Informations

  • Détails : 143 P.
  • Annexes : 73 REF.

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