Etude des champs ultrasonores impulsionnels generes dans les liquides et les solides par des transducteurs piezocomposites. Application a la focalisation dans les solides : barrette de phase en contact

by PHILIPPE GENDREU

Doctoral thesis in Physique

Under the supervision of Mathias Fink.

defended on 1995

in Paris 7 .

  • Alternative Title

    Study of impulse ultrasonic fields generated in liquids and solids by piezocomposite transducers. Application to the focusing in solids: contact phased array


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  • Abstract

    Cette these est consacree a l'etude des champs ultrasonores impulsionnels generes dans les liquides et les solides par des transducteurs piezocomposites rectangulaires. Les deplacements transitoires a la surface d'un transducteur piezocomposite 1-3 ont ete mesures dans l'eau avec une sonde interferometrique heterodyne. Une sequence animee montrant l'etat instantane de la surface du piezocomposite a ete construite. Des mesures optiques du deplacement ont egalement ete faites sur une fine membrane au voisinage du transducteur et en champ lointain. Elles ont montre que, malgre les inhomogeneites de deplacement de surface, un transducteur piezocomposite peut etre assimile a une source fonctionnant en mode piston. Nous avons calcule des reponses impulsionnelles de diffraction qui donnent le champ de deplacement en tout point d'un liquide connaissant le deplacement de l'ouverture piston fourni par un modele de transduction unidimensionnel ou par la mesure du deplacement en champ tres proche. Nous avons ensuite construit un modele impulsionnel permettant de predire le champ ultrasonore cree dans un solide par une barrette de phase en contact. Ce modele prend en compte les proprietes elastiques intrinseques du solide et les effets de diffraction lies a la forme et a l'environnement acousto-electrique du transducteur. A partir des fonctions de green impulsionnelles nous avons etabli deux formulations pour la reponse impulsionnelle de diffraction en supposant que le transducteur vibre en mode piston (piston de contrainte). La premiere permet de calculer le deplacement dans le solide resultant de la superposition des ondes longitudinale, transversale et conique. La deuxieme totalement analytique considere que les ondes longitudinale et transversale sont decouplees, l'onde conique n'etant pas decrite. Ces deux formulations ont ete validees experimentalement grace a des mesures optiques precises du champ de deplacement. Nous avons montre que l'onde longitudinale pouvait etre focalisee efficacement pour des valeurs importantes de l'angle de deflexion

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Informations

  • Details : 218 P.
  • Annexes : 45 REF.

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