Le spécialiste d´instrumentation de mesure de débit NIVUS a développé, en collaboration avec l´Université d´Ulm, un banc d´essai de caractérisation de cellules piézo-céramiques (hydrophone). Ainsi, le champ de pression ultrasonore peut être visualisé de manière réaliste permettant au fabricant d´optimiser le fonctionnement des capteurs de la gamme et de choisir les cellules piézo-céramiques adaptées pour la future génération de capteurs. L´objectif est de configurer les transducteurs dans des conditions optimales de fonctionnement respectant la même consommation d´énergie ou la réduisant.

Dans le cas d´une mesure de débit par ultrasons, des ondes acoustiques sont émises dans un flux à partir d´un transducteur. Le banc d´essai des caractérisations des transducteurs évalue la directivité du faisceau, paramètre essentiel d´un fonctionnement optimal du transducteur. De manière générale, plus le champ ultrasonore émis à une fréquence donnée est étroit, plus l´information réfléchie est pertinente. Dans le cas contraire, le risque d´échos parasites est plus important. A l´aide du banc d´essai, on minimise les risques de réflexions ou diffusions parasites (voir figure 1). Ce travail permet l´optimisation du fonctionnement du capteur et d´atteindre les exigences que nous, NIVUS GmbH, fixons pour livrer le matériel le plus performant possible. 

La mesure du champ de pression émis par un appareil ultrasonique est possible grâce l´utilisation d´un capteur hydrophone présent dans un bassin d´immersion de 3 m³ (figure 2). Le transducteur peut être piloté transversalement et verticalement à l´aide de micromoteurs et d´une rotation à 180°. Ainsi, il est possible d´ajuster le capteur à la position souhaitée et de mesurer l´intensité du champ acoustique émis par l´appareil ultrasonique. Il en résulte une image en deux ou trois dimensions du front d´ondes générée par l´appareil. Celle-ci est comparée aux modèles théoriques (simulations numériques type éléments finis)  préalablement calculés (figure 3). La combinaison de modèles informatiques et d´un banc d´essai hydrophone constituent un outil idéal pour l´optimisation et le développement d´appareils de mesure ultrasoniques des plus précis. Dr. Asmorom Kibrom, responsable du banc chez NIVUS, a déclaré : "Le banc d´essai permet le relèvement et la visualisation du champ ultrasonore de tout transducteur et constitue la base de travail pour le développement de capteurs performants."    

Légendes des illustrations

Figure 1: exemples de champs de pression d´appareils de mesure ultrasoniques dans l´eau

Figure 2: 

banc d´essai hydrophone avec appareil de test (en bas à droite) et hydrophone (en bas à gauche)