Etude et realisation d'un debitmetre ultrasonore non traumatisant

A non intrusive flowmeter

• Auteur / Autrice : Jean-Pierre Remeniéras
• Direction : P. CERVENKA
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Ce travail de these a consiste a realiser un instrument de mesure non intrusif permettant d'obtenir simultanement les fluctuation de pression et de vitesse associees au passage d'ondes planes dans des canalisations hydrauliques. Une paire de sondes emettrices genere, en continu et dans deux directions opposees, deux faisceaux ultrasonores. Ces faisceaux traversent la paroi du tube, se propagent dans le liquide, traversent de nouveau la paroi opposee du tuyau et sont captes par une sonde receptrice. Les deux capteurs sont juste poses sur la paroi du tube et il n'est donc pas necessaire de developper une manchette de mesure specifique pour effectuer les essais. La modelisation de la propagation des ultrasons a travers le tube est effectuee en decomposant le faisceau en modes plans inhomogenes. Elle a permis de specifier la geometrie et la nature physique des sondes. Par interaction non lineaire faible entre l'onde ultrasonore haute frequence et les ondes basses frequences circulant dans la canalisation, on montre que la phase du signal ultrasonore est tres faiblement modulee. L'amplitude de modulation (de l'ordre du centieme de radian) est une combinaison lineaire des fluctuations de pression et de vitesse particulaire dues aux ondes basses frequences. Une electronique specifique de reception, basee sur une boucle a verrouillage de phase, a ete developpee et etalonnee. Les essais effectues presentent les mesures de debit fluctuant sur une cavite acoustique excitee aussi bien en bande discrete (bruit pulsatoire) qu'en large bande. Les essais realises sur le banc cetim de la dcn de cherbourg permettent de comparer les mesures de fluctuations de pression effectuees a l'aide du debitmetre avec celles effectuees grace aux methodes traditionnelles de mesure