2.3.1.2 Description du faisceau ultrasonore émis
par un transducteur piézoélectrique
Le faisceau ultrasonore émis par un transducteur
piézoélectrique est constitué d'un lobe principal formant
un cône dans lequel la plus grande partie de l'énergie est
concentrée et de lobes secondaires d'énergie beaucoup plus faible
(cf. figure 2.4). Il comprend deux régions distinctes. La
première appelée zone de Fresnel (ou champ proche) où le
faisceau est quasiment cylindrique. La seconde appelée zone de
Fraunhofer (ou champ lointain) se caractérise par une divergence du
faisceau selon un demi-angle «????» par rapport à l'axe ??. La
limite entre les deux régions, pour un transducteur de diamètre
???? et de longueur d'onde ë dans le milieu de propagation, se
situe à une distance [73,74]:
????2
N??= 4ë (2.10)
L'angle de divergence est donné par la relation [72]:
Transducteur
è??
D??
Champ proche Champ lointain
Fig. 2.4 - Faisceau ultrasonore émis par un transducteur
ultrasonore piézoélectrique
L'intensité acoustique le long de l'axe du faisceau
à une distance z du transducteur est donnée par la formule
suivante [74]:
2
Ia =Ia0 sin2 ð ë ???? 4
+z2-z ~ (2.12)
avec Ia0 est l'intensité acoustique
sur l'axe du faisceau au niveau du transducteur.
La figure 2.5 montre la variation sur l'axe de
l'intensité acoustique en fonction de la distance pour un transducteur
de 50 mm de diamètre vibrant à 0.76 MHz et rayonnant des ondes
acoustiques dans l'eau. Nous remarquons que l'intensité acoustique
décroît régulièrement dans la zone du champ lointain
à cause de la divergence de faisceau.
Champ proche
Champ lointain
Nt =0.32
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