Amplification de transducteurs ultra sons

[pete_le_merou_velu]

Bonjour,
je cherche à vérifier la faisabilité d' un système de localisation subaquatique basé sur des transducteurs ultra-son.
la puissance acoustique au niveau du récepteur est atténué à cause de la distance qui le sépare de la source. En cherchant sur la toile, on trouve pour une distance de 300m une valeur d'atténuation de 50dB environ, principalement liées aux pertes par divergence géométrique. Les pertes par amortissement n' interviennent que dans une moindre mesure vue la fréquence de 40kHz des modèles couramment commercialisés.

En prenant en exemple un modèle de transducteur commercialisé présentant les caractéristiques suivantes: Transmitting sound Pressure Level 92dB min (0dB re 0.0002μbar )
en tenant compte de l'atténuation de 50dB, le niveau acoustique recueilli à 300m devient 92-50= 42dB
soit 0.0002µ * 10^(42/10) = 3.2 µbar

en réception , la sensibilité est spécifiée comme suit: Receiving Sensitivity at resonant frequency -80dB (0dB=1V/μbar)
Le niveau du signal électrique vaut dans ces conditions 3.2*10^(-80/10) = 3.2 *10^-2 µV
Sauf erreur dans ces calculs, il est irréaliste d'espérer amplifier suffisamment un niveau aussi faible.
Quelqu'un a t il une expérience avec un dispositif similaire ?
Merci d'avance
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[Murayama]

Bonjour!

L'expérience que j'ai n'a rien à voir, mais j'ai fait des appareils qui mesurent
dans des gammes µV et c'est assez difficile d'avoir un signal propre (EEG).
Avec en plus des ultrasons... Plus la fréquence est élevée, plus il est difficile
de faire vibrer quelque chose de lourd (l'eau), alors je vous vois mal parti.
Si les soumarins utilisent des fréquences audibles (de l'ordre du kHz), c'est
certainement l'une des raisons. Donc dans votre cas, 2 handicaps:
- Gamme de signaux bien en dessous du microvolt
- Fréquence élevée.
Si le système est fixe, il n'y aura donc pas d'effet Doppler, et détecter la
présence d'une fréquence fixe, même noyée dans le bruit, est un peu plus
facile. S'il y a Doppler, plus le système bougera vite, moins il sera facile
de détecter des signaux. Et puis pour tout dire, 300m, ça me paraît énorme
mais là encore, ce n'est pas mon domaine.

Donc les 2 ensemble, ça ne me dit rien qui vaille. Mais peut-être que d'autres
ont des expériences un peu plus en rapport avec ce que vous voulez faire.

Pascal

[penthode]

c'est bien pourquoi les ASDIC poussent des kW

[Vincent PETIT]

Bonjour,

.Si le système est fixe, il n'y aura donc pas d'effet Doppler, et détecter la
présence d'une fréquence fixe, même noyée dans le bruit, est un peu plus
facile.

C'est vrai que la piste du détecteur cohérent est à explorer.

Mais je ne connais pas non plus ce domaine.

[A voir en vidéo sur Futura]

[pete_le_merou_velu]

Bonjour et merci pour vos réponses
Elles confirment ma première impression. A ce stade, sauf à opter pour des transducteurs plus performants, une amélioration pourrait consister à essayer de réduire la valeur de l'atténuation, estimée grossièrement à 50dB. Cette valeur, donnée pour une source isotrope, est sans doute être surestimée du fait du diagramme de rayonnement des transducteurs
Dans l'air aux fréquences audibles, un réflecteur parabolique permet d'augmenter la sensibilité du récepteur. j'ignore dans quelque mesure cette solution est transposable aux ultrasons dans l'eau et encore moins comment quantifier le gain qui pourrait en résulter.

[penthode]

peut-on avoir le lien sur les transducteurs choisis ?

[jiherve]

bonjour,
les échosondeurs civils sont souvent à 200kHz il suffit de les pousser un peu à l’émission; il y a 40 ans j'en ai bricolé un pour mon voileux de frère il sondait jusqu’à 80m mais 200v en tête de carotte à l’émission!
JR

[pete_le_merou_velu]

Voici les liens vers les transducteurs que j'avais vus.
https://www.gotronic.fr/pj2-ec4018-2016-update-2374.pdf
https://www.farnell.com/datasheets/1958598.pdf
https://fr.farnell.com/prowave/400ep...8mm/dp/1007355

[Antoane]

Bonjour,

Ces transducteurs sont prévus pour fonctionner dans l'air, les charactéristique dans l'eau (pression, fréquence de résonance) seront fortement affectées.

[penthode]

un peu n'importe nawak en effet

y faut un transducteur immergeable prévoir la carte bleue !

https://www.google.com/search?q=tran...06589616150529

[jiherve]

bonjour,
là du serieux, bifréquence 600w:https://www.bigship.com/catalogue/el...-khz-avec-temp.
JR

[antek]

On ne pourrait pas utiliser des transducteurs pour nettoyeurs à US ?

[jiherve]

re
peut être mais je crains que leur diagramme d’émission ne convienne pas car les objectifs sont differents un sondeur demande un faisceau étroit alors qu'un nettoyeur vise à l'arrosage sans "point chaud"!
pour ce qui est de l’amplification dans le principe c'est simple c'est de la BF mais dans la réalité c'est très compliqué car il faut encaisser une dynamique monstrueuse qu'il y ait un ou deux transducteurs la plage couvre largement plus que 100dB.
JR

[penthode]

et en position réception .....

j'ai un sérieux doute sur les performance

[jiherve]

re
ce n'est pas prévu pour en effet!
pour revenir à l'amplification c'est le probleme connu des radaristes : le duplexeur.
JR

[penthode]

on y est tous passés , ou presque

[Antoane]

Bonjour,

les ondes sonores se propage ~200 000 plus lentement dans l'eau que pour un radar, ca limite les contraintes sur le switch. Ici, vue la distance envisagée (300 m), un relais ferait même l'affaire
Ceci dit :

je cherche à vérifier la faisabilité d' un système de localisation subaquatique basé sur des transducteurs ultra-son.
la puissance acoustique au niveau du récepteur est atténué à cause de la distance qui le sépare de la source. En cherchant sur la toile, on trouve pour une distance de 300m une valeur d'atténuation de 50dB environ, principalement liées aux pertes par divergence géométrique. Les pertes par amortissement n' interviennent que dans une moindre mesure vue la fréquence de 40kHz des modèles couramment commercialisés.

Ce qui simplifie la gestion emission/réception, mais complexifie la detection synchrone.

[jiherve]

re
un sondeur de plaisance fonctionne entre 1 ou 2m(antitalonage) et qqs dizaines/centaines de mètres.
or 1m dans l'eau cela fait 1,3 ms AR donc le pulse doit être beaucoup plus court et par conséquence un relais n'ira pas car trop lent leur temps de réponse se chiffrant en mS.
JR

[antek]

L'antitalonnage peut être supprimé sans problème

[pete_le_merou_velu]

j'avais jeté un oeil sur les transducteurs pour nettoyage. Il s'en trouve a foison, mais effectivement ils n'ont pas pour vocation de propager d'ultra-sons sur la distance et leur datasheet ne donne pas de diagramme de rayonnement.
Dans le principe, il ne s'agit pas de mesurer une distance par écho. Émetteur et récepteur sont deux éléments distincts et ne seraient pas au même endroit. L'idée était de rechercher la direction de l’émetteur en exploitant la directivité du récepteur. l'ensemble se voulait pour un usage quasi-unique, les sondeurs immergeables sont hors budget.

[penthode]

re...
et ça doit donc servir à quoi ?

[Murayama]

Bonjour!


J'ai eu un projet de ce genre il y a une dizaine d'années. Le système servait à
contrôler la stabilité d'une plateforme pétrolière, et il y avait des modems
sonores. Mais pas à ultrasons. Ceci dit, je ne me suis occupé que de pa partie
données, soft en général, donc je connais finalement très peu sur les problèmes
de transmission. C'était de l'ordre de 300 bauds si je me souviens bien.
Donc je soupçonne un système de ce genre.


Pascal

[jiherve]

bonjour
un autre probleme avec les sons/ultrasons c'est leur fâcheuse tendance à emprunter le chemin des écolier en eau de mer la propagation dépend des variations de température,de salinité etc etc c'est ce qui rend difficile la réalisation des sonars .
Ici tout reposera donc sur une analyse d'amplitude même en radiofréquence cela fonctionne assez mal avec un simple couple ER.
bon courage!
JR

[pete_le_merou_velu]

Bonjour
L'ensemble devait servir à cartographier les points remarquables sur un site de plongée subaquatique en eau douce. L'émetteur est immergé en un point de référence fixe, à faible profondeur. Le plongeur embarque le récepteur. Il se positionne sur un point remarquable pour rechercher la direction d'émission. un deuxième relevé obtenu après avoir déplacé l'émetteur à un autre endroit devait permettre de localiser par triangulation le point remarquable. J'avais écarté la solution basée sur des ondes radio, vu leur propagation médiocre dans l'eau, mais celle à ultra sons n'est visiblement pas plus simple, sauf à utiliser des transducteurs de compétition.