Impact des ultrasons

[invite082add70]

Bonjour à tous,

Travaillant sur un projet concernant les ultrasons et ne maitrisant pas du tout cette technologie, je me retrouve dans l'incapacité d'avancer.

Je vous explique le contexte :

Je me sers d'un détecteur à ultrasons afin de pouvoir détecter la présence et le niveau d'un liquide dans un récipient.

Jusque là pas de soucis, le problème est que mon liquide possède une composition chimique spécifique (mélange physico-chimique, protéines, etc.) et que je ne sais pas quel peut être l'impact des ultrasons sur ce liquide.

En faisant des recherches, j'ai trouvé qu'il existait 2 types d'ultrasons :
- ultrasons de diagnostic : pas de modification du milieu dans lequel les ultrasons se propagent, intensité faible et haute fréquence
- ultrasons de puissance : modification du milieu dans lequel les ultrasons se propagent, haute intensité et fréquence faible.

Le truc c'est que je n'ai pas trouvé de seuil ou de valeurs permettant de caractériser un ultrason de puissance ou un ultrason de diagnostic.

Si vous avez des infos ou des documents qui peuvent m'aider, je suis preneur !

Merci
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[Hermillon73]

Bonjour,

Quelques chiffres que je connais:

- échographie "standard" de 1 à 10 MHz, intensité <1W/cm2
- quelques échographies très particulières à plus hautes fréquences (ophtalmologie).
- à plus basses fréquences, mais toujours aux alentours du MHz, vous avez des techniques de faisceaux d'ultrason très focalisés, pour chauffer localement, par exemple dans le but de détruire des tumeurs.
- En descendant encore, dans la gamme de centaines de kHz, vous commencez à avoir des phénomènes de cavitation (c'est ce que vous voulez éviter je pense!).

Ce n'est pas d'une grande précision, désolé.

Cordialement.

[LPFR]

Bonjour et bienvenu au forum.
Cela dépend beaucoup de la façon dont vous utilisez les ultrasons.
Quelle est al disposition du transducteur dans le récipient et par rapport au liquide.
Que mesurez-vous exactement ?

Si le niveau sonore ne crée pas de cavitation (comme c'est le cas dans un nettoyeur à ultrasons) il n'a pas des chances que les ultrasons interfèrent avec le liquide.
Au revoir.

[invite082add70]

Merci Hermillon et LPFR pour vos réponses.

Pour en dire un peu plus, le détecteur à ultrasons est positioné au dessus du récipient (environ 5mm) et il possède une fréquence sonique de 380kHz.

Le but étant de contrôler la présence du liquide dans le récipient ainsi que de mesurer la quantité de liquide.
L'application se situe dans le cadre de grosse production, c'est à dire que les récipients avec du liquide vont défiler sous le détecteur à ultrasons, environ toutes les 1,5 secondes.

Le liquide étant un point très critique dans notre process, je dois être capable de montrer que les ultrasons n'auront pas d'impact.

Cordialement.

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Re.
La distance de 5 mm est un peu petite pour el fréquence. Vous aurez une longueur d'onde dans l'air de 0,8 mm.
D'autre part il faut vérifier que votre appareil émet des impulsions assez courtes pour pouvoir capter l'écho.

Avec des distances aussi faibles, les puissances nécessaires seront ridiculement petites.
Comte tenue de la différence d'impédance acoustique entre le gaz et le liquide, presque toute la puissance sera réfléchie et très peu transmise.

Pour démontrer que quelque chose n'a pas d'effet, la seule solution valable est de faire des mesures en changeant le niveau et détecter à partir de quel niveau ça a effectivement des effets. Il est facile de démontrer un fait mais pas un non-fait.
A+

[invite082add70]

La distance de 5mm est ce qui est recommandé par le fabricant du détecteur pour une meilleur précision de la mesure. Mais après je ne suis pas très calé en ultrasons, les premiers tests que j'ai fais quant à la détection de niveau sont concluants.

Je sais que l'on utilise des sondes à ultrasons pour casser des molécules (sonication je crois) et donc pour modifier le milieu dans lequel on envoi des ultrasons.

Ce que je cherche c'est justement des infos qui me permettent de dire que mon ultrason ne va pas provoquer un phénomène de sonication ou autre modification du milieu et qu'il est sans risque pour mon liquide.

C'est peut être plus un problème de chimie du coup, je sais pas trop :/

Je vois que tu me parles de puissances qui seront très petites, de quelles puissances parles-tu ? et comment je peux les calculer dans mon cas ?

En tous cas merci pour ton aide

[LPFR]

Re.
Regardez la notice du détecteur. Elle indique peut-être la puissance utilisée.
Et vous avez une référence. Si les niveaux sont inférieurs à ceux utilisées en échographie médicale, ils ne présentent aucun danger.
Et encore, en échographie on assure un bon couplage acoustique entre la sonde et les tissus avec un gel.
Ici vous n'avez pas de couplage car le détecteur n'est pas dans le liquide.
A+

[invite082add70]

Bonjour,

Dsl de la réponse tardive et merci pour le retour.

J'ai du mal avec cette notion de puissance pour les ultrasons, on parle d'une valeur en Watt ou bien d'une caractéristique de l'ultrason comme peut l'être la fréquence ?

Je ne vois rien dans la notice faisant référence à une quelconque puissance (je met le lien du matériel) :

http://www.audin.fr/pdf//documentati...914KS35AD1.pdf

Pour le côté médicale, est-ce que vous avez des liens ou je pourrais approfondir un peu plus ?
De mon côté il faut que je monte un dossier prouvant que ça n'a pas d'impact donc il me faut des données sur quoi m'appuyer.

Encore merci

[Hermillon73]

Bonjour,

Il y a quantité de cours sur l'échographie médicale sur le web (et je suppose que vous pouvez de même trouver des cours de CND-ultrasons)...
Par exemple:
http://facmed.univ-rennes1.fr/wkf/st..._2010-2011.pdf

Sinon, pour compléter mon premier message sur les ultrasons dans le domaine médical justement: pour les ultrasons très focalisés (donc destructifs) on utilise des intensités de l'ordre de 1000 W/cm2 ou plus de ce que j'ai pu trouver.
Si j'en crois ce document, http://documents.irevues.inist.fr/bi...pdf?sequence=1, des phénomènes de cavitation apparaissent vers ~100 W/cm2 pour des fréquences de l'ordre de 500 kHz.

Cordialement.

[LPFR]

Bonjour.
Il est vrai qu'utiliser un capteur capable de mesurer 150 mm pour mesurer 5 mm, n'est probablement pas le meilleur choix si on est concerné par la puissance utilisée.

Même en regardant dans le site du fabricant, on ne trouve pas d'indication de la puissance émisse.
Peut-être que vous pouvez essayer de lui poser la question en lui expliquant bien vos motivations.
Et en montrant "patte blanche" en lui donnant l'organisme pour lequel vous faites votre projet.

Les ultrasons sont de la même nature que les autres sons. La puissance par unité de surface détermine l'amplitude des variations de pression et le déplacement du milieu au passage de l'onde.
Au revoir.

[invite082add70]

Bonjour,

En retard de nouveau pour répondre :/

Merci à Hermillon et LPFR pour vos réponses.

J'ai déjà exposé mon problème à mon fournisseur et il ne peut pas répondre à mes questions sur l'impact des ultrasons vis à vis de mon produit.

Je pense qu'il est pas vraiment possible de démontrer que les ultrasons sont sans danger pour mon application de façon théorique, il me faudra passer par des essais.

Merci pour votre aide et si j'aimais je trouve des trucs intéressants, je viendrais les partager ici
A+

[LPFR]

Bonjour.
Bien sur que le fournisseur ne peut pas dire les conséquences sur votre produit.

Il fallait lui demander ce à quoi il pouvait peut-être répondre: la puissance des ultrasons émis.
Au revoir..

[invite082add70]

Oui, je me suis mal exprimé.

J'ai rapidement ciblé cette notion de puissance dans les ultrasons et j'ai beaucoup échangé avec mon fournisseur. Et je n'ai pas eu plus d'infos par rapport à la puissance non plus :/

A+

[ansset]

si je ne dis pas de betise.
la diff de puissance entre ultrasons non-invasifs ( echographie ) et ultrasons thérapheutique ( focalisés ) est d'environ 10000.
en revanche en terme de fréquence les echographies vont de qcq Mhz à une cinquantaine de MHz