Qu'est-ce que la technologie des ondes acoustiques de surface ?

Figure 1 : Les ondes acoustiques de surface se divisent pour se propager à la surface du tuyau et à travers le fluide qui s'y écoule.

Les ondes acoustiques de surface sont particulièrement utiles pour mesurer de manière non invasive l'écoulement des liquides dans divers contextes. Cependant, la polyvalence de la technologie des ondes acoustiques de surface (SAW) va bien au-delà de la mesure du débit ; elle joue un rôle important en garantissant la propreté dans les environnements de production sensibles et en améliorant la fonctionnalité des appareils de tous les jours, comme les téléphones et les téléviseurs. Cet article donne un aperçu de la technologie SAW pour la mesure du débit et décrit d'autres applications des ondes acoustiques de surface.

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Débitmètres à Ondes Acoustiques De Surface

Qu'est-ce qu'une onde acoustique de surface ?

Une onde acoustique de surface est une onde sonore qui se propage parallèlement à la surface d'un matériau élastique. Lorsque les ondes traversent la surface, leur amplitude de déplacement (c'est-à-dire la distance d'une particule sonore par rapport à sa position d'équilibre) se déplace dans le matériau, déplaçant les particules du matériau jusqu'à une profondeur d'environ une longueur d'onde. Plus les ondes pénètrent loin dans le matériau, moins elles ont d'impact sur les particules du matériau.

SAWs et mesure de débit

Les débitmètres SAW utilisent plusieurs (au moins quatre) transducteurs interdigités (IDT) qui peuvent fonctionner comme émetteurs et récepteurs de signaux. Ces IDT sont placés à l'extérieur de la conduite où les mesures de débit sont effectuées. Pour effectuer une mesure, l'un des transducteurs envoie un signal acoustique. Le signal se divise ; une partie du signal traverse la surface du tuyau directement vers un autre transducteur, qui reçoit le signal. Une partie de ce signal est transmise à travers le liquide jusqu'à l'autre côté du tube. Lorsqu'il atteint l'autre côté, le signal se divise, envoyant des parties au second récepteur et à travers le liquide pour continuer le processus.

Le temps absolu nécessaire à l'onde pour se déplacer de l'émetteur au récepteur est influencé par le diamètre du tube et le type de liquide. Le signal est envoyé dans les deux sens, et la différence de temps de parcours entre l'aller et le retour est proportionnelle au débit. En évaluant l'amplitude, la fréquence et la durée de fonctionnement des signaux, le débitmètre peut évaluer la qualité de la mesure et détecter la présence de bulles de gaz, de solides ou de types de liquides. Pour en savoir plus sur le fonctionnement des débitmètres SAW, lisez notre article sur le débitmètre 8098 de Burkert.

Applications

Comme les débitmètres SAW n'ont pas de composants qui interagissent avec le fluide, ils sont particulièrement adaptés aux applications hygiéniques.

Industrie de la brasserie et des boissons
Industrie pharmaceutique
Industrie laitière
Systèmes de nettoyage en place

Les débitmètres SAW sont également utilisés en dehors des applications spécifiquement hygiéniques, simplement parce qu'ils sont très précis :

Stations d'épuration des eaux usées
Industrie automobile
Traitement des semi-conducteurs

Autres applications SAW

La technologie des ondes acoustiques de surface est polyvalente et trouve des applications dans divers domaines grâce à sa sensibilité, sa précision et sa fiabilité. Voici plusieurs dispositifs à ondes acoustiques de surface qui utilisent les principes des ondes acoustiques de surface :

Capteurs SAW : Les capteurs SAW exploitent la sensibilité des ondes acoustiques aux changements environnementaux pour détecter des paramètres physiques tels que la température, la pression, l'humidité, la déformation et la concentration de vapeur chimique. Ces capteurs sont largement utilisés dans les applications industrielles, automobiles et aérospatiales à des fins de surveillance.
Oscillateurs SAW : En électronique, les oscillateurs SAW sont utilisés pour générer des fréquences précises. Ces oscillateurs sont souvent utilisés dans les équipements de communication militaires et spatiaux, où la stabilité et la précision sont essentielles.
Traitement du signal : Les dispositifs SAW peuvent exécuter diverses fonctions de traitement des signaux, notamment la modulation, la convolution et la corrélation. Ils sont utilisés dans des applications spécialisées telles que les communications à spectre étalé et le traitement des signaux en sismologie.
Filtres SAW : Les filtres SAW sont des composants essentiels dans les télécommunications. Ils fonctionnent en convertissant les signaux électriques en ondes acoustiques, en filtrant sélectivement les fréquences, puis en les reconvertissant en signaux électriques. On les trouve dans les téléphones portables, les téléviseurs, les radios et d'autres appareils de communication pour filtrer les fréquences indésirables et améliorer la qualité du signal.
Écrans tactiles SAW : La technologie SAW est utilisée dans les écrans tactiles pour reconnaître les points de contact. Lorsqu'un utilisateur touche l'écran, il interrompt les ondes acoustiques sur la surface, et le point d'interruption est détecté et traduit en commande. Cette technologie permet d'obtenir des écrans tactiles à haute résolution, durables et d'une grande clarté.

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