ISO 6418:1985
(Main)Liquid flow measurement in open channels — Ultrasonic (acoustic) velocity meters
Liquid flow measurement in open channels — Ultrasonic (acoustic) velocity meters
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts — Compteurs ultrasoniques (acoustiques) de vitesse
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Relations
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International Standard @ 6418
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATlON*MEMYHAPOIIHAR OPrAHMBAUMR Il0 CTAHllAPTH3AUHH.ORGANISATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
J) Liquid flow measurement in open channels - Ultrasonic
( acoustic 1 ve I o c i ty met ers
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts - Compteurs ultrasoniques (acoustiques) de vitesse
First edition - 1985-02-15
I U1 UDC 532.57 : 534-8 Ref. No. IS0 6418-1985 (E)
-
ln
Descriptors : open channel flow, liquid flow, flow measurement, velocity measurement, acoustic measurement, error analysis.
E
s
Price based on 13 pages
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Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of
national standards bodies (IS0 member bodies). The work of preparing International
Standards is normally carried out through IS0 technical committees. Each member
body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, govern-
mental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to
the member bodies for approval before their acceptance as International Standards by
the IS0 Council. They are approved in accordance with IS0 procedures requiring at
least 75 % approval by the member bodies voting.
International Standard IS0 6418 was prepared by Technical Committee ISO/TC 113,
Measurement of liquid flow in open channels.
0 International Organization for Standardization, 1985 O
Printed in Switzerland
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
Contents
Page
1
Scope and field of application . .
1
2 References .
1
3 Definitions .
1
4 Units of measurement . 4 .
1
General .
5
1
Principle of operation .
6
1
7 Characteristics of sound in water .
3
8 Instrument performance criteria .
4
Site selection .
9
5
10 Instrument installation .
5
11 Operationmanual .
5
Calibration .
12
5
13 Uncertainties and systematic errors .
5
14 Block diagrams .
6
Annexes
A Typical minimum clearances with respect to bed and water surface
for various path lengths and operating frequencies .
8
B
Systematic errors incurred if the assumed direction of flow is not
parallel to the channel axis. for various path lengths and path angles .
9
C Block diagrams .
10
...
111
---------------------- Page: 3 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD IS0 6418-1985 (E)
Liquid flow measurement in open channels - Ultrasonic
(acoustic) velocity meters
6 Principle of operation
1 Scope and field of application
Several ultrasonic (acoustic) velocity meter systems have been
This International Standard describes the general design,
developed using variations of the same basic theory. Common
operation, performance and application of ultrasonic (acoustic)
to each is the measurement of water velocity by determination
velocity meters for measurement of flow in open channels.
of the travel times of sound pulses moving in both directions
along a path diagonal to the flow. The water velocity measured
a
While it is recognized that, theoretically, such meters might
by the system is the average component of the velocity along
operate at any frequency, practical considerations tend to limit
the acoustic path (see figure 1). The primary methods used are
applications to frequencies above the acoustic range, that is,
the total travel time method, the sing-around method, the dif-
greater than 15 kHz. However, the term "acoustic" has been
ference frequency method and the differential travel time
applied in practice, in many countries, to meters of this type
met hod.
irrespective of frequency and the term is retained in this Inter-
national Standard for that reason.
6.1 Travel time method
The velocity of a sound pulse in moving water is the algebraic
2 References
sum of the acoustic propagation rate and the component of
1). The travel
water velocity along the acoustic path (see figure
IS0 772, Liquid flow measurement in open channels - time of an acoustic pulse, originating from a transducer at point
Vocabulary and symbols.
A and travelling in opposition to the flow of water along the
path AB, can be expressed as
IS0 6416, Liquid flow measurement in open channels -
Measurement of discharge by the ultrasonic (acoustic) method.
Similarly, the travel time for a pulse travelling with the current
3 Definitions
from B to A is
e
For the purpose of this International Standard, the definitions
(2)
given in IS0 772 apply.
Equations (1) and (2) can be combined and solved for vp:
4 Units of measurement
The units of measurement used in this International Standard
are those of the International System of Units (SI). Degrees or
As
radians are used in measurement of plane angles.
vp = VL cosa . . (4)
then
5 General
The ultrasonic (acoustic) velocity meter is a device which
(5)
utilizes acoustic transmission to measure the average velocity
along a line between one or more opposing sets of transducers.
This device provides continuous measurement of velocity and where
is useful particularly in circumstances in which regulated flows,
navigation or tidal influences, for example, render velocity c is the velocity of sound in still water;
measurements by traditional methods either difficult, less
accurate or impossible. L is the length of the acoustic path AB;
1
---------------------- Page: 4 ----------------------
IS0 6418-1985
E)
€3
Figure 1 - The direction of acoustic path relative to flow velocity
systems usually measure transit times for a given period in one
tAB is the travel time from A to B;
direction along the acoustic path and then in the other direc-
tion. Sometimes, two pairs of transducers are used, tuned to
tgA is the travel time from B to A;
different frequencies and operating simultaneously.
is the component of the measured average water
vp
velocity along the acoustic path;
The quotients litBA and litAB in equation (5) are the pulse-
repetition frequencies for acoustic transmission in each direc-
vL is the average water velocity at the elevation of the
tion that are measured.
acoustic path parallel to the axis of the channel;
a is the angle between the mean direction of flow and the 6.3 Difference frequency method
acoustic path.
A train of ultrasonic pulses is transmitted by each transducer in
In this type of system, corrections for changes in the propa-
turn. The transducers at both banks act as receivers detecting
gation rate of sound are automatically compensated for by the
the pulses emitted by the opposite transducers. Each receiving
treatment of the data.
transducer controls the frequency of the oscillator which
generates the pulse train for the opposite transmitting
Travel times are measured sequentially for pulses originating at
transducer. The period of each of the frequencies fi and f2 is
A and travelling against the current, and then for pulses
adjusted to be a function of the transit time of the pulse (see
originating at B and travelling with the current. Accuracy of a
figure 5). The oscillator controlled by the pulses travelling with
system of this type depends on the precision with which the
the flow will have a higher frequency than that controlled by
individual travel times can be measured. Errors in indi-
the pulses travelling against the flow. The two frequencies are
cated velocities are a linear function of timing errors in either
then compared by the signal processing equipment and a fre-
direction.
quency difference derived for a specified period of time, this
period being chosen as a function of the cross-sectional area of
the flow. By careful choice of the counting time, the pulse
6.2 Sing-around method
count is a direct reading of discharge in desired units.
The sing-around method, sometimes referred to as the pulse-
repetition frequency system, is being used by several
6.4 Differential travel time method
developers. Cumulative measurements of travel times are made
by using the received pulse at the far end of an acoustic path to
trigger a second transmittal pulse at the originating transducer. The differential travel time method differs from the other
methods previously considered in that the difference in the time
Arrival of the second pulse triggers the next transmission, and
the system is allowed to continue operation in this repetitive of arrival of acoustic pulses, triggered simultaneously at each
end of the path, is directly measured. When two transducers
pattern. Transit time of the acoustic wave is resolved either by
measuring the total time for a fixed number of cycles or by transmit signals simultaneously towards each other, the flow of
water in the path will increase the speed of one signal and
reducing the cycling rate to a continuous pulse-repetition fre-
decrease the other. The signal transmitted in the downstream
quency. Where a single pair of transducers is employed, such
2
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IS0 6418-1985 (E)
The elasticity of water, as affecting the propagation of acoustic
direction arrives first and is used to start a time clock; the signal
transmitted in the opposite direction arrives later and is used to waves, is defined as the ratio of some given change in pressure
to the accompanying fractional change in volume. Thus
stop the clock. The time increment recorded is thus the dif-
defined, it is known specifically as the volume elasticity or as
ferential between the total travel times involved, a differential
It is written as
that is linearly proportional to the water velocity. In this system, the bulk modulus.
the measure of average total travel time in each direction shall
also be recorded to compensate for changes in the speed of
Pw - Pwo
E= WO - V)/V0
sound in water.
NOTE - In the methods described above, for a meter operating in the
where
multipath mode, each pair of transducers is operated in sequence,
thereby obtaining the individual path velocities. This applies to all
E is the modulus of elasticity;
methods described in 6.1 to 6.4.
pwo is the initial value of the hydrostatic pressure of the
6.5 Measurement of time
water;
One of the most important points in any of the ultrasonic
pw - pwo is the change in hydrostatic pressure;
(acoustic) velocity meter systems is the accurate measurement
of time. Four differing signal-recognition methods have been
V, is the initial volume;
employed by various designers. They are
e
V, - V is the change in volume.
a) the leading-edge detection method;
The propagation speed, c, is expressed as
a method that utilizes the differential of the voltage time
b)
pulse train;
c=JE/e
c) a method that recognizes the first "zero" crossover
The density of water increases with concentration of dissolved
after the first peak above a given threshold level;
and/or suspended solids, with pressure or depth below the sur-
face, and with temperature, reaching a maximum at 4 OC. The
a method comparing phase relations of the received
d)
elasticity is affected to a much greater proportional degree than
and transmitted signals.
is the density; consequently, when both vary due to some
common cause, the speed of sound increases or decreases as
the elasticity increases or decreases.
7 Characteristics of sound in water
The speed of sound in fresh water varies from approximately
The utility of sound waves, not only in air but also in water,
1400 m/s to slightly above 1 500 m/s over the ambient
results from the fact that they are a form of energy having well-
temperature range to give a total change of approximately 7 %.
defined characteristics. This energy may be controlled with
great accuracy and may be transmitted from place to place.
Because of these two properties, sound waves may be used as
7.2 Transmission of sound in water
a vehicle for carrying information.
Of the acoustic energy transmitted, only a portion reaches the
Sound waves are generally classified into three regions:
target; the remainder is lost for various reasons. This loss in
0
signal strength associated with transmission of sound energy
-
the range of frequencies of less than 50 Hz is termed
through water is called propagation loss. It consists of
subsonic;
loss and attenuation loss.
spreading
-
the audible range between 50 and 15 O00 Hz is termed
7.2.1 Spreading loss
sonic;
-
the range of frequencies greater than 15 O00 Hz is Spreading loss is the reduction in acoustic intensity due to the
termed ultrasonic. increase in area over which the given acoustic energy is
distributed. Spreading loss is independent of frequency.
7.1 Speed of sound in water
In the ideal situation, spreading occurs in accordance with the
inverse square law applicable, in general, to all forms of radiant
Sound speed is dependent upon the density and elasticity of
energy. Spreading losses depend upon the relation between
the medium and independent of frequency. The density is
the path length and the diameter of the ultrasonic transducer.
defined as the mass per unit volume. It is written as
e = m/V
7.2.2 Attenuation loss
where
Attenuation loss is the reduction in acoustic intensity due to the
resistance of the medium to the transmission of acoustic
e is the density;
energy. It is analogous to the loss suffered by electric energy
transmitted over a wire line, where there is no spreading loss.
rn is the mass of a given volume;
Attenuation loss varies directly with the square of the fre-
V is the given volume. quency.
3
---------------------- Page: 6 ----------------------
7.2.2.1 Scattering 8.2 Electronic assembly
Scattering is the modification of the direction in which acoustic
The electronic assembly c
...
Norme internationale @ 6418
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANOARDIZATION*MEXflYHAPOflHAR OPrAHH3AUMR fl0 CTAHflAPTM3AW'lM*ORGANlSATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
8 Mesure de débit des liquides dans les canaux
découverts - Compteurs ultrasoniques (acoustiques) de
vitesse
Liquid flow measurement in open channels - Ultrasonic (acoustic) velocity meters
Première édition - 1985-02-15
c CDU 532.57:534-8 Réf. no : IS0 6418-1985 (F)
3
Descripteurs : écoulement en canal découvert, écoulement de liquide, mesurage de débit, mesurage de vitesse, mesurage ultrasonique
7
Prix basé sur 13 pages
E
---------------------- Page: 1 ----------------------
Avant-propos
L‘ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L‘élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I‘ISO. Chaque
comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
I’ISO, participent également aux travaux.
mentales, en liaison avec
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I’ISO. Les Normes internationales sont approuvées confor-
mément aux procédures de I’ISO qui requièrent l‘approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
La Norme internationale IS0 6418 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 113,
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts.
---------------------- Page: 2 ----------------------
Sommaire
Page
1
1 Objet et domaine d'application .
1
2 Références .
. 1
3 Définitions .
4 Unitésdemesure . 1
5 Généralités . 1
6 Principe de fonctionnement . 1
7 Caractéristiques du son dans l'eau . 3
8 Critères de performance de l'appareil . 4
9 Choix de l'emplacement . . 5
10 Installation de l'appareil . . 5
11 Manuel d'utilisation . . 5
12 Étalonnage . 6
13 Erreurs limites et erreurs systématiques . 6
e
14 Organigrammes . 6
Annexes
A Distances libres minimales caractéristiques par rapport au lit
et à la surface de l'eau pour diverses longueurs de trajectoire
et fréquences de fonctionnement . 8
B Erreurs systématiques encourues lorsque la direction supposée
du courant n'est pas parallèle à l'axe du chenal. pour diverses longueurs
de trajectoire et divers angles de trajectoire . 9
C Organigrammes . 10
iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
NORME INTERNATIONALE IS0 6418-1985 (FI
Mesure de débit des liquides dans les canaux
découverts - Compteurs ultrasoniques (acoustiques) de
vitesse
6 Principe de fonctionnement
1 Objet et domaine d'application
La présente Norme internationale traite de la conception géné-
Plusieurs types de compteurs ultrasoniques (acoustiques) de
rale, du fonctionnement, des performances et de la mise en
vitesse ont été élaborés utilisant des variantes du même prin-
œuvre des compteurs ultrasoniques (acoustiques) de vitesse
cipe fondamental. Ce qui leur est commun est le mesurage de la
pour la mesure du débit dans les canaux découverts.
vitesse de l'eau par détermination des temps de parcours des
O
impulsions acoustiques se déplaçant le long d'une trajectoire
Bien qu'on reconnaisse que, théoriquement, de tels compteurs
oblique par rapport à l'écoulement. La vitesse de l'eau indiquée
peuvent fonctionner à n'importe quelle fréquence, les considé-
par l'appareil est la composante moyenne de la vitesse le long
rations pratiques ont tendance à limiter les applications à des
de la trajectoire du son (voir figure 1). Les méthodes principales
fréquences au-dessus de la gamme acoustique c'est-à-dire
utilisées sont la méthode de mesurage du temps total de par-
supérieures à 15 kHz. Cependant, le terme ((acoustique)) est
cours, la méthode de la sonnerie continue, la méthode de la dif-
couramment utilisé dans plusieurs pays pour désigner des
férence des fréquences et la méthode de la différence des
la fréquence et
compteurs de ce genre indépendamment de
temps de parcours.
c'est la raison pour laquelle ce terme est retenu dans la présente
Norme internationale.
6.1 Méthode de mesurage du temps de parcours
2 Références La vitesse d'une impulsion acoustique dans l'eau en mouve-
ment est la somme algébrique de la vitesse de propagation du
IS0 772, Mesure de débit des liquides dans les canaux décou-
son et de la composante de la vitesse de l'eau parallèle à la tra-
verts - Vocabulaire et symboles.
jectoire du son (voir figure 1). Le temps de parcours d'une
impulsion acoustique émise par un transducteur situé au point
IS0 6416, Mesure de débit des liquides dans les canaux décou-
A et qui se déplace dans le sens opposé au courant d'eau le
verts - Mesure du débit à l'aide de la méthode ultrasonique
long de la trajectoire AB, peut être exprimé comme suit:
(acoustique).
... (1)
0 3 Définitions
Dans le cadre de la présente Norme internationale, les défini- De la même manière, le temps de parcours d'une impulsion
suivant le courant de B vers A est
tions données dans I'ISO 772 sont applicables.
..
4 Unités de mesure . (2)
Les unités de mesure utilisées dans la présente Norme interna-
Les équations (1) et (2) peuvent être combinées et résolues par
tionale sont les unités du Système International (SI). Les
rapport à vp:
degrés ou radians sont utilisés pour la mesure d'angles plans.
L (k-i)
(3)
5 Généralités
Le compteur ultrasonique (acoustique) de vitesse est un appa-
Comme
reil qui emploie la transmission acoustique pour mesurer la
vitesse moyenne le long d'une trajectoire entre un ou plusieurs
vp = vL cos a . (4)
jeux opposés de transducteurs. Cet appareil fournit des mesu-
rages continus de la vitesse et est utile particulièrement dans les
alors
circonstances où les débits réglés, la navigation ou l'influence
de la marée, par exemple, rendent les mesurages de la vitesse
par des méthodes traditionnelles, soit difficiles, soit moins
(5)
précis, soit impossibles.
1
---------------------- Page: 4 ----------------------
IS0 6418-1984
Figure 1 - Direction de la trajectoire acoustique par rapport à la vitesse de l‘écoulement
où l’extrémité d‘une trajectoire acoustique pour déclencher une
deuxième impulsion émise par le transducteur d‘origine. L’arri-
c est la vitesse du son en eau calme; la deuxième impulsion déclenche l‘émission suivante, et
vée de
le système peut continuer à fonctionner de cette manière répé-
L est la longueur de la trajectoire acoustique AB;
titive. Le temps de parcours de l’onde sonore est obtenu soit en
mesurant le temps total nécessaire à un nombre fixé de cycles,
tAB est le temps de parcours de A à B;
soit se réglant sur la fréquence de répétition continue des
impulsions. Lorsqu‘on n’utilise qu’un couple de transducteurs,
tBA est le temps de parcours de B à A;
ces systèmes mesurent habituellement les temps de parcours
pendant une période donnée dans une direction le long de la
v,, est la composante de la vitesse moyenne de l‘eau paral-
trajectoire acoustique et ensuite dans l’autre direction. Quel-
lèle à la trajectoire acoustique;
quefois, on emploie deux couples de transducteurs, réglés sur
des fréquences différentes et fonctionnant simultanément.
vL est la vitesse moyenne de l‘eau parallèle à l’axe du che-
nal et au niveau de la trajectoire acoustique;
’ Les quotients l/tBA et l/tAB dans l’équation (5) représentent les
fréquences de répétition des impulsions acoustiques émises
a est l‘angle entre la direction moyenne de l’écoulement et
dans chaque direction telles qu’elles ont été mesurées.
la trajectoire acoustique.
Dans ce type de dispositifs, les corrections à apporter à la
6.3 Méthode basée sur la fréquence différentielle
vitesse de propagation du son sont effectuées automatique-
ment lors du traitement des données.
Une série d’impulsions ultrasoniques est émise alternativement
par chaque transducteur. Les transducteurs sur les deux rives
Les temps de parcours sont mesurés successivement pour les
se comportent comme des récepteurs détectant les impulsions
impulsions ayant leur origine en A et progressant à contre-
émises par les transducteurs opposés. Chaque transducteur
courant, et ensuite pour les impulsions dont l‘origine est en B et
récepteur contrôle la fréquence de l’oscillateur qui produit la
progressant dans le sens du courant. La précision d’un système
série d’impulsions pour le transducteur émetteur opposé. La
de ce type dépend de la précision avec laquelle peuvent être
période de chacune des fréquences fi et f2 est ajustée de façon
effectués les mesurages des temps de parcours individuels. Les
à être fonction du temps de parcours de l‘impulsion (voir
erreurs dans le mesurage des vitesses sont fonction linéaire des
figure 5). L‘oscillateur contrôlé par les impulsions progressant
erreurs dans le mesurage des temps de parcours dans l’une ou
dans le sens du courant aura une fréquence plus élevée que
l’autre direction.
celui contrôlé par les impulsions progressant à contre-courant.
Les deux fréquences sont ensuite comparées à l’aide de I’équi-
6.2 Méthode de la sonnerie continue pement de traitement de signaux et une différence fréquentielle
est calculée pour une période spécifiée, cette période étant
La méthode de la sonnerie continue appelée quelquefois choisie en fonction de l’aire de section de l‘écoulement. En
choisissant judicieusement le temps de comptage, le dénom-
système de fréquence de répétition des impulsions est utilisée
par certains constructeurs. Les mesurages cumulés des temps brement des impulsions est une lecture directe du débit en uni-
de parcours sont effectués en utilisant l’impulsion reçue à tés désirées.
2
---------------------- Page: 5 ----------------------
IS0 6418-1985 (FI
-
la gamme des fréquences supérieures à 15 O00 Hz,
6.4 Méthode basée sur la différence des temps
dénommée ultrasonique.
de parcours
La méthode basée sur la différence des temps de parcours dif-
7.1 Vitesse du son dans l'eau
fère des autres méthodes étudiées d'abord en ce que la diffé-
rence dans le temps d'arrivée des impulsions acoustiques
La vitesse du son dépend de la masse volumique et de I'élasti-
déclenchées simultanément à chaque extrémité du parcours, cité du milieu et elle est indépendante de la fréquence. La
est mesurée directement. Lorsque deux transducteurs émettent
masse volumique est définie comme la masse par unité de
des signaux simultanément en direction l'un de l'autre, I'écoule-
volume. Elle s'écrit
ment de l'eau le long du parcours augmentera la vitesse d'un
signal et diminuera l'autre. Le signal transmis vers l'aval arrive le
e = m/V
premier et il est utilisé pour mettre en marche une horloge; le
signal transmis dans la direction opposée arrive plus tard dans
où
le temps et est utilisé pour arrêter l'horloge. L'accroissement de
temps enregistré est donc constitué par la différence entre les
Q est la masse volumique;
temps de parcours concernés, cette différence étant une fonc-
tion linéaire croissante de la vitesse de l'eau. Dans ce système, m est la masse d'un volume donné;
la mesure du temps de parcours total moyen dans chaque
direction doit être également relevée pour compenser les varia-
V est le volume donné.
tions de la vitesse du son dans l'eau.
0
L'élasticité de l'eau, dans la mesure où elle affecte la propaga-
tion des ondes acoustiques est définie comme le rapport d'une
NOTE - Dans les méthodes décrites ci-dessus, dans le cas d'un comp-
teur fonctionnant dans le cadre du système à plusieurs trajectoires,
variation donnée de la pression à la variation relative résultant
chaque paire de transducteurs est mise en marche en série et l'on
du volume. Ainsi définie, elle est connue de manière spécifique
obtient ainsi les vitesses individuelles des trajectoires. Ceci est applica-
en tant qu'élasticité volumique ou en tant que module de
ble à toutes les méthodes décrites en 6.1 à 6.4.
masse. Elle s'écrit
6.5 Mesurage du temps
Pw - Pwo
E=
(V0 - V)/V0
Un des points les plus importants dans n'importe quel système
de compteur ultrasonique (acoustique) de vitesse, est le mesu-
où
rage précis du temps. Quatre méthodes pour la détection du
signal ont été utilisées par divers constructeurs. Ce sont
E est le module d'élasticité;
a) la méthode de détection du bord d'attaque; pwo est la valeur initiale de la pression hydrostatique de
l'eau;
une méthode qui utilise la différence de tension sur une
b)
pw - pwo est la variation de la pression hydrostatique;
série d'impulsions;
Y, est le volume initial;
c) une méthode qui reconnaît le premier passage au
«zéro» après le premier pic supérieur à un niveau donné;
0
V, - Y est la variation du volume.
une méthode comparant les rapports de phase des
d)
La vitesse de propagation, c, est exprimée comme
signaux reçus et des signaux émis.
c=m
7 Caractéristiques du son dans l'eau
La masse volumique de l'eau croît avec la concentration en soli-
des dissous et/ou en suspension, la pression ou la profondeur
L'utilité des ondes sonores, non seulement dans l'air mais éga-
au-dessous de la surface, et avec la température, atteignant
lement dans l'eau, provient du fait qu'elles constituent une
une valeur maximale à 4 OC. L'élasticité est affectée dans une
forme d'énergie possédant des caractéristiques bien définies.
proportion beaucoup plus grande que la masse volumique; en
Cette énergie peut être contrôlée avec une grande précision et
conséquence, lorsque les deux varient en raison d'une cause
transmise d'un endroit à un autre. A cause de ces deux proprié-
commune, la vitesse du son croît ou décroît à mesure que
tés, les ondes sonores peuvent être utilisées comme véhicule
l'élasticité croît ou décroît.
pour le transport d'information.
La vitesse du son dans l'eau douce varie d'environ 1 400 m/s à
Les ondes sonores sont généralement réparties en trois
légèrement plus de 1 500 m/s dans la gamme de la température
gammes:
ambiante, soit une variation totale d'environ 7 %.
- la gamme des fréquences inférieures à 50 Hz, dénom-
7.2 Transmission du son dans l'eau
mée subsonique;
-
Seule une partie de l'énergie acoustique transmise parvient au
la gamme audible située entre 50 et 15 O00 Hz, dénom-
but; le reste est perdu pour diverses raisons. Cette atténuation
mée sonique;
3
---------------------- Page: 6 ----------------------
du signal associée à la transmission de l'énergie acoustique 8.1 Partie de l'appareil située sous l'eau
dans l'eau est appelée perte par propagation. Celle-ci comprend
L'installation et l'entretien des éléments de l'appareil placés
la perte par dispersion et la perte par atténuation.
sous l'eau sont généralement coûteux et difficiles, et les élé-
ments sont même, par moments, inaccessibles.
7.2.1 Perte par dispersion
8.1.1 Transducteurs et câblage
La perte par dispersion représente la diminution d'intensité
acoustique due à un accroissement de la zone dans laquelle
Les transducteurs doivent être suffisamment robustes pour
l'énergie acoustique est diffusée. La perte par dispersion est
pouvoir supporter les manipulations et les effets de I'environne-
indépendante de la fréquence.
ment. Ils doivent être construits en matériaux fortement résis-
tants à la corrosion et traités par un inhibiteur contre la crois-
Dans la situation idéale, la dispersion se produit conformément
sance organique.
à la loi de l'inverse du carré généralement applicable à toutes les
formes d'énergie rayonnante. Les pertes par dispersion dépen-
Tous les câbles d'interconnexion arrivant aux transducteurs et
dent de la relation entre la longueur de la trajectoire et le diamè-
en partant doivent être blindés etlou protégés contre les dété-
tre du transducteur ultrasonique.
riorations pendant l'installation et le fonctionnement (voir
chapitre IO).
7.2.2 Perte par atténuation
Des dispositions doivent être prises en vue du simple remplace-
ment des transducteurs etlou d'un câble en cas de défaillance
La perte par atténuation représente la réduction de l'intensité
ou de détérioration.
acoustique due à la résistance du milieu à la transmission de
l'énergie acoustique. Elle est analogue à la perte subie par
8.1.2 Carter
l'énergie électrique transmise le long d'une l
...
Questions, Comments and Discussion
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