R\u00e9f\u00e9rence pour les amplitudes lors des comparaisons mesure\/CIVA<\/h2>\n<\/p>\n
Une r\u00e9f\u00e9rence pour le calcul des amplitudes relatives\u00a0a \u00e9t\u00e9 choisie pour chaque ouverture active. Elle\u00a0a \u00e9t\u00e9 obtenue en comparant des r\u00e9sultats de mesure et de simulation de l\u2019\u00e9cho du TG\u00d82mm \u00e0 8 ou \u00e0\u00a012mm de profondeur obtenus en faisant varier la hauteur d\u2019eau. La faible\u00a0profondeur du TG a \u00e9t\u00e9 choisie afin de s\u2019affranchir de l\u2019att\u00e9nuation de l\u2019acier dans les simulations. En\u00a0fonction de l\u2019ouverture active, le TG le plus proche dont l\u2019\u00e9cho est non perturb\u00e9 par l\u2019\u00e9cho d\u2019interface\u00a0a \u00e9t\u00e9 choisi :<\/p>\n<\/p>\n
- \n
- Ouverture de 20 \u00e9l\u00e9ments : TG \u00e0 profondeur 12mm, hauteur d\u2019eau 151mm<\/li>\n
- Ouverture de 16 \u00e9l\u00e9ments : TG \u00e0 profondeur 12mm, hauteur d\u2019eau 151mm<\/li>\n
- Ouverture de 12 \u00e9l\u00e9ments : TG \u00e0 profondeur 12mm, hauteur d\u2019eau 151mm<\/li>\n
- Ouverture de 8 \u00e9l\u00e9ments : TG \u00e0 profondeur 12mm, hauteur d\u2019eau 101mm<\/li>\n
- Ouverture de 4 \u00e9l\u00e9ments : TG \u00e0 profondeur 8mm, hauteur d\u2019eau 51mm<\/li>\n
- Ouverture de 1 \u00e9l\u00e9ment : TG \u00e0 profondeur 8mm, hauteur d\u2019eau 26mm<\/li>\n<\/ul>\n
La r\u00e9f\u00e9rence a \u00e9t\u00e9 choisie \u00e0 une hauteur d\u2019eau o\u00f9 les mod\u00e8les SOV et SOV_COMPLET donnent les\u00a0m\u00eames r\u00e9sultats. La comparaison des courbes amplitude\/distance obtenues pour chaque ouverture\u00a0est pr\u00e9sent\u00e9e de Figure 13 \u00e0 Figure 15. La superposition des signaux exp\u00e9rimental et simul\u00e9 avec\u00a0SOV-COMPLET au niveau de la r\u00e9f\u00e9rence est \u00e9galement affich\u00e9e.<\/p>\n<\/p>\n
Remarque : La distance minimale acquise correspond \u00e0 une hauteur d\u2019eau de 1 mm par rapport \u00e0 la\u00a0surface de la cale. L\u2019abscisse des courbes \u00e9chodynamiques correspond donc \u00e0 la hauteur d\u2019eau de\u00a01mm.<\/p>\n<\/p>\n
Les pr\u00e9dictions des deux mod\u00e8les SOV et SOV-COMPLET sont globalement bonnes :\u00a0l\u2019\u00e9volution de l\u2019amplitude de l\u2019\u00e9cho du TG est bien reproduite. Les \u00e9carts en amplitude\u00a0sont tr\u00e8s\u00a0faibles pour les ouvertures de 1 \u00e0 8 \u00e9l\u00e9ments et apparaissent en champ lointain (surestimation de\u00a02dB environ).<\/p>\n<\/p>\n
Pour les ouvertures de 12 \u00e0 20 \u00e9l\u00e9ments actifs, les m\u00eames \u00e9carts apparaissent en\u00a0champ lointain. Ils\u00a0laissent penser \u00e0 une erreur sur la valeur d\u2019att\u00e9nuation dans l\u2019eau. Notons l\u2019apport du
\nnouveau mod\u00e8le SOV-COMPLET qui am\u00e9liore l\u2019accord simulation\/exp\u00e9rience \u00e0 certaines\u00a0hauteurs d\u2019eau pour les ouvertures 16 et 20 \u00e9l\u00e9ments (\u00e9carts r\u00e9duits \u00e0 2dB).<\/p>\n<\/p>\nDans le cas de la\u00a0plus grande ouverture, des \u00e9carts apparaissent aux tr\u00e8s faibles hauteurs d\u2019eau et\u00a0ne sont pas\u00a0r\u00e9duits avec le mod\u00e8le SOV-COMPLET (\u00e9carts de l\u2019ordre de 3 \u00e0 4dB). Pour ce cas, des simulations\u00a0ont \u00e9t\u00e9 lanc\u00e9es avec des pr\u00e9cisions plus importantes (10) mais ne r\u00e9duisent pas cet \u00e9cart.<\/p>\n<\/p>\n
La superposition des A-scans de r\u00e9f\u00e9rence montre une bonne pr\u00e9diction de la forme du signal.<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_13-3.png\")
<\/p>\n<\/p>\nFigure 13 : Comparaison des courbes amplitude\/distance mesur\u00e9es et simul\u00e9es avec SOV, SOV-COMPLET, TG\u00d82mm \u00e0 8mm de profondeur. Capteur multi\u00e9l\u00e9ments 5MHz,ouvertures de 20 et 16 \u00e9l\u00e9ments.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_14-2.png\")
<\/p>\n<\/p>\nFigure 14 : Comparaison des courbes amplitude\/distance mesur\u00e9es et simul\u00e9es avec SOV, SOV-COMPLET, TG\u00d82mm \u00e0 12mm de profondeur. Capteur multi\u00e9l\u00e9ments 5MHz,ouvertures de 12 et 8 \u00e9l\u00e9ments<\/em><\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_15-3.png\")
<\/p>\n<\/p>\nFigure 15 : Comparaison des courbes amplitude\/distance mesur\u00e9es et simul\u00e9es avec SOV, SOV-COMPLET, TG\u00d82mm \u00e0 12mm de profondeur. Capteur multi\u00e9l\u00e9ments 5MHz, ouvertures de 4 et 1 \u00e9l\u00e9ment.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
Remarque : la courbe amplitude\/distance exp\u00e9rimentale pr\u00e9sente parfois des \u00ab trous \u00bb (absence de\u00a0donn\u00e9es exp\u00e9rimentales). Ces donn\u00e9es ont volontairement \u00e9t\u00e9 supprim\u00e9es car elles correspondent \u00e0\u00a0des zones o\u00f9 il y a un m\u00e9lange entre l\u2019\u00e9cho sp\u00e9culaire sur le TG et un \u00e9cho parasite (\u00e9cho provenant\u00a0d\u2019un autre r\u00e9flecteur, \u00e9cho fant\u00f4me\u2026).<\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
Champ du capteur dans l\u2019eau en fonction de l\u2019ouverture active<\/h2>\n<\/p>\n
Les Figure 16 \u00e0 Figure 18 montrent des r\u00e9sultats de calcul de champ \u00e9mis dans l\u2019eau simul\u00e9s avec\u00a0CIVA pour toutes les ouvertures \u00e9valu\u00e9es. Sous chaque cartographie de champ (de m\u00eame dimension\u00a0pour toutes les ouvertures : 20 x 230 mm) est repr\u00e9sent\u00e9 sur la courbe amplitude\/distance extraite au\u00a0centre de l\u2019ouverture. A\u00a0droite de la cartographie, on peut voir le profil dans le plan perpendiculaire \u00e0 la distance\u00a0associ\u00e9e au maximum d\u2019amplitude.<\/p>\n<\/p>\n
La distance capteur-inclusion pour laquelle le maximum d\u2019amplitude du champ \u00e9mis est obtenu ainsi\u00a0que les largeurs de faisceau \u00e0 -3dB sont affich\u00e9es dans le Tableau 1. Lorsque deux maximas\u00a0d\u2019amplitude apparaissent, les deux positions sont relev\u00e9es.<\/p>\n<\/p>\n
Pour les ouvertures les plus grandes (de 20 \u00e0 12 \u00e9l\u00e9ments actifs), un seul maximum d\u2019amplitude du\u00a0champ apparait. Pour les ouvertures plus faibles (de 8 \u00e0 1 \u00e9l\u00e9ment), un second maximum d\u2019amplitude\u00a0apparait, toujours localis\u00e9 \u00e0 la m\u00eame hauteur d\u2019eau. Ce deuxi\u00e8me maximum d\u2019amplitude,\u00a0apparaissant pour des ouvertures tr\u00e8s diff\u00e9rentes dans les deux directions (8 \u00e9l\u00e9ments actifs : 4.7 x\u00a010 mm\u00b2), est li\u00e9 \u00e0 la dimension du capteur dans le plan perpendiculaire (\u00e9l\u00e9vation des \u00e9l\u00e9ments :\u00a010mm).<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_16-3.png\")
<\/p>\n<\/p>\nFigure 16 : Simulation avec CIVA du champ \u00e9mis par 20 et 16 \u00e9l\u00e9ments actifs du capteur multi\u00e9l\u00e9ments dans l\u2019eau. Capteur multi\u00e9l\u00e9ments, 5MHz.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_17-3.png\")
<\/p>\n<\/p>\nFigure 17 : Simulation avec CIVA du champ \u00e9mis par 12 et 8 \u00e9l\u00e9ments actifs du capteur multi\u00e9l\u00e9ments dans l\u2019eau. Capteur multi\u00e9l\u00e9ments, 5MHz.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_18-3.png\")
<\/p>\n<\/p>\nFigure 18 : Simulation avec CIVA du champ \u00e9mis par 4 et 1 \u00e9l\u00e9ment actif du capteur multi\u00e9l\u00e9ments dans l\u2019eau. Capteur multi\u00e9l\u00e9ments, 5MHz.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Tableau_01.png\")
<\/p>\n<\/p>\nTableau 1 : Distances capteur\/inclusion correspondant au maximum d\u2019amplitude du champ \u00e9mis dans l\u2019eau sur l\u2019axe du capteur et largeur de la tache focale en fonction de l\u2019ouverture active. Capteur multi\u00e9l\u00e9ments avec 20, 16, 12, 8, 4 et 1 \u00e9l\u00e9ments actifs, sans loi de retard.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
*NDL = Null Delay Law<\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
R\u00e9sultats obtenus pour l\u2019inclusion en acier<\/h2>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
Courbes amplitude\/distance<\/h2>\n<\/p>\n
Les comparaisons des courbes amplitude\/distance mesur\u00e9es et simul\u00e9es avec les trois mod\u00e8les\u00a0SOV, SOV-COMPLET et SPECULAIRE sont pr\u00e9sent\u00e9es Figure 19 (ouvertures 20 \u00e0 12 \u00e9l\u00e9ments) et\u00a0Figure 20 (ouvertures 8 \u00e0 1 \u00e9l\u00e9ment).<\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
Ouvertures de 20 \u00e0 12 \u00e9l\u00e9ments<\/h3>\n<\/p>\n
Un tr\u00e8s bon accord global est obtenu entre l\u2019exp\u00e9rience et la simulation avec les mod\u00e8les SOV_COMPLET\u00a0et SPECULAIRE pour les 3 ouvertures. Les \u00e9carts ne d\u00e9passent pas 2dB. L\u2019accord entre\u00a0la mesure et le mod\u00e8le SOV est moins bon que pour les deux autres mod\u00e8les lorsque l\u2019inclusion se\u00a0rapproche du capteur et que l\u2019ouverture du capteur est grande. Les \u00e9carts maximums atteignent 4dB\u00a0environ pour l\u2019ouverture de 20 \u00e9l\u00e9ments.<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_20-3.png\")
<\/p>\n<\/p>\nFigure 19 : Comparaison des courbes amplitude\/distance mesur\u00e9es et simul\u00e9es dans l\u2019eau avec SOV, SOVCOMPLET et SPECULAIRE sur une inclusion de 1mm de diam\u00e8tre, cas des ouvertures de 20, 16 et 12 \u00e9l\u00e9ments, sans loi de retards. Capteur multi\u00e9l\u00e9ments, 5MHz.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
Comme nous l\u2019avions remarqu\u00e9 sur les courbes amplitudes-distance sur les TGs, les\u00a0amplitudes simul\u00e9es par CIVA montrent \u00e9galement une tendance \u00e0 surestimer syst\u00e9matiquement les\u00a0amplitudes en champ lointain (+2 \u00e0 +3 dB). Ces \u00e9carts peuvent \u00eatre attribu\u00e9s \u00e0 une erreur\u00a0sur la valeur d\u2019att\u00e9nuation.<\/p>\n<\/p>\n
La distance \u00ab dmax \u00bb \u00e0 laquelle l\u2019amplitude de l\u2019\u00e9cho est maximale est tr\u00e8s bien pr\u00e9dite avec les\u00a0mod\u00e8les SOV-COMPLET et SPECULAIRE pour les ouvertures 16 et 20 \u00e9l\u00e9ments. Les \u00e9carts\u00a0n\u2019exc\u00e9dent pas 1mm. La position du max est \u00e9galement bien pr\u00e9dite pour l\u2019ouverture 12 \u00e9l\u00e9ments\u00a0m\u00eame si les \u00e9carts s\u2019\u00e9l\u00e8vent \u00e0 5mm. Le mod\u00e8le SOV a en revanche tendance \u00e0 surestimer dmax de\u00a0plus de 10mm avec des \u00e9carts pouvant atteindre 20mm pour la plus grande\u00a0ouverture active.<\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
Ouvertures de 8 \u00e0 1 \u00e9l\u00e9ments<\/h3>\n<\/p>\n
Nous relevons \u00e9galement une bonne pr\u00e9diction de l\u2019\u00e9volution de l\u2019amplitude en fonction de la\u00a0distance capteur-inclusion avec une pr\u00e9diction syst\u00e9matique des deux pics d\u2019amplitude. Cependant,\u00a0les \u00e9carts de position de la distance dmax sont importants. CIVA sous-estime\u00a0la distance. Les \u00e9carts peuvent atteindre\u00a013 mm pour l\u2019ouverture de 4 \u00e9l\u00e9ments avec le mod\u00e8le\u00a0SPECULAIRE.<\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_21-2.png\")
<\/p>\n<\/p>\nFigure 20 : Comparaison des courbes amplitude\/distance mesur\u00e9es et simul\u00e9es dans l\u2019eau avec SOV, SOVCOMPLET et SPECULAIRE sur une inclusion de 1mm de diam\u00e8tre, cas des ouvertures de 8, 4 et 1 \u00e9l\u00e9ment, sans loi de retards. Capteur multi\u00e9l\u00e9ments, 5MHz.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
Cependant, \u00e0 la diff\u00e9rence des plus grandes ouvertures (de 12 \u00e0 20 \u00e9l\u00e9ments actifs), c’est le mod\u00e8le SOV qui est plus proche de l\u2019exp\u00e9rience avec les ouvertures les\u00a0plus faibles\u00a0pour pr\u00e9dire\u00a0la distance dmax et\u00a0les amplitudes.<\/p>\n<\/p>\n
Les faibles \u00e9carts obtenus avec SOV compartivement aux mod\u00e8les SOV-COMPLET et\u00a0SPECULAIRE sont surprenants. Le mod\u00e8le SOV repose sur des approximations plus fortes que\u00a0SOV-COMPLET et est donc suppos\u00e9 \u00eatre moins pr\u00e9cis. Afin de comprendre ces r\u00e9sultats, des tests\u00a0non pr\u00e9sent\u00e9s ici ont \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9s pour le cas de l\u2019ouverture de 1 \u00e9l\u00e9ment : le capteur a \u00e9t\u00e9 d\u00e9coup\u00e9\u00a0en plusieurs sous-\u00e9l\u00e9ments afin de r\u00e9aliser un calcul voie par voie limitant les effets de\u00a0l\u2019approximation onde plane du mod\u00e8le SOV. Les r\u00e9sultats obtenus s\u2019approchent de ceux SOV_COMPLET\u00a0et SPECULAIRE. Le bon accord entre les trois approches sugg\u00e8re que les \u00e9carts\u00a0sont\u00a0d\u00fbs \u00e0 une hypoth\u00e8se commune \u00e0 tous les mod\u00e8les de CIVA. L\u2019hypoth\u00e8se\u00a0\u00ab piston \u00bb de d\u00e9placement homog\u00e8ne \u00e0 la surface du capteur serait une possibilit\u00e9. Il est en effet\u00a0probable que l\u2019hypoth\u00e8se selon laquelle la surface du capteur est assimilable \u00e0 un ensemble de\u00a0sources uniform\u00e9ment r\u00e9parties, vibrant en phase et avec la m\u00eame amplitude, soit d’autant plus mise\u00a0en d\u00e9faut que la surface de l\u2019\u00e9l\u00e9ment est faible. L\u2019approximation onde plane du mod\u00e8le SOV\u00a0compenserait les effets de cette hypoth\u00e8se et expliquerait les meilleurs r\u00e9sultats\u00a0obtenus avec les faibles ouvertures. Cependant, il faut rappeler que l\u2019\u00e9cart reste acceptable avec les mod\u00e8les\u00a0SOV-COMPLET et SPECULAIRE dans le cas d’ouvertures r\u00e9duites sans application de lois de\u00a0retards.<\/p>\n<\/p>\n
Les \u00e9carts entre dmaxEXPERIMENTAL et dmaxCIVA sont indiqu\u00e9s dans le Tableau 2. Lorsque deux pics\u00a0d\u2019amplitude apparaissent, les deux positions sont donn\u00e9es.<\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Tableau_03.png\")
<\/p>\n<\/p>\nTableau 2 : Ecarts (en mm) entre les simulations et la mesure pour les distances capteur\/inclusion correspondant au maximum d\u2019amplitude \u00e9mise sur l\u2019axe du capteur avec les mod\u00e8les SOV, SOV_COMPLET et SPECULAIRE. Capteur multi\u00e9l\u00e9ments, loi de retards nulle, 5MHz.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
Cartographies dans le plan XY<\/h2>\n<\/p>\n
Les courbes \u00e9chodynamiques dans le plan XY ont \u00e9t\u00e9 extraites aux distances auxquelles l\u2019amplitude\u00a0de la courbe exp\u00e9rimentales amplitude\/distance\u00a0est maximale. Pour les ouvertures o\u00f9 nous observons\u00a0deux maximas d\u2019amplitude (cas des ouvertures 8, 4 et 1 \u00e9l\u00e9ment), les extractions ont \u00e9t\u00e9 faites aux\u00a0deux hauteurs d\u2019eau correspondantes. De plus, \u00e9tant donn\u00e9 que les dimensions du capteur sont\u00a0diff\u00e9rentes dans les deux directions, les courbes \u00e9chodynamiques suivant le plan d\u2019incidence du\u00a0capteur (axe X) et le plan perpendiculaire au capteur (axe Y) sont affich\u00e9es.<\/p>\n<\/p>\n
Les superpositions des courbes exp\u00e9rimentales et simul\u00e9es avec SOV, SOV_COMPLET et\u00a0SPECULAIRE sont pr\u00e9sent\u00e9es sur la Figure 21 (cas des ouvertures de 20 \u00e0 16 \u00e9l\u00e9ments) et de la\u00a0Figure 22 \u00e0 Figure 24 pour les ouvertures de 8 \u00e0 1 \u00e9l\u00e9ment. Ces courbes sont normalis\u00e9es en\u00a0amplitude (amplitude max = 0 dB) afin de comparer les largeurs focales.<\/p>\n<\/p>\n
Cas des ouvertures de 20 \u00e0 12 \u00e9l\u00e9ments :<\/h3>\n<\/p>\n
Les comparaisons exp\u00e9rience\/simulations des courbes \u00e9chodynamiques normalis\u00e9es en amplitude\u00a0suivant X et Y montrent un bon accord pour les 3 mod\u00e8les. Les largeurs focales \u00e0 -6dB sont bien\u00a0pr\u00e9dites \u00e0 +\/- 0.5mm pr\u00e8s.<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_22-2.png\")
<\/p>\n<\/p>\nFigure 21 : Comparaison des courbes \u00e9chodynamiques mesur\u00e9es et simul\u00e9es dans l\u2019eau avec SOV, SOVCOMPLET et SPECULAIRE sur une inclusion de 1mm de diam\u00e8tre, cas des ouvertures de 20, 16 et 12 \u00e9l\u00e9ments, selon l\u2019axe X et Y. Capteur multi\u00e9l\u00e9ments, 5MHz.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
Cas de l’ouverture de 8 \u00e9l\u00e9ments :<\/h3>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
- \n
- Suivant l’axe X :\u00a0<\/strong>Dans le cas de la distance capteur-inclusion de 27 mm, un bon accord est\u00a0observ\u00e9 entre les courbes \u00e9chodynamiques exp\u00e9rimentales et simul\u00e9es avec les 3 mod\u00e8les.\u00a0Au niveau du deuxi\u00e8me pic d\u2019amplitude (distance capteur-inclusion de 78 mm), les mod\u00e8les\u00a0SPECULAIRE et SOV_COMPLET montrent l\u2019apport d\u2019une approche de type \u00ab rayon \u00bb. En\u00a0effet, le mod\u00e8le SOV a tendance \u00e0 sous-estimer les amplitudes des \u00e9chos d\u00e8s que l\u2019on\u00a0s\u2019\u00e9loigne du centre du capteur.<\/li>\n<\/ul>\n
- \n
- Suivant l’axe Y :\u00a0<\/strong>Les comparaisons montrent que les 3 mod\u00e8les pr\u00e9disent des formes\u00a0\u00e9chodynamiques semblables et proches de l\u2019exp\u00e9rience sauf pour le mod\u00e8le SOV \u00e0 la\u00a0hauteur d\u2019eau de 78 mm o\u00f9, \u00e0 l\u2019inverse de l\u2019extraction suivant X, le mod\u00e8le a tendance \u00e0\u00a0l\u00e9g\u00e8rement surestimer l\u2019amplitude d\u00e8s que l\u2019on \u00e9carte du centre du capteur.<\/li>\n<\/ul>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_23-2.png\")
<\/p>\n<\/p>\nFigure 22 : Comparaison des courbes \u00e9chodynamiques mesur\u00e9es et simul\u00e9es dans l\u2019eau avec SOV, SOVCOMPLET et SPECULAIRE sur une inclusion de 1mm de diam\u00e8tre, cas de l\u2019ouverture de 8 \u00e9l\u00e9ments, selon l\u2019axe X et Y. Capteur multi\u00e9l\u00e9ments, 5MHz<\/em><\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
Cas des ouvertures de 4 et 1 \u00e9l\u00e9ment :<\/h3>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
- \n
- Suivant l’axe X :\u00a0<\/strong>Dans le plan d\u2019incidence du capteur et pour les deux hauteurs d\u2019eau o\u00f9 l\u2019on\u00a0observe une amplitude maximale, les pr\u00e9dictions de la largeur de tache focale \u00e0 -6dB\u00a0s\u2019\u00e9cartent de l\u2019exp\u00e9rience. Les 3 mod\u00e8les surestiment l\u2019amplitude d\u00e8s que l\u2019on s\u2019\u00e9carte du\u00a0centre capteur. Les largeurs focales sont sur\u00e9valu\u00e9es jusqu\u2019\u00e0 +7.5mm pour le mod\u00e8le\u00a0SPECULAIRE. Cet \u00e9cart est toutefois pr\u00e9visible et peut \u00eatre associ\u00e9 \u00e0 l\u2019approximation faite sur\u00a0le mode de vibration du capteur en mode piston (vitesse particulaire suppos\u00e9e uniforme sur la\u00a0surface pi\u00e9zo-\u00e9lectrique). Cette approximation est d\u2019autant moins vraie lorsque l\u2019ouverture\u00a0active est tr\u00e8s petite.
\n\tComme dans le cas des courbes amplitude-distance, nous observons un plus faible\u00a0d\u00e9saccord avec le mod\u00e8le SOV par rapport aux deux autres mod\u00e8les (SOV : +0.5 mm pour la\u00a0distance capteur-inclusion de 3 mm et +4.5 mm \u00e0 une distance de 33 mm ; SOV-COMPLET :\u00a0+1.0 mm pour la distance capteur-inclusion de 3 mm et +7.0 mm \u00e0 une distance de 33 mm ).\u00a0Comme pr\u00e9c\u00e9demment, des tests ont \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9s et leur r\u00e9sultats sont coh\u00e9rents avec l\u2019id\u00e9e\u00a0que l\u2019approximation onde plane de SOV compense pour ce capteur une erreur li\u00e9e \u00e0 l’hypoth\u00e8se commune \u00e0 tous les mod\u00e8les de CIVA.<\/li>\n<\/ul>\n\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
- \n
- Suivant l’axe Y :\u00a0<\/strong>Pour les 3 mod\u00e8les \u00e9valu\u00e9s, les formes \u00e9chodynamiques sont tr\u00e8s bien\u00a0pr\u00e9dites aux deux hauteurs d\u2019eau (pas d\u2019\u00e9cart observ\u00e9 sur les largeurs focales \u00e0 -6dB).<\/li>\n<\/ul>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_24-2.png\")
<\/p>\n<\/p>\nFigure 23\u00a0: Comparaison des courbes \u00e9chodynamiques mesur\u00e9es et simul\u00e9es dans l\u2019eau avec SOV, SOVCOMPLET et SPECULAIRE sur une inclusion de 1mm de diam\u00e8tre, cas de l\u2019ouverture de 4 \u00e9l\u00e9ments, selon l\u2019axe X et Y. Capteur multi\u00e9l\u00e9ments, 5MHz.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_25-2.png\")
<\/p>\n<\/p>\nFigure 24 : Comparaison des courbes \u00e9chodynamiques mesur\u00e9es et simul\u00e9es dans l\u2019eau avec SOV, SOVCOMPLET et SPECULAIRE sur une inclusion de 1mm de diam\u00e8tre, cas de l\u2019ouverture de 1 \u00e9l\u00e9ment, selon l\u2019axe X et Y. Capteur multi\u00e9l\u00e9ments, 5MHz.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
Les \u00e9carts entre la simulation et l\u2019exp\u00e9rience sur les taches focales sont affich\u00e9es sur le Tableau 3 pour les \u00e9chodynamiques suivant le plan d\u2019incidence du capteur, le Tableau 4 pour les \u00e9chodynamiques suivant le plan perpendiculaire au capteur.<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Tableau_05.png\")
<\/p>\n<\/p>\nTableau 3 : Ecarts (en mm) entre les simulations et la mesure pour les taches focales \u00e0 -6dB suivant X aux distances auxquelles l\u2019amplitude de la courbe amplitude\/distance est maximale. R\u00e9sultats de simulations avec les 3 mod\u00e8les. Capteur multi\u00e9l\u00e9ments, loi de retards nulle, 5MHz.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Tableau_07.png\")
<\/p>\n<\/p>\nTableau 4 : Ecarts (en mm) entre les simulations et la mesure pour les taches focales \u00e0 -6dB suivant Y aux distances auxquelles l\u2019amplitude de la courbe amplitude\/distance est maximale. R\u00e9sultats de simulations avec les 3 mod\u00e8les. Capteur multi\u00e9l\u00e9ments, loi de retards nulle, 5MHz.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
R\u00e9sultats obtenus pour le plan infini<\/h2>\n<\/p>\n
La comparaison des courbes amplitude\/distance\u00a0exp\u00e9rimentale et simul\u00e9es\u00a0du plan infini est pr\u00e9sent\u00e9e Figure 25.<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_26-2.png\")
<\/p>\n<\/p>\nFigure 25 : Comparaison des courbes amplitude\/distance mesur\u00e9e et simul\u00e9es avec SPECULAIRE,KIRCHHOFF et KIRCHHOFF_COMPLET, cas du plan infini. Capteur multi\u00e9l\u00e9ments, loi de retards nulle, 5MHz.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
Remarque : \u00e0 la diff\u00e9rence des acquisitions r\u00e9alis\u00e9es sur la bille, la hauteur d\u2019eau la plus proche\u00a0acquise est \u00e0 1 mm du plan infini. L\u2019abscisse affich\u00e9e sur les courbes correspondent donc \u00e0 la\u00a0hauteur d\u2019eau moins 1mm.<\/p>\n<\/p>\n
Les comparaisons des courbes amplitudes\/distance exp\u00e9rimentale et simul\u00e9es montrent globalement une bonne pr\u00e9diction de l\u2019\u00e9volution de l\u2019amplitude en fonction de la\u00a0hauteur d\u2019eau. En champ lointain, nous observons comme dans les pr\u00e9c\u00e9dentes comparaisons une\u00a0surestimation de l\u2019ordre de 2\/3dB qui peut \u00eatre associ\u00e9e \u00e0 une erreur sur la valeur d\u2019att\u00e9nuation\u00a0param\u00e9tr\u00e9e dans CIVA.<\/p>\n<\/p>\n
D\u2019autre part, aux faibles hauteurs d\u2019eau, nous observons exp\u00e9rimentalement une sur\u00e9l\u00e9vation\u00a0importante de l\u2019amplitude de l\u2019\u00e9cho de surface qui n\u2019est pas reproduite par simulation. Des essais\u00a0exp\u00e9rimentaux r\u00e9alis\u00e9s avec un second traducteur, de caract\u00e9ristiques \u00e9quivalentes (en pointill\u00e9 gris\u00a0sur les courbes 20 \u00e9l\u00e9ments et 16 \u00e9l\u00e9ments), montrent que cette sur\u00e9l\u00e9vation est diff\u00e9rente et donc\u00a0probablement li\u00e9e \u00e0 des param\u00e8tres non maitris\u00e9s du capteur.<\/p>\n<\/p>\n
Dans le cas d\u2019un seul \u00e9l\u00e9ment actif, nous observons en champ lointain une d\u00e9croissance plus forte\u00a0avec le mod\u00e8le KIRCHHOFF par rapport aux deux autres mod\u00e8les. La sous-estimation est de l\u2019ordre\u00a0de 4dB pour une hauteur d\u2019eau de 230mm. La d\u00e9croissance en amplitude de l\u2019\u00e9cho du plan infini en\u00a0fonction de la hauteur d\u2019eau est un peu plus forte \u00e9galement avec le mod\u00e8le SPECULAIRE m\u00eame si\u00a0la sous-estimation \u00e0 230mm est de l\u2019ordre de l\u2019incertitude exp\u00e9rimentale. Pour le mod\u00e8le\u00a0KIRCHHOFF complet, la d\u00e9croissance de l\u2019amplitude de l\u2019\u00e9cho du plan est relativement bien pr\u00e9dite.\u00a0Les \u00e9carts maximums sont inf\u00e9rieurs \u00e0 2dB.<\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
Analyse des \u00e9carts observ\u00e9s<\/h2>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
Effet d\u2019une variation de l\u2019att\u00e9nuation dans l\u2019eau<\/h2>\n<\/p>\n
L\u2019ensemble des r\u00e9sultats obtenus montre des \u00e9carts syst\u00e9matiques entre exp\u00e9rience et simulation en\u00a0champ lointain. La simulation a\u00a0tendance \u00e0 surestimer les amplitudes. Cette tendance peut \u00eatre associ\u00e9e \u00e0\u00a0une erreur sur la valeur de l\u2019att\u00e9nuation dans l\u2019eau entr\u00e9e dans CIVA. Des calculs ont donc \u00e9t\u00e9\u00a0relanc\u00e9s avec une autre valeur d\u2019att\u00e9nuation. Pour l\u2019\u00e9valuation, nous avons s\u00e9lectionn\u00e9 le cas de\u00a0l\u2019ouverture de 20 \u00e9l\u00e9ments actifs. La valeur de l\u2019att\u00e9nuation a ainsi \u00e9t\u00e9 ajust\u00e9e afin que l\u2019amplitude\u00a0mesur\u00e9e sur la r\u00e9f\u00e9rence (TG localis\u00e9 \u00e0 12mm dans la cale de r\u00e9f\u00e9rence) et celle obtenue par\u00a0simulation soient\u00a0en bon accord en champ lointain. La valeur obtenue est de 0.02dB\/mm (la valeur\u00a0initiale \u00e9tait de 0.005dB\/mm). La courbe amplitude\/distance ainsi obtenue sur la r\u00e9f\u00e9rence est\u00a0pr\u00e9sent\u00e9e Figure 26.<\/p>\n<\/p>\n
Seuls les r\u00e9sultats obtenus avec SOV-COMPLET sont pr\u00e9sent\u00e9s.<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_27-2.png\")
<\/p>\n<\/p>\nFigure 26 : Superposition des courbes amplitude\/distance mesur\u00e9es et simul\u00e9es avec SOV-COMPLET avec les att\u00e9nuations de 0.005dB\/mm (litt\u00e9rature) et de 0.02dB\/mm, TG\u00d82mm \u00e0 12mm de profondeur dans le bloc d\u2019\u00e9talonnage en acier ferritique. Capteur multi\u00e9l\u00e9ments 5MHz, ouverture de 20 \u00e9l\u00e9ments.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
Cette valeur ajust\u00e9e sur la r\u00e9f\u00e9rence a ensuite \u00e9t\u00e9 report\u00e9e dans le mod\u00e8le de la simulation sur la\u00a0bille de 1mm. La courbe amplitude distance ainsi obtenue est pr\u00e9sent\u00e9e Figure 27.<\/p>\n<\/p>\n
Les r\u00e9sultats montrent un meilleur accord entre la simulation et l\u2019exp\u00e9rience en champ lointain.\u00a0L\u2019accord est \u00e9galement meilleur aux faibles hauteurs d\u2019eau. Les \u00e9carts maximums observ\u00e9s sont\u00a0inf\u00e9rieurs \u00e0 2dB.<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_28-1.png\")
<\/p>\n<\/p>\nFigure 27 : Superposition des courbes amplitude\/distance mesur\u00e9es et simul\u00e9es dans l\u2019eau avec SOVCOMPLET sur une inclusion de 1mm de diam\u00e8tre, att\u00e9nuations de 0.005dB\/mm (litt\u00e9rature) et de 0.02dB\/mm. Capteur multi\u00e9l\u00e9ments, 5MHz, ouverture de 20 \u00e9l\u00e9ments.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
Effet d\u2019une faible variation de la fr\u00e9quence centrale<\/h2>\n<\/p>\n
Son influence n\u2019\u00e9tant pas n\u00e9gligeable, nous avons \u00e9valu\u00e9 l\u2019effet d\u2019une variation de 0.25MHz (5% de\u00a0la fr\u00e9quence centrale \u00ab fc \u00bb de 5MHz utilis\u00e9e pour les simulations pr\u00e9c\u00e9dentes) sur les r\u00e9sultats de\u00a0simulations.<\/p>\n<\/p>\n
Les courbes amplitude\/distance calcul\u00e9es avec le mod\u00e8le SOV_COMPLET pour les 3 fr\u00e9quences\u00a0sont repr\u00e9sent\u00e9es Figure 28 (\u00e9volution sur le TG de r\u00e9f\u00e9rence \u00e0 12mm de profondeur) et Figure 29 (\u00e9volution de l\u2019amplitude sur l\u2019inclusion). La r\u00e9f\u00e9rence pour les amplitudes de chaque courbe\u00a0amplitude\/distance obtenue \u00e0 une fr\u00e9quence donn\u00e9e est celle par l\u2019\u00e9cho du TG obtenu \u00e0 la m\u00eame\u00a0fr\u00e9quence.<\/p>\n<\/p>\n
La variation de fr\u00e9quence centrale entraine une variation des amplitudes des inclusions autour de\u00a0l\u2019amplitude maximale (d\u2019au plus +\/-1dB environ) et de la distance capteur\/inclusion correspondant \u00e0\u00a0l\u2019amplitude maximale (de 2mm environ). Ces variations peuvent \u00eatre consid\u00e9r\u00e9es comme des\u00a0incertitudes sur les r\u00e9sultats de simulation CIVA li\u00e9es \u00e0 l\u2019incertitude sur la valeur de la fr\u00e9quence\u00a0centrale du signal d\u2019entr\u00e9e.<\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_29-1.png\")
<\/p>\n<\/p>\nFigure 28: Superposition des courbes amplitude\/distance mesur\u00e9e et simul\u00e9es avec SOV_COMPLET pour le TG\u00d82mm \u00e0 12mm de profondeur dans le bloc d\u2019\u00e9talonnage en acier ferritique. Ces comparaisons montrent que les valeurs et positions des maxima des courbes amplitude\/distance d\u00e9pendent des fr\u00e9quences centrales du signal d\u2019entr\u00e9e de 4.75, 5 et 5.25MHz. Capteur multi\u00e9l\u00e9ments, 5MHz, ouverture de 20 \u00e9l\u00e9ments.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_30-1.png\")
<\/p>\n<\/p>\nFigure 29: Superposition des courbes amplitude\/distance mesur\u00e9e et simul\u00e9es avec SOV_COMPLET pour l\u2019inclusion de \u00d81mm, . Ces comparaisons montrent que les valeurs et positions des maxima des courbes amplitude\/distance d\u00e9pendent des fr\u00e9quences centrales du signal d\u2019entr\u00e9e de 4.75, 5 et 5.25MHz. Capteur multi\u00e9l\u00e9ments, 5MHz, ouverture de 20 \u00e9l\u00e9ments.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n<\/p>\n
Continuer vers R\u00e9sultats des configurations avec lois de retards<\/a><\/p>\n<\/p>\n
Retour vers description des simulations<\/a><\/p>\n<\/p>\n
- Suivant l’axe Y :\u00a0<\/strong>Pour les 3 mod\u00e8les \u00e9valu\u00e9s, les formes \u00e9chodynamiques sont tr\u00e8s bien\u00a0pr\u00e9dites aux deux hauteurs d\u2019eau (pas d\u2019\u00e9cart observ\u00e9 sur les largeurs focales \u00e0 -6dB).<\/li>\n<\/ul>\n
- Suivant l’axe X :\u00a0<\/strong>Dans le plan d\u2019incidence du capteur et pour les deux hauteurs d\u2019eau o\u00f9 l\u2019on\u00a0observe une amplitude maximale, les pr\u00e9dictions de la largeur de tache focale \u00e0 -6dB\u00a0s\u2019\u00e9cartent de l\u2019exp\u00e9rience. Les 3 mod\u00e8les surestiment l\u2019amplitude d\u00e8s que l\u2019on s\u2019\u00e9carte du\u00a0centre capteur. Les largeurs focales sont sur\u00e9valu\u00e9es jusqu\u2019\u00e0 +7.5mm pour le mod\u00e8le\u00a0SPECULAIRE. Cet \u00e9cart est toutefois pr\u00e9visible et peut \u00eatre associ\u00e9 \u00e0 l\u2019approximation faite sur\u00a0le mode de vibration du capteur en mode piston (vitesse particulaire suppos\u00e9e uniforme sur la\u00a0surface pi\u00e9zo-\u00e9lectrique). Cette approximation est d\u2019autant moins vraie lorsque l\u2019ouverture\u00a0active est tr\u00e8s petite.
- Suivant l’axe Y :\u00a0<\/strong>Les comparaisons montrent que les 3 mod\u00e8les pr\u00e9disent des formes\u00a0\u00e9chodynamiques semblables et proches de l\u2019exp\u00e9rience sauf pour le mod\u00e8le SOV \u00e0 la\u00a0hauteur d\u2019eau de 78 mm o\u00f9, \u00e0 l\u2019inverse de l\u2019extraction suivant X, le mod\u00e8le a tendance \u00e0\u00a0l\u00e9g\u00e8rement surestimer l\u2019amplitude d\u00e8s que l\u2019on \u00e9carte du centre du capteur.<\/li>\n<\/ul>\n
- Suivant l’axe X :\u00a0<\/strong>Dans le cas de la distance capteur-inclusion de 27 mm, un bon accord est\u00a0observ\u00e9 entre les courbes \u00e9chodynamiques exp\u00e9rimentales et simul\u00e9es avec les 3 mod\u00e8les.\u00a0Au niveau du deuxi\u00e8me pic d\u2019amplitude (distance capteur-inclusion de 78 mm), les mod\u00e8les\u00a0SPECULAIRE et SOV_COMPLET montrent l\u2019apport d\u2019une approche de type \u00ab rayon \u00bb. En\u00a0effet, le mod\u00e8le SOV a tendance \u00e0 sous-estimer les amplitudes des \u00e9chos d\u00e8s que l\u2019on\u00a0s\u2019\u00e9loigne du centre du capteur.<\/li>\n<\/ul>\n