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EP0118329A2 - Velocity hydrophone - Google Patents

Velocity hydrophone Download PDF

Info

Publication number
EP0118329A2
EP0118329A2 EP84400132A EP84400132A EP0118329A2 EP 0118329 A2 EP0118329 A2 EP 0118329A2 EP 84400132 A EP84400132 A EP 84400132A EP 84400132 A EP84400132 A EP 84400132A EP 0118329 A2 EP0118329 A2 EP 0118329A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hydrophone
strips
hydrophone according
transducer element
speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP84400132A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0118329A3 (en
EP0118329B1 (en
Inventor
Charles Maerfeld
Michel Josserand
Claude Gragnolati
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales SA
Original Assignee
Thomson CSF SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thomson CSF SA filed Critical Thomson CSF SA
Publication of EP0118329A2 publication Critical patent/EP0118329A2/en
Publication of EP0118329A3 publication Critical patent/EP0118329A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0118329B1 publication Critical patent/EP0118329B1/en
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • B06B1/0603—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a piezoelectric bender, e.g. bimorph

Definitions

  • the invention relates to hydrophones and in particular to devices of this type which deliver an electrical signal in response to the vibrational speed of the incident acoustic waves, this response being flat over a wide frequency range.
  • acoustic pressure transducers arranged to provide an electrical signal characteristic of the pressure gradient within the acoustic wave.
  • Pressure gradient hydrophones therefore consist of a pair of pressure sensing cells at two separate locations.
  • the sensitivity varies as a function of the frequency.
  • the speed hydrophone to which the present invention applies comprises a mobile element immersed in the fluid, in order to match the particulate movement generated by the acoustic wave at a determined location.
  • This current advantageously constitutes the response signal independent of the frequency in a range situated above the natural resonant frequency of the deformable assembly comprising the reference mass.
  • the electro-acoustic transducer element has a lamellar shape of sufficient flexibility to deliver an electrical signal substantially proportional to the particle speed of the fluid at the wavefront received by the hydrophone.
  • the particulate movement of the fluid is complex in particular by the fact that the transducer element vibrates in flexion, with a deflection linked to the distance which separates it from the inertial mass in which the transducer element is embedded. .
  • the transducer element comprises several suitably polarized layers.
  • the hydrophone according to the invention there is a choice between materials with low piezoelectric coefficients and with low elasticity modulus such as piezoelectric polymers or materials with high piezoelectric coefficients and with high elasticity modulus such as than piezoelectric ceramics.
  • the choice of thickness of the materials used results in stiffness and sensitivity, but the extent and the particular shape of the deformable element are also important, since they condition the extent of the frequency range where a response flat can be expected.
  • the main object of the invention is a speed hydrophone with moving equipment comprising at least one piezoelectric transducer element of lamellar shape connected by embedding to an inertial mass, said transducer element capturing the particulate speed of the fluid in which it is immersed, characterized in that the element consists of flexible strips radially separated and mounted in a ring; each of said strips having one end embedded in said inertial mass.
  • FIG. 1 a piezoelectric transducer element in the form of a disc 13 is seen.
  • This transducer element is made for example of polyvinylidene fluoride (PVF 2 ).
  • Its main faces include electrodes 17 and 18 intended to collect the electric charges induced by piezoelectric effect when it operates as a sensor of acoustic vibrations propagated by the aqueous medium in which it is immersed.
  • FIG. 2 represents the zone 2 of the transducer element 13 of FIG. 1 delimited by the points A, B, C and D.
  • various mechanical tensions govern the equilibrium of the zone 2.
  • F4 represents the radial tensions.
  • F 5 represents the normal to the main faces of the element 2 the tangential tensions.
  • F 3 represents the circumferential tensions. The invention proposes to eliminate these circumferential tensions which add stiffness to the disc 13, by making radial cuts which decompose the disc into flexible strips arranged in a crown.
  • FIG 3 is an elevational view of a hydrophone according to the invention.
  • This hydrophone comprises a piezoelectric transducer element 13 composed of identical flexible strips 31 arranged around a mass 10 acting as an installation.
  • the cutouts 1 provide spaces between the strips 31 constituting the transducer element 13.
  • the mass 10 and composed of two blocks 101 and 102 between which the strips 31 are pinched.
  • the blocks 101 and 102 are made of high density material for example in tungsten.
  • the blocks 101 and 102 are drilled axially, so as to be tightened against the elements 31 by means of a bolt II and a nut 12.
  • each lamella 31 has a flared shape towards the periphery as illustrated in FIGS. 3 and 4.
  • Figure 5 is an elevational view of the hydrophone of Figures 3 and 4 associated with a current amplifier 30.
  • the strips 31 are provided with electrodes located on their main faces.
  • Contact pieces 14 connected to the electrical wires 15 and 16 are interposed between the blocks 101 or 102 and the main face of the strips 31.
  • the contact pieces 14 comprise on the side of the strips an electrically conductive element and on the side of the blocks 101 and 102 an insulating element. This arrangement ensures the paralleling of the electrodes located on the same side of the lamellae 31.
  • FIG. 6 represents the sectional view of a bimorph piezoelectric element composed of two layers 40 and 41 of piezoelectric material having opposite polarizations. These permanent electrical polarizations are parallel to the direction Oy. Thus a bending of this bimorph structure causes the appearance of opposite electric charges on the external faces of the layers 40 and 41.
  • the main external faces of the layers 40 and 41 are covered with metallic layers 42 and 43 forming electrodes. As shown in FIG. 5, one of the electrodes is connected by 13 to one terminal of the current amplifier 30, the other electrode being connected by 16 to the other terminal which is for example grounded.
  • the piezoelectric material of the layers 40 and 41 may in particular be a ceramic, for example PZT, a polymer, for example PVF 2 or a thin layer of Zn 0 deposited on a substrate.
  • the total thickness is for example 0.2 mm.
  • the electrodes 42 and 43 can be produced by vacuum evaporation deposition of a chromium layer 5 nm thick, an aluminum layer 50 nm thick and a chromium layer 5 nm thick.
  • an insulating film for example a varnish.
  • Figure 7 shows the sectional view of a three-layer sensitive element.
  • This element comprises two piezoelectric layers 40 and 41 of polarization parallel to the direction Oy. Between the layers 40 and 41 is disposed a layer 44. If the layer 44 is chosen to be electrically conductive, the polarizations of the layers 40 and 41 can be same direction, and for example the layer 44 is grounded and the external electrodes are connected to the same output terminal. If on the other hand, the layer 44 is insulating, the polarizations of the layers 40 and 41 are necessarily opposite.
  • the layer 44 can for example be made of the same base material as the layers 40 and 41.
  • a particular embodiment of lamellae comprises two layers of piezoelectric PVF 2 40 and 41 and a layer 44 of PVF 2 loaded with carbon so as to be conductive of electricity. In other embodiments, the layer 44 is a non-polarized insulating layer.
  • Another variant of the invention comprises lamellae 31 composed of a single piezoelectric layer having an inhomogeneous piezoelectric polarization along the direction of the axis Oy.
  • FIG. 8 illustrates an ogival hydro-dynamic profile of the block 101 allowing it to undergo the least possible entrainment resulting from the particulate movement of the fluid in which the hydrophone is immersed.
  • FIG. 9 shows a variant of the embodiment of FIG. 3.
  • the speed hydrophone comprises a stepped assembly of sensors 32 whose lamellae are arranged in crowns.
  • the strips 31 have a flared shape towards the periphery.
  • the lamellae 31 have their electrodes placed in parallel by means of contact pieces 70. These have two conductive faces 71 separated by an insulating layer 72. A contact piece 70 is placed between two sensors in a ring 32. The distribution of the sensors in ring 32 increases the sensitivity to incident acoustic waves.
  • the invention provides for providing the peripheral end of the strips 31 weights, for example in light alloy.
  • all of these weights can form a strapping ring mounted so as to prevent it from acting as a stiffener.
  • FIG. 10 represents an embodiment comprising an inertial mass forming a cylindrical conduit 80.
  • the piezoelectric electro-acoustic transducer comprises a single ring 32 of strips 31. The strips are separated from each other by radial slots 1.
  • the ring 32 is embedded in the cylindrical conduit 80 by a pinch groove 86.
  • the leading edges 89 of the cylindrical conduit 80 are hydrodynamically profiled.
  • the cylindrical conduit 80 is closed by impermeable membranes 65.
  • the interior of the cylindrical duct 80 is a closed space which can be filled with an electrical insulating liquid allowing good adaptation of acoustic impedances.
  • the membranes 65 transmit the vibratory movement of the water to the insulating liquid.
  • FIG. 11 is a meridian section of a hydrophone comprising an inertial mass forming a cylindrical conduit 80. Crowns 32 of lamellae 31 are embedded by their periphery inside the cylindrical conduit 80. The electrodes carried by the faces of the lamellae 31 are connected in parallel to the inputs of a current amplifier via contact sockets 81. These comprise two conductive layers 84 separated by a ring of insulating material 85. A contact socket 81 is provided between two rings 32 successive strips 31.
  • the cylindrical conduit 80 is closed by waterproof membranes 65.
  • the interior of the cylindrical conduit 80 is a closed space which can be filled with an electrical insulating liquid to ensure the transmission of the acoustic waves.
  • the cylindrical conduit 80 can be filled with oil with high insulating power.
  • FIGS. 12 and 13 give two exemplary embodiments of lamella crowns 31.
  • FIG. 12 illustrates an exemplary embodiment advantageously using ceramic as the piezoelectric material.
  • the separate slats 31 are arranged radially and attached to the center by a connection piece made of light material 82. They are separated from each other by triangular spaces 1.
  • FIG. 13 illustrates an exemplary embodiment advantageously using PVF 2 as piezoelectric material.
  • the crown 32 illustrated in FIG. 13 can be used in particular with the hydrophones illustrated in FIGS. 3, 4, 5, 9, 10 and 11.
  • the crown 32 is obtained by making cuts 1 in a disc, for example made of PVF 2 .
  • the cuts 1 separate the crown 32 into strips 31.
  • a hole 86 is made allowing it to be mounted in the devices illustrated in FIGS. 3, 4, 5 and 9.
  • the crowns 32 or the lamellae can be cut from a disc of piezoelectric polymer, for example PVF 2e obtained by forging.
  • a disc of piezoelectric polymer for example PVF 2e obtained by forging.
  • the obtaining of such a disc is described in the patent application in France filed by the Applicant on February 22, 1982 under the national registration number 82.02 876.
  • the mechanical and piezoelectric anisotropy is invariant according to concentric circles.
  • the diagram in Figure 14 shows the shape of a speed hydrophone frequency response curve.
  • the diagram gives the frequency f on the abscissa and the ordinate the amplitude of the electrical signal S (f) supplied by the hydrophone in response to an incident acoustic wave of predetermined level and of frequency f.
  • the curve comprises a plateau 50 which starts from the resonance frequency f R and which extends towards the high frequencies, apart from the conventional accidents.
  • the range 50 of constant sensitivity is limited towards the low frequencies by a range 54 of resonance.
  • the sensitivity can have a point 53 or a round 61 depending on the expected damping.
  • the response drops at a slope of 12 dB / octave.
  • the frequency response characteristic of FIG. 14 was obtained by connecting the hydrophone to an amplifier having a low electrical impedance at any frequency relative to the internal impedance of the hydrophone. At high frequencies, this load condition of the speed hydrophone is no longer satisfied since the capacitive reactance decreases with frequency, but other phenomena occur to limit upwards the operating range at constant level.
  • FIGS 15, 16 and 17 are explanatory figures used to understand the frequency behavior of the speed hydrophone according to the invention.
  • the model used comprises a mechanical excitation by the acoustic wave symbolized by a generator 55 of particle speed.
  • the flexibly deformable piezoelectric strips are symbolized by a spring 56 which connects the generator 55 to the inertial mass 57.
  • the oscillogram 51 represents as a function of time the particle displacement communicated to the spring 56 and to the suspended mass 57. It is assumed that the incident acoustic wave has no direct motive action on the suspended mass 57.
  • the passive spring-mass assembly then forms a resonant cell having a natural frequency f R function of the ratio ⁇ where k represents the stiffness of the spring and m the mass used for embedding the slats 31.
  • FIG. 16 corresponds to the case where the excitation frequency corresponds to the resonance frequency f R.
  • the displacements of the mass 57 are in phase opposition with those of the connection point between the generator 55 and the spring 56.
  • the deformation 58 of the spring 56 may have a magnitude greater than the amplitude of the excitation.
  • FIG. 17 corresponds to the case where the excitation frequency f is significantly higher than the resonance frequency f R.
  • the inertial mass 57 remains almost immobile so that the displacements communicated by the generator 55 apply almost completely to the deformation 58 of the spring 56.
  • This operating mode corresponds to the sensitivity plate 50 of FIG. 14.
  • Figure 18 is a simplified electrical diagram of the connection between the speed hydrophone and its amplifier.
  • the capacitor 59 of capacity C represents the internal admittance of the hydrophone.
  • the Y value admittance 60 represents the amplifier input circuit. According to this diagram, operation as a speed hydrophone is ensured if the current i generated by piezoelectric effect passes as much as possible through the amplifier circuit, which supposes that the admittance j C is less than Y.
  • the input quantity of the amplifier is almost the short current - circuit of the piezoelectric generator.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

L'invention se rapporte à un hydrophone de vitesse directif ne perturbant pas de façon notable le mouvement particulaire du fluide dans lequel il est plongé. L'invention a pour objet un hydrophone à lamelles fléchissantes (31) disposées en couronne et encastrées dans une masse inertielle (10) qui délivre un courant électrique sensiblement proportionnel à la vitesse particulaire du fluide. L'invention s'applique notamment à la réalisation d'antennes pour utilisation en acoustique sous-marine.The invention relates to a directional speed hydrophone which does not significantly disturb the particulate movement of the fluid in which it is immersed. The subject of the invention is a hydrophone with flexing lamellae (31) arranged in a crown and embedded in an inertial mass (10) which delivers an electric current substantially proportional to the particle speed of the fluid. The invention applies in particular to the production of antennas for use in underwater acoustics.

Description

L'invention se rapporte aux hydrophones et en particulier aux dispositifs de ce type qui délivrent un signal électrique en réponse à la vitesse vibratoire des ondes acoustiques incidentes, cette réponse étant plate dans une plage de fréquences étendue.The invention relates to hydrophones and in particular to devices of this type which deliver an electrical signal in response to the vibrational speed of the incident acoustic waves, this response being flat over a wide frequency range.

Pour réaliser un hydrophone de vitesse, il est connu d'utiliser des transducteurs de pression acoustique agencés pour fournir un signal électrique caractéristique du gradient de pression au sein de l'onde acoustique. Les hydrophones à gradient de pression sont donc constitués par une paire de cellules captant la pression à deux emplacements distincts. Cependant, du fait de l'écartement fixe des cellules, la sensibilité varie en fonction de la fréquence. L'hydrophone de vitesse auquel s'applique la présente invention comporte un élément mobile plongé dans le fluide, afin d'épouser le mouvement particulaire engendré par l'onde acoustique à un emplacement déterminé. On se réfère ainsi à la déformation alternée de flexion que subit l'élément mobile encastré par son extrémité dans une masse de référence pour développer par effet piézoélectrique un courant électrique. Ce courant constitue avantageusement le signal de réponse indépendant de la fréquence dans une plage située au-dessus de la fréquence naturelle de résonance de l'ensemble déformable comprenant la masse de référence.To make a speed hydrophone, it is known to use acoustic pressure transducers arranged to provide an electrical signal characteristic of the pressure gradient within the acoustic wave. Pressure gradient hydrophones therefore consist of a pair of pressure sensing cells at two separate locations. However, due to the fixed spacing of the cells, the sensitivity varies as a function of the frequency. The speed hydrophone to which the present invention applies comprises a mobile element immersed in the fluid, in order to match the particulate movement generated by the acoustic wave at a determined location. We thus refer to the alternating bending deformation that the mobile element undergoes, embedded by its end in a reference mass, in order to develop an electric current by piezoelectric effect. This current advantageously constitutes the response signal independent of the frequency in a range situated above the natural resonant frequency of the deformable assembly comprising the reference mass.

Ainsi, dans cet hydrophone de vitesse, l'élément transducteur électro-acoustique a une forme lamellaire de flexibilité suffisante pour délivrer un signal électrique sensiblement proportionnel à la vitesse particulaire du fluide au niveau du front d'onde reçu par l'hydrophone. A proximité immédiate de l'élément transducteur le mouvement particulaire du fluide est complexe notamment par le fait que l'élément transducteur vibre en flexion, avec un débattement lié à la distance qui le sépare de la masse inertielle dans laquelle l'élément transducteur est encastré.Thus, in this speed hydrophone, the electro-acoustic transducer element has a lamellar shape of sufficient flexibility to deliver an electrical signal substantially proportional to the particle speed of the fluid at the wavefront received by the hydrophone. In the immediate vicinity of the transducer element, the particulate movement of the fluid is complex in particular by the fact that the transducer element vibrates in flexion, with a deflection linked to the distance which separates it from the inertial mass in which the transducer element is embedded. .

Pour obtenir une réponse sensible à la flexion, l'élément transducteur comporte plusieurs couches convenablement polarisées.To obtain a sensitive response to bending, the transducer element comprises several suitably polarized layers.

Pour que le signal électrique délivré soit représentatif de la vitesse particulaire dans une plage de fréquences étendue, il est nécessaire de relier les électrodes de sortie de l'élément actif piézoélectrique à un circuit d'utilisation ayant une impédance électrique faible par rapport à la réactance capacitive de l'élément transducteur.In order for the electrical signal delivered to be representative of the particle velocity over a wide frequency range, it is necessary to connect the output electrodes of the active piezoelectric element to a circuit of use having a low electrical impedance relative to the capacitive reactance of the transducer element.

Pour améliorer la réponse aux basses fréquences d'un hydrophone de vitesse, on est amené à diminuer sa fréquence de résonance, contrairement à ce qui se fait avec les hydrophones de pression, où l'on cherche plutôt à étendre la réponse vers les fréquences élevées en adoptant une structure plus rigide ou de masse réduite.To improve the response at low frequencies of a speed hydrophone, we have to decrease its resonant frequency, contrary to what is done with pressure hydrophones, where we rather seek to extend the response towards high frequencies by adopting a more rigid or reduced mass structure.

Dans le cas de l'hydrophone selon l'invention, on a le choix entre des matériaux à faibles coefficients piézoélectriques et à faible module d'élasticité tels que les polymères piézoélectriques ou des matériaux à fort coefficients piézoélectriques et à fort module d'élasticité tels que les céramiques piézoélectriques. Du choix de l'épaisseur des matériaux mis en oeuvre découle la raideur et la sensibilité, mais l'étendue et la forme particulière de l'élément déformable ont également leur importance, car elles conditionnent l'étendue de la plage de fréquences où une réponse plate peut être escomptée.In the case of the hydrophone according to the invention, there is a choice between materials with low piezoelectric coefficients and with low elasticity modulus such as piezoelectric polymers or materials with high piezoelectric coefficients and with high elasticity modulus such as than piezoelectric ceramics. The choice of thickness of the materials used results in stiffness and sensitivity, but the extent and the particular shape of the deformable element are also important, since they condition the extent of the frequency range where a response flat can be expected.

L'invention a principalement pour objet un hydrophone de vitesse à équipage mobile comportant au moins un élément transducteur piézoélectrique de forme lamellaire relié par encastrement à une masse inertielle, ledit élément transducteur captant la vitesse particulaire du fluide dans lequel il est plongé caractérisé en ce que l'élément se compose de lamelles flexibles séparées radialement et montées en couronne ; chacune desdites lamelles ayant une extrémité encastrée dans ladite masse inertielle.The main object of the invention is a speed hydrophone with moving equipment comprising at least one piezoelectric transducer element of lamellar shape connected by embedding to an inertial mass, said transducer element capturing the particulate speed of the fluid in which it is immersed, characterized in that the element consists of flexible strips radially separated and mounted in a ring; each of said strips having one end embedded in said inertial mass.

L'invention sera mieux comprise au moyen de la description ci-après et des figures annexées, données comme des exemples non limitatifs, parmi lesquelles :

  • - la figure 1 est une figure explicative ;
  • - la figure 2 représente la zone 2 de la figure 1 ;
  • - la figure 3 représente une vue en perspective d'un hydrophone selon l'invention ;
  • - la figure 4 représente une vue en plan de l'hydrophone de la figure 3 ;
  • - la figure 5 est une vue en élévation de l'hydrophone de la figure 3 relié à un amplificateur différentiel ;
  • - la figure 6 représente la coupe d'un élément sensible bimorphe ;
  • - la figure 7 représente la coupe d'un élément sensible tricouche ;
  • - la figure 8 représente une masse inertielle profilée hydrodynami- quement ;
  • - la figure 9 représente une variation de réalisation de l'invention ;
  • - la figure 10 représente une seconde variante de réalisation de l'invention ;
  • - la figure 11 représente une autre variante de réalisation de l'hydrophone selon l'invention ;
  • - la figure 12 représente une vue de profil se rapportant à la figure 11 ;
  • - la figure 13 est une vue de profil se rapportant à la figure 11 ;
  • - la figure 14 est un diagramme explicatif ;
  • - la figure 15 est une figure explicative ;
  • - la figure 16 est une figure explicative ;
  • - la figure 17 est une figure explicative ;
  • - la figure 18 est un schéma explicatif.
The invention will be better understood by means of the description below and the appended figures, given as nonlimiting examples, among which:
  • - Figure 1 is an explanatory figure;
  • - Figure 2 shows the area 2 of Figure 1;
  • - Figure 3 shows a perspective view of a hydrophone according to the invention;
  • - Figure 4 shows a plan view of the hydrophone of Figure 3;
  • - Figure 5 is an elevational view of the hydrophone of Figure 3 connected to a differential amplifier;
  • - Figure 6 shows the section of a sensitive bimorph element;
  • - Figure 7 shows the section of a three-layer sensitive element;
  • FIG. 8 represents a hydrodynamically profiled inertial mass;
  • - Figure 9 shows a variant embodiment of the invention;
  • - Figure 10 shows a second alternative embodiment of the invention;
  • - Figure 11 shows another alternative embodiment of the hydrophone according to the invention;
  • - Figure 12 shows a side view relating to Figure 11;
  • - Figure 13 is a side view relating to Figure 11;
  • - Figure 14 is an explanatory diagram;
  • - Figure 15 is an explanatory figure;
  • - Figure 16 is an explanatory figure;
  • - Figure 17 is an explanatory figure;
  • - Figure 18 is an explanatory diagram.

Sur la figure 1, on voit un élément transducteur piézoélectrique en forme de disque 13. Cet élément transducteur est réalisé par exemple en polyfluorure de vinylidène (PVF2). Ses faces principales comportent des électrodes 17 et 18 destinées à collecter les charges électriques induites par effet piézoélectrique lorsqu'il fonctionne en capteur de vibrations acoustiques propagées par le milieu aqueux dans lequel il est immergé.In FIG. 1, a piezoelectric transducer element in the form of a disc 13 is seen. This transducer element is made for example of polyvinylidene fluoride (PVF 2 ). Its main faces include electrodes 17 and 18 intended to collect the electric charges induced by piezoelectric effect when it operates as a sensor of acoustic vibrations propagated by the aqueous medium in which it is immersed.

La figure 2 représente la zone 2 de l'élément transducteur 13 de la figure 1 délimitée par les points A, B, C et D. Lors de la flexion produite par une onde acoustique incidente, diverses tensions mécaniques régissent l'équilibre de la zone 2. F4 représente les tensions radiales. F5 représente suivant les normales aux faces principales de l'élément 2 les tensions tangentielles. F 3 représente les tensions circonférentielles. L'invention se propose de supprimer ces tensions circonférentielles qui ajoutent de la raideur au disque 13, en pratiquant des découpes radiales qui décomposent le disque en lamelles flexibles disposées en couronne.FIG. 2 represents the zone 2 of the transducer element 13 of FIG. 1 delimited by the points A, B, C and D. During the bending produced by an incident acoustic wave, various mechanical tensions govern the equilibrium of the zone 2. F4 represents the radial tensions. F 5 represents the normal to the main faces of the element 2 the tangential tensions. F 3 represents the circumferential tensions. The invention proposes to eliminate these circumferential tensions which add stiffness to the disc 13, by making radial cuts which decompose the disc into flexible strips arranged in a crown.

La figure 3 est une vue en élévation d'un hydrophone selon l'invention. Cet hydrophone comporte un élément transducteur piézoélectrique 13 composé de lamelles flexibles 31 identiques disposées autour d'une masse 10 faisant fonction d'encastrement. Les découpes 1 ménagent des espaces entre les lamelles 31 constituant l'élément transducteur 13. La masse 10 et composée de deux blocs 101 et 102 entre lesquels sont pincées les lamelles 31. Les blocs 101 et 102 sont réalisés en matériau de forte densité par exemple en tungstène. Les blocs 101 et 102 sont percés axialement, afin d'être serrés contre les éléments 31 au moyen d'un boulon Il et d'un écrou 12.Figure 3 is an elevational view of a hydrophone according to the invention. This hydrophone comprises a piezoelectric transducer element 13 composed of identical flexible strips 31 arranged around a mass 10 acting as an installation. The cutouts 1 provide spaces between the strips 31 constituting the transducer element 13. The mass 10 and composed of two blocks 101 and 102 between which the strips 31 are pinched. The blocks 101 and 102 are made of high density material for example in tungsten. The blocks 101 and 102 are drilled axially, so as to be tightened against the elements 31 by means of a bolt II and a nut 12.

Sur les figures 3 à 5, on voit que les blocs 101 et 102 sont usinés en facettes 19 aussi nombreuses que les lamelles 31. Avantageusement, chaque lamelle 31 a une forme évasée vers la périphérie comme illustré sur les figures 3 et 4.In FIGS. 3 to 5, it can be seen that the blocks 101 and 102 are machined in facets 19 as numerous as the lamellae 31. Advantageously, each lamella 31 has a flared shape towards the periphery as illustrated in FIGS. 3 and 4.

La figure 5 est une vue en élévation de l'hydrophone des figures 3 et 4 associé à un amplificateur de courant 30. Les lamelles 31 sont munies d'électrodes situées sur leurs faces principales. Des pièces de contact 14 reliées aux fils électriques 15 et 16 sont intercalées entre les blocs 101 ou 102 et la face principale des lamelles 31. Les pièces de contact 14 comportent du côté des lamelles un élément conducteur de l'électricité et du côté des blocs 101 et 102 un élément isolant. Ce montage assure la mise en parallèle des électrodes situées d'un même côté des lamelles 31.Figure 5 is an elevational view of the hydrophone of Figures 3 and 4 associated with a current amplifier 30. The strips 31 are provided with electrodes located on their main faces. Contact pieces 14 connected to the electrical wires 15 and 16 are interposed between the blocks 101 or 102 and the main face of the strips 31. The contact pieces 14 comprise on the side of the strips an electrically conductive element and on the side of the blocks 101 and 102 an insulating element. This arrangement ensures the paralleling of the electrodes located on the same side of the lamellae 31.

La figure 6 représente la vue en coupe d'un élément piézoélectrique bimorphe composé de deux couches 40 et 41 en matériau piézoélectrique ayant des polarisations opposées. Ces polarisations électriques permanentes sont parallèles à la direction Oy. Ainsi une flexion de cette structure bimorphe provoque l'apparition des charges électriques opposées sur les faces externes des couches 40 et 41. Les faces externes principales des couches 40 et 41 sont recouvertes de couches métalliques 42 et 43 formant des électrodes. Comme représenté figure 5, une des électrodes est reliée par 13 à une borne de l'amplificateur de courant 30, l'autre électrode étant reliée par 16 à l'autre borne qui est par exemple mise à la masse. Le matériau piézoélectrique des couches 40 et 41 peut être notamment une céramique, par exemple du PZT, un polymère, par exemple du PVF2 ou une couche mince de Zn 0 déposée sur un substrat. Dans le cas d'une céramique piézoélectrique, l'épaisseur totale est par exemple 0,2 mm.FIG. 6 represents the sectional view of a bimorph piezoelectric element composed of two layers 40 and 41 of piezoelectric material having opposite polarizations. These permanent electrical polarizations are parallel to the direction Oy. Thus a bending of this bimorph structure causes the appearance of opposite electric charges on the external faces of the layers 40 and 41. The main external faces of the layers 40 and 41 are covered with metallic layers 42 and 43 forming electrodes. As shown in FIG. 5, one of the electrodes is connected by 13 to one terminal of the current amplifier 30, the other electrode being connected by 16 to the other terminal which is for example grounded. The piezoelectric material of the layers 40 and 41 may in particular be a ceramic, for example PZT, a polymer, for example PVF 2 or a thin layer of Zn 0 deposited on a substrate. In the case of a piezoelectric ceramic, the total thickness is for example 0.2 mm.

Avec des couches 40 et 41 en PYF2, les électrodes 42 et 43 peuvent être réalisées par dépôt par évaporation sous vide d'une couche de chrome de 5 nm d'épaisseur, d'une couche d'aluminium de 50 nm d'épaisseur et d'une couche de chrome de 5 nm d'épaisseur. Afin d'éviter les courants de fuite via le milieu fluide extérieur, il est avantageux de recouvrir les électrodes 42 et 43 d'un film isolant, par exemple un vernis.With layers 40 and 41 of PYF 2 , the electrodes 42 and 43 can be produced by vacuum evaporation deposition of a chromium layer 5 nm thick, an aluminum layer 50 nm thick and a chromium layer 5 nm thick. In order to avoid leakage currents via the external fluid medium, it is advantageous to cover the electrodes 42 and 43 with an insulating film, for example a varnish.

La figure 7 représente la vue en coupe d'un élément sensible tricouche. Cet élément comporte deux couches piézoélectriques 40 et 41 de polarisation parallèles à la direction Oy. Entre les couches 40 et 41 est disposée une couche 44. Si la couche 44 est choisie conductrice d'électricité, les polarisations des couches 40 et 41 peuvent être de même sens, et par exemple la couche 44 est mise à la masse et les électrodes externes sont reliées à la même borne de sortie. Si par contre, la couche 44 est isolante, les polarisations des couches 40 et 41 sont nécessairement opposées. La couche 44 peut par exemple être faite du même matériau de base que les couches 40 et 41. Une réalisation particulière de lamelles comprend deux couches de PVF2 piézoélectriques 40 et 41 et une couche 44 de PVF2 chargée en carbone de façon à être conductrice d'électricité. Dans d'autres réalisations, la couche 44 est une couche isolante non polarisée.Figure 7 shows the sectional view of a three-layer sensitive element. This element comprises two piezoelectric layers 40 and 41 of polarization parallel to the direction Oy. Between the layers 40 and 41 is disposed a layer 44. If the layer 44 is chosen to be electrically conductive, the polarizations of the layers 40 and 41 can be same direction, and for example the layer 44 is grounded and the external electrodes are connected to the same output terminal. If on the other hand, the layer 44 is insulating, the polarizations of the layers 40 and 41 are necessarily opposite. The layer 44 can for example be made of the same base material as the layers 40 and 41. A particular embodiment of lamellae comprises two layers of piezoelectric PVF 2 40 and 41 and a layer 44 of PVF 2 loaded with carbon so as to be conductive of electricity. In other embodiments, the layer 44 is a non-polarized insulating layer.

Une autre variante de l'invention comporte des lamelles 31 composés d'une seule couche piézoélectrique présentant une polarisation piézoélectrique inhomogène selon la direction de l'axe Oy.Another variant of the invention comprises lamellae 31 composed of a single piezoelectric layer having an inhomogeneous piezoelectric polarization along the direction of the axis Oy.

La figure 8 illustre un profil hydro-dynamique ogival du bloc 101 lui permettant de subir le moins possible l'entraînement résultant du mouvement particulaire du fluide dans lequel l'hydrophone est plongé.FIG. 8 illustrates an ogival hydro-dynamic profile of the block 101 allowing it to undergo the least possible entrainment resulting from the particulate movement of the fluid in which the hydrophone is immersed.

La figure 9 montre une variante de la réalisation de la figure 3. L'hydrophone de vitesse comprend un ensemble étagé de capteurs 32 dont les lamelles sont agencées en couronnes. Avantageusement, les lamelles 31 ont une forme évasée vers la périphérie.FIG. 9 shows a variant of the embodiment of FIG. 3. The speed hydrophone comprises a stepped assembly of sensors 32 whose lamellae are arranged in crowns. Advantageously, the strips 31 have a flared shape towards the periphery.

Les lamelles 31 ont leurs électrodes mises en parallèle par l'intermédiaire de pièces de contact 70. Celles-ci comportent deux faces 71 conductrices séparées par une couche isolante 72. Une pièce de contact 70 est , disposée entre deux capteurs en couronne 32. La distribution des capteurs en couronne 32 augmente la sensibilité aux ondes acoustiques incidentes.The lamellae 31 have their electrodes placed in parallel by means of contact pieces 70. These have two conductive faces 71 separated by an insulating layer 72. A contact piece 70 is placed between two sensors in a ring 32. The distribution of the sensors in ring 32 increases the sensitivity to incident acoustic waves.

L'invention prévoit de munir l'extrémité périphérique des lamelles 31 de masselottes par exemple en alliage léger. Avantageusement, l'ensemble de ces masselottes peut former un anneau de cerclage monté de façon à éviter qu'il n'agisse comme raidisseur.The invention provides for providing the peripheral end of the strips 31 weights, for example in light alloy. Advantageously, all of these weights can form a strapping ring mounted so as to prevent it from acting as a stiffener.

La figure 10 représente une réalisation comportant une masse inertielle formant un conduit cylindrique 80. Le transducteur électro-acoustique piézoélectrique comporte une seule couronne 32 de lamelles 31. Les lamelles sont séparées l'une de l'autre par des fentes radiales 1. La couronne 32 est encastrée dans le conduit cylindrique 80 par une gorge de pincage 86. Les bords d'attaque 89 du conduit cylindrique 80 sont profilés hydrodynamique- ment.FIG. 10 represents an embodiment comprising an inertial mass forming a cylindrical conduit 80. The piezoelectric electro-acoustic transducer comprises a single ring 32 of strips 31. The strips are separated from each other by radial slots 1. The ring 32 is embedded in the cylindrical conduit 80 by a pinch groove 86. The leading edges 89 of the cylindrical conduit 80 are hydrodynamically profiled.

Dans une variante de réalisation, le conduit cylindrique 80 est obturé par des membranes 65 imperméables. Ainsi, l'intérieur du conduit cylindrique 80 est un espace fermé que l'on peut remplir avec un liquide isolant électrique permettant une bonne adaptation d'impédances acoustiques. Les membranes 65 transmettent le mouvement vibratoire de l'eau au liquide isolant.In an alternative embodiment, the cylindrical conduit 80 is closed by impermeable membranes 65. Thus, the interior of the cylindrical duct 80 is a closed space which can be filled with an electrical insulating liquid allowing good adaptation of acoustic impedances. The membranes 65 transmit the vibratory movement of the water to the insulating liquid.

La figure 11 est une coupe méridienne d'un hydrophone comportant une masse inertielle formant un conduit cylindrique 80. Des couronnes 32 de lamelles 31 sont encastrées par leur périphérie à l'intérieur du conduit cylindrique 80. Les électrodes portées par les faces des lamelles 31 sont branchées en parallèle aux entrées d'un amplificateur de courant par l'intermédiaire de prises de contact 81. Celles-ci comportent deux couches 84 conductrices séparées par un anneau en matière isolante 85. Une prise de contact 81 est prévue entre deux couronnes 32 successives de lamelles 31.FIG. 11 is a meridian section of a hydrophone comprising an inertial mass forming a cylindrical conduit 80. Crowns 32 of lamellae 31 are embedded by their periphery inside the cylindrical conduit 80. The electrodes carried by the faces of the lamellae 31 are connected in parallel to the inputs of a current amplifier via contact sockets 81. These comprise two conductive layers 84 separated by a ring of insulating material 85. A contact socket 81 is provided between two rings 32 successive strips 31.

Dans une variante de réalisation, le conduit cylindrique 80 est obturé par des membranes 65 imperméables. Ainsi, l'intérieur du conduit cylindrique 80 est un espace fermé que l'on peut remplir avec un liquide isolant électrique pour assurer la transmission des ondes acoustiques. Par exemple, avec des lamelles réalisées en PVF2, on peut remplir le conduit cylindrique 80 avec de l'huile à pouvoir isolant élevé.In an alternative embodiment, the cylindrical conduit 80 is closed by waterproof membranes 65. Thus, the interior of the cylindrical conduit 80 is a closed space which can be filled with an electrical insulating liquid to ensure the transmission of the acoustic waves. For example, with strips made of PVF 2 , the cylindrical conduit 80 can be filled with oil with high insulating power.

Les figures 12 et 13 donnent deux exemples de réalisation de couronnes de lamelles 31. La figure 12 illustre un exemple de réalisation utilisant avantageusement comme matériau piézoélectrique une céramique. Les lamelles séparées 31 sont disposées radialement et attachées au centre par une pièce de liaison en matériau léger 82. Elles sont séparées les unes des autres par des espaces triangulaires 1. La figure 13 illustre un exemple de réalisation utilisant avantageusement comme matériau piézoélectrique du PVF2. La couronne 32 illustrée par la figure 13 peut être utilisée notamment avec les hydrophones illustrés par les figures 3, 4, 5, 9, 10 et 11. La couronne 32 est obtenue en pratiquant des découpes 1 dans un disque par exemple en PVF2. Les découpes 1 séparent la couronne 32 en lamelles 31. Pour encastrer la couronne 32, on pratique un trou 86 permettant son montage dans les dispositifs illustrés par les figures 3, 4, 5 et 9.FIGS. 12 and 13 give two exemplary embodiments of lamella crowns 31. FIG. 12 illustrates an exemplary embodiment advantageously using ceramic as the piezoelectric material. The separate slats 31 are arranged radially and attached to the center by a connection piece made of light material 82. They are separated from each other by triangular spaces 1. FIG. 13 illustrates an exemplary embodiment advantageously using PVF 2 as piezoelectric material. The crown 32 illustrated in FIG. 13 can be used in particular with the hydrophones illustrated in FIGS. 3, 4, 5, 9, 10 and 11. The crown 32 is obtained by making cuts 1 in a disc, for example made of PVF 2 . The cuts 1 separate the crown 32 into strips 31. To embed the crown 32, a hole 86 is made allowing it to be mounted in the devices illustrated in FIGS. 3, 4, 5 and 9.

Les couronnes 32 ou les lamelles peuvent être découpées dans un disque de polymère piézoélectrique, par exemple du PVF 2e obtenu par forgeage. L'obtention d'un tel disque est décrite dans la demande de brevet en France déposée par la Demanderesse le 22 Février 1982 sous le n° d'enregistrement national 82.02 876. Dans de tels disques, l'anisotropie mécanique et piézoélectrique est invariante selon des cercles concentriques.The crowns 32 or the lamellae can be cut from a disc of piezoelectric polymer, for example PVF 2e obtained by forging. The obtaining of such a disc is described in the patent application in France filed by the Applicant on February 22, 1982 under the national registration number 82.02 876. In such discs, the mechanical and piezoelectric anisotropy is invariant according to concentric circles.

Le diagramme de la figure 14 montre l'allure d'une courbe de réponse en fréquence d'hydrophone de vitesse. Le diagramme donne en abscisse la fréquence f et en ordonnée l'amplitude du signal électrique S(f) fourni par l'hydrophone en réponse à une onde acoustique incidente de niveau prédéterminé et de fréquence f. La courbe comporte un plateau 50 qui part de la fréquence de résonance fR et qui se prolonge vers les hautes fréquences, aux accidents classiques près.The diagram in Figure 14 shows the shape of a speed hydrophone frequency response curve. The diagram gives the frequency f on the abscissa and the ordinate the amplitude of the electrical signal S (f) supplied by the hydrophone in response to an incident acoustic wave of predetermined level and of frequency f. The curve comprises a plateau 50 which starts from the resonance frequency f R and which extends towards the high frequencies, apart from the conventional accidents.

La plage 50 de sensibilité constante est limitée vers les fréquences basses par une plage 54 de résonance. A la fréquence de résonance f Ry la sensibilité peut présenter une pointe 53 ou un arrondi 61 selon l'amortissement prévu. En deça de la plage 54, la réponse chute selon une pente de 12 dB/octave. La caractéristique de réponse en fréquence de la figure 14 a été obtenue en reliant l'hydrophone à un amplificateur présentant une impédance électrique faible à toute fréquence par rapport à l'impédance interne de l'hydrophone. Aux fréquences élevées, cette condition de charge de l'hydrophone de vitesse n'est plus satisfaite puisque la réactance capacitive diminue avec la fréquence, mais d'autres phénomènes interviennent pour limiter vers le haut la plage de fonctionnement à niveau constant.The range 50 of constant sensitivity is limited towards the low frequencies by a range 54 of resonance. At the resonance frequency f Ry, the sensitivity can have a point 53 or a round 61 depending on the expected damping. Below range 54, the response drops at a slope of 12 dB / octave. The frequency response characteristic of FIG. 14 was obtained by connecting the hydrophone to an amplifier having a low electrical impedance at any frequency relative to the internal impedance of the hydrophone. At high frequencies, this load condition of the speed hydrophone is no longer satisfied since the capacitive reactance decreases with frequency, but other phenomena occur to limit upwards the operating range at constant level.

Les figures 15, 16 et 17 sont des figures explicatives permettant de comprendre le comportement en fréquence de l'hydrophone de vitesse selon l'invention.Figures 15, 16 and 17 are explanatory figures used to understand the frequency behavior of the speed hydrophone according to the invention.

Dans les trois cas de figure 15, 16 et 17, le modèle utilisé comporte une excitation mécanique par l'onde acoustique symbolisée par un générateur 55 de vitesse particulaire. Les lamelles piézoélectriques déformables en flexion sont symbolisées par un ressort 56 qui relie le générateur 55 à la masse inertielle 57. L'oscillogramme 51 représente en fonction du temps le déplacement particulaire communiqué au ressort 56 et à la masse suspendue 57. On suppose que l'onde acoustique incidente n'a pas d'action motrice directe sur la masse suspendue 57. L'ensemble passif ressort-masse forme alors une cellule résonante ayant une fréquence naturelle fR fonction du rapport § où k représente la raideur du ressort et m la masse servant à l'encastrement des lamelles 31. La figure 15 montre l'oscillogramme 52 qui caractérise le mouvement en concordance de phase de la masse 57 et du lien entre le générateur 55 et le ressort 56. On a supposé sur la figure 15 que la fréquence d'excitation est nettement en deça de fR. _La déformation 58 du ressort 56 est faible puisque sa valeur est liée à la différence des déplacements illustrés par les oscillogrammes 51 et 52.In the three cases in FIGS. 15, 16 and 17, the model used comprises a mechanical excitation by the acoustic wave symbolized by a generator 55 of particle speed. The flexibly deformable piezoelectric strips are symbolized by a spring 56 which connects the generator 55 to the inertial mass 57. The oscillogram 51 represents as a function of time the particle displacement communicated to the spring 56 and to the suspended mass 57. It is assumed that the incident acoustic wave has no direct motive action on the suspended mass 57. The passive spring-mass assembly then forms a resonant cell having a natural frequency f R function of the ratio § where k represents the stiffness of the spring and m the mass used for embedding the slats 31. FIG. 15 shows the oscillogram 52 which characterizes the phase concordant movement of the mass 57 and of the link between the generator 55 and the spring 56. It has been assumed in FIG. 15 that the excitation frequency is clearly below f R. _The deformation 58 of the spring 56 is small since its value is linked to the difference in the displacements illustrated by the oscillograms 51 and 52.

La figure 16 correspond au cas où la fréquence d'excitation correspond _ à la fréquence de résonance fR. Les déplacements de la masse 57 sont en opposition de phase avec ceux du point de liaison entre le générateur 55 et le ressort 56. La déformation 58 du ressort 56 peut avoir une ampleur plus grande que l'amplitude de l'excitation.FIG. 16 corresponds to the case where the excitation frequency corresponds to the resonance frequency f R. The displacements of the mass 57 are in phase opposition with those of the connection point between the generator 55 and the spring 56. The deformation 58 of the spring 56 may have a magnitude greater than the amplitude of the excitation.

La figure 17 correspond au cas où la fréquence d'excitation f est nettement supérieure à la fréquence de résonance fR. La masse inertielle 57 reste quasi immobile de sorte que les déplacements communiqués par le générateur 55 s'appliquent quasi complètement à la déformation 58 du ressort 56. Ce mode de fonctionnement correspond au plateau de sensibilité 50 de la figure 14.FIG. 17 corresponds to the case where the excitation frequency f is significantly higher than the resonance frequency f R. The inertial mass 57 remains almost immobile so that the displacements communicated by the generator 55 apply almost completely to the deformation 58 of the spring 56. This operating mode corresponds to the sensitivity plate 50 of FIG. 14.

La figure 18 est un schéma électrique simplifié de la liaison entre l'hydrophone de vitesse et son amplificateur. Le condensateur 59 de capacité C représente l'admittance interne de l'hydrophone. L'admittance 60 de valeur Y représente le circuit d'entrée de l'amplificateur. D'après ce schéma, le fonctionnement en hydrophone de vitesse, est assuré si le courant i généré par effet piézoélectrique passe le plus possible par le circuit de l'amplificateur, ce qui suppose que l'admittance j C soit inférieure à Y. La grandeur d'entrée de l'amplificateur est à peu de chose près le courant de court-circuit du générateur piézoélectrique.Figure 18 is a simplified electrical diagram of the connection between the speed hydrophone and its amplifier. The capacitor 59 of capacity C represents the internal admittance of the hydrophone. The Y value admittance 60 represents the amplifier input circuit. According to this diagram, operation as a speed hydrophone is ensured if the current i generated by piezoelectric effect passes as much as possible through the amplifier circuit, which supposes that the admittance j C is less than Y. The input quantity of the amplifier is almost the short current - circuit of the piezoelectric generator.

Claims (14)

1. Hydrophone de vitesse à équipage mobile comportant au moins un élément transducteur piézoélectrique de forme lamellaire (13) relié par encastrement à une masse inertielle (10), ledit élément transducteur (13) captant la vitesse particulaire du fluide dans lequel il est plongé, caractérisé en ce que l'élément se compose de lamelles flexibles séparées radialement (31) et montées en couronne, chacune desdites lamelles (31) ayant une extrémité encastrée dans ladite masse inertielle (10).1. Speed hydrophone with moving equipment comprising at least one piezoelectric transducer element of lamellar shape (13) connected by embedding to an inertial mass (10), said transducer element (13) capturing the particle speed of the fluid in which it is immersed, characterized in that the element consists of flexible radially separated strips (31) and mounted in a ring, each of said strips (31) having one end embedded in said inertial mass (10). 2. Hydrophone selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les électrodes portées par les lamelles (31) sont connectées en parallèle à un amplificateur de courant (30).2. Hydrophone according to claim 1, characterized in that the electrodes carried by the strips (31) are connected in parallel to a current amplifier (30). 3. Hydrophone selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les électrodes portées par les lamelles (31) sont connectées en série à un amplificateur de courant (30).3. Hydrophone according to claim 1, characterized in that the electrodes carried by the strips (31) are connected in series to a current amplifier (30). 4. Hydrophone selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'élément transducteur piézoélectrique (13) est du type bimorphe ou tricouche.4. Hydrophone according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the piezoelectric transducer element (13) is of the bimorph or three-layer type. 5. Hydrophone selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, cactérisé par le fait que l'élément transducteur piézoélectrique (13) est réalisé en polymère piézoélectrique.5. Hydrophone according to any one of claims 1 to 4, characterized by the fact that the piezoelectric transducer element (13) is made of piezoelectric polymer. 6. Hydrophone selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'élément transducteur piézoélectrique (13) est réalisé en céramique piézoélectrique.6. Hydrophone according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the piezoelectric transducer element (13) is made of piezoelectric ceramic. 7. Hydrophone selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte des lamelles (31) réalisées à partir des disques de PVF 2 obtenues par forgeage ; les découpes radiales (1) étant destinées à abaisser la résistance à la flexion dudit élément transducteur (13).7. Hydrophone according to claim 5, characterized in that it comprises lamellae (31) produced from PVF 2 discs obtained by forging; the radial cutouts (1) being intended to lower the flexural strength of said transducer element (13). 8. Hydrophone selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que les lamelles (31) ont une forme évasée vers la périphérie de ladite couronne.8. Hydrophone according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the strips (31) have a flared shape towards the periphery of said crown. 9. Hydrophone selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que les lamelles (31) de l'élément transducteur piézoélectrique (13) sont encastrées radialement dans une masse inertielle centrale (10), ladite masse inertielle (10) étant munie de facettes (19) face à chaque lamelle (31).9. Hydrophone according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the lamellae (31) of the piezoelectric transducer element (13) are embedded radially in an inertial mass central (10), said inertial mass (10) being provided with facets (19) facing each lamella (31). 10. Hydrophone selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que les lamelles (31) de l'élément transducteur piézoélectrique (13) sont disposées à l'intérieur d'un conduit cylindrique (80) formant la masse inertielle (10) dudit hydrophone.10. Hydrophone according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the strips (31) of the piezoelectric transducer element (13) are arranged inside a cylindrical conduit (80) forming the mass inertial (10) of said hydrophone. 11. Hydrophone selon la revendication 10, caractérisé par le fait que le conduit cylindrique (80) formant la masse inertielle est obturé par des membranes imperméables, afin de permettre son remplissage à l'aide d'un fluide isolant électrique qui transmet les ondes acoustiques.11. Hydrophone according to claim 10, characterized in that the cylindrical conduit (80) forming the inertial mass is closed by impermeable membranes, in order to allow its filling using an electrical insulating fluid which transmits the acoustic waves . 12. Hydrophone de vitesse selon l'une quelconque des revendications 10 ou 11, caractérisé par le fait que le conduit cylindrique (80) formant masse inertielle est muni de facettes dressées face à chaque lamelle (31).12. Speed hydrophone according to any one of claims 10 or 11, characterized in that the cylindrical conduit (80) forming inertial mass is provided with facets erected facing each strip (31). 13. Hydrophone de vitesse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les lamelles (31) sont de forme rectangulaire.13. Speed hydrophone according to any one of the preceding claims, characterized in that the strips (31) are of rectangular shape. 14. Hydrophone de vitesse selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que les lamelles (31) sont en forme de secteurs circulaires.14. Speed hydrophone according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the strips (31) are in the form of circular sectors.
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