Rev. Phys. Appl. (Paris) 20, 415-420 (1985)
DOI: 10.1051/rphysap:01985002006041500

Description d'une méthode expérimentale d'analyse « vectorielle » de la pression rayonnée par une bulle

G. Gimenez, C. Cachard et D. Vray

Laboratoire de Traitement du Signal et Ultrasons, INSA - Bâtiment 502, 20, avenue Albert-Einstein, 69621 Villeurbanne Cedex, France

Abstract
Stationary bubble driven on its resonant frequency radiates a highly non linear wave. The paper describes an experimental device which includes two lock-in amplifiers. This allows to measure simultaneously the amplitude and the phase of the pressure radiated by the bubble. The present results are basic checks : proportionality between the amplitude of the first harmonic of the radiated pressure and the exciting amplitude; proportionality between the amplitude of the second harmonic of the radiated pressure and the square of the exciting amplitude ; amplitude of the two first harmonics related to the distance between the bubble and the receiving transducer. Bubbles under study present a radius about 130 μm, consequently the frequency of the exciting wave is about 25 kHz.

Résumé
Des bulles stationnaires, excitées à leur fréquence de résonance par une onde ultrasonore, rayonnent une onde fortement non linéaire. On décrit ici une méthode expérimentale basée sur le principe de la détection synchrone qui permet la mesure simultanée de l'amplitude et de la phase de la pression rayonnée par la bulle. Les résultats présentés constituent des vérifications préliminaires comme : la proportionnalité de l'amplitude du premier harmonique de la pression rayonnée à l'amplitude de la pression excitatrice; la proportionnalité de l'amplitude du second harmonique de la pression rayonnée au carré de la pression excitatrice ; l'évolution de l'amplitude de ces deux premiers harmoniques en fonction de la distance entre la bulle et le récepteur. Les bulles étudiées ont un diamètre de l'ordre de 130 μm, les fréquences utilisées sont donc de l'ordre de 25 kHz.

PACS
4325 - Nonlinear acoustics and macrosonics.
4385 - Acoustical measurements and instrumentation.

Key words
acoustic wave transmission -- underwater sound -- vectorial experimental analysis method -- radiating pressure -- stationary bubble -- resonant frequency -- highly nonlinear wave -- amplitude -- phase