FR2858062A1 - Appareil de mesure de temps de propagation acoustique - Google Patents

Abstract

Un appareil de mesure de temps de propagation acoustique comporte une section (13) d'émission et de réception acoustique possédant un élément acoustique qui peut émettre et recevoir des ondes acoustiques, un convertisseur analogique-numérique (14) qui convertit le signal d'écho réfléchi par un objet cible devant être mesuré en un signal numérique, une section d'analyse inverse (16) qui convertit le signal d'écho numérique en un signal impulsionnel via une analyse inverse, où le signal d'écho numérique est multiplié par une matrice inverse, une section de calcul (17) qui mesure le temps de propagation acoustique et la différence de temps sur la base du signal d'écho numérique converti en le signal impulsionnel, et une section d'affichage qui affiche le temps de propagation acoustique et la différence de temps calculés par la section de calcul.

Description

La présente invention concerne des appareils de mesure de

temps de propagation acoustique pouvant effectuer une mesure analytique de haute précision du temps de propagation acoustique dans un fluide ou un solide. Plus particulièrement, I'invention concerne un 5 appareil de mesure de temps de propagation acoustique pouvant mesurer la distance à un objet à mesurer et la distribution des distances par mesure du temps de propagation acoustique.

Un exemple classique d'appareil de mesure de temps de propagation acoustique est constitué par un dispositif sonar décrit dans le 10 brevet japonais mis à la disposition du public (KOKAI) portant le numéro de publication 2003-139 855.

Le dispositif sonar décrit dans ce document comporte un moyen d'émission et de réception possédant une pluralité de transducteurs ultrasonores. Le dispositif sonar émet un signal ultrasonore à partir de son 15 moyen d'émission et de réception à destination d'un objet et reçoit une onde réfléchie au moyen des transducteurs ultrasonores, réalisés sous la forme d'une pluralité d'éléments de réception, de façon à détecter la direction et la position de l'objet à partir de la différence de phase et du temps de propagation acoustique du signal de réception ultrasonore en 20 vue de l'afficher sur un moyen d'affichage.

Ce dispositif sonar, utilisé par exemple comme sonar de pêche, est constitué de manière à pouvoir détecter la position bidimensionnelle d'un objet réfléchissant, tel qu'un banc de poissons. Ce dispositif sonar peut mesurer la direction et la position d'un objet à mesurer, comme par 25 exemple un banc de poissons, en mesurant la différence de phase et le temps de propagation des ultrasons d'un signal.

Comme représenté sur la figure 10, si un objet cible 1 à mesurer présente une inégalité ou une surface de mesure irrégulière (possédant des parties saillantes et des creux), est d'une forme complexe, 30 ou souffre de la présence d'un défaut complexe, la forme ou surface inégale ne peut être mesurée correctement ou bien le défaut présent sur l'objet cible 1 ne peut être examiné de manière précise au moyen d'un dispositif sonar du type connu.

Lorsqu'un ultrason est émis par un transducteur ultrasonore 2 à 35 destination d'un objet cible 1 disposé dans un fluide et comportant un relief ou une partie irrégulière (c'est-à-dire une partie ou un niveau en saillie), deux signaux d'écho sont renvoyés, qui comprennent un signal d'écho el réfléchi par la surface supérieure la du relief et un signal d'écho e2 réfléchi par la surface inférieure lb du relief, comme on peut le voir sur la figure 11A. Si les deux signaux d'écho e1 et e2 sont séparés l'un de 5 lI'autre comme représenté sur la figure 11A, le temps de propagation acoustique Tt et la différence de temps tl entre les signaux d'écho et et e2 peuvent être mesurés correctement. Ainsi, la distance à l'objet cible 1, la différence de distance (intervalle ou échelon), et la distribution du relief peuvent être mesurées avec une précision élevée via la multiplication du 10 temps de propagation acoustique Tl mesuré et de la différence de temps t1 par la vitesse acoustique.

Toutefois, comme représenté sur la figure 11B, si l'objet cible 1 à mesurer ne comporte qu'un petit relief ou si les deux signaux d'écho e1 et e2 se chevauchent du fait qu'ils ne sont que légèrement décalés, c'est15 à-dire que les composantes des formes d'onde ultrasonores sont en chevauchement mutuel, il n'est pas possible d'extraire correctement la différence de temps de propagation acoustique t2 pour obtenir une mesure précise et, par conséquent, la distance, la différence de distance (intervalle), la distribution du relief ou sa forme par rapport à l'objet 20 cible 1 ne peuvent être mesurées avec une précision élevée.

Eu égard aux circonstances rencontrées par la technique antérieure telle que ci-dessus mentionnée, un but de l'invention est de produire un appareil de mesure de temps de propagation acoustique qui peut effectuer correctement une mesure analytique de précision élevée du 25 temps de propagation acoustique en convertissant un signal acoustique réfléchi en un signal impulsionnel.

Un autre but de l'invention est de produire un appareil de mesure de temps de propagation acoustique pouvant mesurer correctement le temps de propagation acoustique afin de mesurer, avec 30 une précision élevée, la distance, la différence de distance, la distribution du relief ou de l'irrégularité, ainsi que la forme, par rapport à un objet cible dans un fluide ou un solide.

Les buts ci-dessus indiqués, ainsi que d'autres buts, peuvent être atteints selon l'invention au moyen d'un appareil de mesure de temps 35 de propagation acoustique qui comprend: un dispositif de réception acoustique possédant au moins un élément acoustique pouvant recevoir une onde acoustique émise; un convertisseur analogique-numérique, noté A/D, servant à convertir un signal de réception acoustique en un signal d'écho 5 numérique, le signal de réception acoustique étant réfléchi par un objet cible à mesurer et étant reçu par l'élément acoustique du dispositif de réception acoustique; un dispositif d'analyse inverse servant à effectuer un traitement d'analyse inverse de multiplication du signal d'écho numérique par une 10 matrice inverse afin de convertir le signal d'écho numérique en un signal impulsionnel; un dispositif de calcul servant à calculer le temps de propagation acoustique et la différence de temps du signal de réception acoustique en réponse au signal impulsionnel produit par le dispositif 15 d'analyse inverse; et un dispositif d'affichage servant à afficher le temps de propagation acoustique et la différence de temps calculés par le dispositif de calcul.

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention selon 20 l'aspect cidessus mentionné, on préfère que le dispositif d'analyse inverse échantillonne un signal de réception acoustique comportant un signal acoustique venant de l'élément acoustique, une caractéristique d'un champ de propagation du signal acoustique, et une caractéristique de réception de l'élément acoustique en des éléments verticaux d'une matrice 25 afin de convertir le signal de réception acoustique en des données, en série dans le temps, par échelons (ou par pas), produise une matrice inverse à partir de la matrice des données en série dans le temps, et multiplie le signal de réception acoustique par la matrice inverse afin de convertir le signal de réception acoustique en le signal impulsionnel.

On préfère également que le dispositif d'analyse inverse ajoute un bruit blanc, d'une valeur qui est suffisamment petite par comparaison avec le signal de réception acoustique, aux éléments verticaux d'une matrice contenant des données en série dans le temps du signal de réception acoustique afin de calculer une matrice inverse, effectue le 35 traitement d'analyse inverse de multiplication du signal de réception acoustique par la matrice inverse deux fois ou plus de deux fois pour prendre la moyenne des résultats du traitement d'analyse inverse afin de calculer la valeur moyenne, et fixe la valeur moyenne comme signal impulsionnel du signal de réception acoustique, et le dispositif de calcul calcule le temps de propagation acoustique et la différence de temps du signal de réception acoustique.

L'appareil de mesure de temps de propagation acoustique peut comprendre en outre une unité d'enregistrement de données numériques disposée entre le convertisseur A/D et le dispositif d'analyse inverse, l'unité d'enregistrement de données numériques stockant temporairement 10 le signal d'écho numérique produit par le convertisseur A/D.

Le dispositif de réception acoustique peut comporter une pluralité d'au moins l'un des éléments acoustiques, où une unité d'émission et de réception applique une tension impulsionnelle à la pluralité d'éléments acoustiques.

Le dispositif de calcul peut être doté d'une fonction de calcul de temps de propagation et de distance afin de multiplier le temps de propagation acoustique calculé et la différence de temps par une vitesse acoustique afin de mesurer la distance de l'élément acoustique à l'objet cible, la différence de distance, et la distribution du relief.

Le dispositif d'affichage peut être doté d'une fonction d'affichage de temps de propagation et de distance servant à afficher le temps de propagation, la différence de temps, la distance de l'élément acoustique à l'objet cible, la différence de distance et la distribution du relief, qui ont été calculés par le dispositif de calcul.

L'appareil de mesure de temps de propagation acoustique peut comprendre en outre un filtre anti-bruit servant à éliminer le bruit au voisinage de l'extrémité d'entrée de signal d'écho numérique du dispositif d'analyse inverse.

On peut préférer en outre que le dispositif d'analyse inverse 30 comporte une unité de correction d'analyse inverse afin de corriger un résultat d'analyse inverse, où l'unité de correction d'analyse inverse optimise les éléments verticaux d'une matrice en vue du traitement d'analyse inverse en réponse à un signal de réception acoustique venant d'un objet cible de référence pour obtenir la mesure d'un temps de 35 propagation acoustique de référence.

Le dispositif d'analyse inverse peut comporter une unité de communication raccordée à un autre dispositif d'analyse inverse, éloigné, où le dispositif d'analyse inverse éloigné reçoit des données de signal du signal de réception acoustique en provenance de l'unité de communication 5 afin de partager le traitement d'analyse inverse consommateur de temps, transmet le résultat du traitement d'analyse inverse au dispositif de calcul, après quoi le dispositif d'affichage affiche le résultat.

De plus, le dispositif de calcul peut également comporter une unité de synthèse d'ouverture servant à effectuer un calcul de formation 10 d'image d'une surface de mesure de l'objet cible via une synthèse d'ouverture, la surface de mesure étant soumise à une mesure tridimensionnelle.

Dans les appareils de mesure de temps de propagation acoustique selon l'invention ayant les structures et les caractéristiques 15 ci-dessus mentionnées, un signal acoustique réfléchi (signal d'écho numérique) venant de l'objet cible est soumis à l'analyse inverse par le dispositif d'analyse inverse afin que le signal acoustique réfléchi soit converti en un signal impulsionnel. Au moyen de ce signal impulsionnel, on calcule ou on mesure le temps de propagation acoustique et la 20 différence de temps avec une précision élevée.

En outre, les appareils de mesure de temps de propagation acoustique selon l'invention peuvent mesurer le temps de propagation acoustique et la différence de temps avec une précision élevée, si bien que la distance de l'élément acoustique à l'objet cible et la différence de 25 distance (intervalle) et la distribution du relief sur l'objet cible peuvent être mesurées avec une précision de l'ordre de quelques millimètres ou moins.

Par conséquent, il devient possible de mesurer de manière correcte un défaut présent sur un objet cible ainsi que le degré de défaut et de détecter la position et la forme de l'objet cible.

La description suivante, conçue à titre d'illustration, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: la figure 1 est un schéma fonctionnel montrant un appareil de mesure de temps de propagation acoustique selon un premier mode de 35 réalisation de l'invention; la figure 2A montre un signal de réception acoustique (signal d'écho numérique) tel que mesuré par un appareil de mesure de temps de propagation acoustique selon l'invention, et la figure 2B représente un signal impulsionnel produit par application d'une analyse inverse au signal 5 de réception acoustique (signal d'écho numérique) représenté sur la figure 2A; la figure 3A représente un signal de réception acoustique (signal d'écho numérique) comportant des signaux d'écho venant de la surface supérieure et de la surface inférieure d'une bosse présente sur un 10 objet cible, comme mesuré au moyen d'un appareil de mesure de temps de propagation acoustique selon l'invention, et la figure 3B représente un signal impulsionnel produit par application de l'analyse inverse au signal de réception acoustique représenté sur la figure 3A; la figure 4 montre le résultat de la prise de moyenne de deux 15 ou plus de deux opérations d'analyse inverse par le moyen d'analyse inverse d'un appareil de mesure de temps de propagation acoustique selon l'invention, où du bruit blanc est ajouté aux données en série dans le temps d'un signal de réception acoustique; la figure 5 est un schéma fonctionnel montrant un appareil de 20 mesure de temps de propagation acoustique selon un deuxième mode de réalisation de l'invention; la figure 6 est un schéma fonctionnel montrant un appareil de mesure de temps de propagation acoustique selon un troisième mode de réalisation de l'invention; la figure 7 est un schéma fonctionnel montrant un appareil de mesure de temps de propagation acoustique selon un quatrième mode de réalisation de l'invention; la figure 8 est un schéma fonctionnel montrant un appareil de mesure de temps de propagation acoustique selon un cinquième mode de 30 réalisation de l'invention; la figure 9 est un schéma fonctionnel montrant un appareil de mesure de temps de propagation acoustique selon un sixième mode de réalisation de l'invention la figure 10 illustre le mécanisme ou le principe de l'émission 35 d'ondes acoustiques en provenance d'un élément acoustique dans un appareil de mesure de temps de propagation acoustique de type connu et les figures 11A et 11B représentent les formes d'onde de signaux de réception acoustiques réfléchies par un objet cible, tels que 5 mesurés par un appareil de mesure de temps de propagation acoustique de type connu.

On va décrire ci-après, en liaison les dessins annexés, des modes de réalisation préférés d'un appareil de mesure de temps de propagation selon l'invention.

La figure 1 montre un mode de réalisation dans lequel un appareil de mesure de temps de propagation acoustique selon l'invention est appliqué à un appareil 10 de mesure de distance sur une base acoustique.

L'appareil 10 de mesure de distance mesure un temps de 15 propagation acoustique et une différence de temps et, à partir de ce temps de propagation acoustique, calcule de manière correcte la distance, la différence de distance (intervalle ou échelon), ainsi que la distribution du relief ou d'une irrégularité en liaison avec un objet cible 11 à mesurer, et il détecte la position et la forme de l'objet cible 11. De plus, il faut noter 20 que le terme "relief" ou "irrégularité" utilisé ici peut désigner un état de surface saillant et, ou bien, en creux.

L'appareil 10 de mesure de distance peut mesurer de manière correcte la position et la forme de l'objet cible 11 dans l'eau, l'huile, ou un fluide de sodium métallique ou bien de l'objet cible 11 dans un solide, par 25 exemple un matériau métallique ou du béton. Si l'objet cible 11 présente un défaut ou une déformation, I'appareil de mesure de distance 10 peut même détecter ce défaut et le degré de déformation de l'objet cible 11.

Comme on peut le voir sur la figure 1, I'appareil 10 de mesure de distance comporte: un dispositif 13 d'émission et de réception qui 30 émet et, ou bien, reçoit les ondes acoustiques fortement directionnelles, comme par exemple des ultrasons; un convertisseur analogiquenumérique, noté A/D, 14 qui convertit un signal d'écho reçu par ce dispositif 13 d'émission et de réception en un signal numérique; un dispositif 15 d'enregistrement de données numériques qui enregistre 35 temporairement, sous forme de données numériques, un signal d'écho numérique venant du convertisseur A/D 14; un dispositif 16 d'analyse inverse qui convertit le signal d'écho numérique ci-dessus indiqué en un signal impulsionnel via une analyse inverse; un dispositif 17 de calcul de temps de propagation et de distance, tel qu'un moyen arithmétique qui mesure le temps de propagation acoustique et la différence de temps en 5 analysant le signal d'écho numérique converti en un signal impulsionnel et qui effectue des opérations arithmétiques en vue d'obtenir la distance, la différence de distance (intervalle), et la distribution du relief relativement à l'objet cible 11 en multipliant le temps de propagation acoustique et la différence de temps obtenus par la vitesse acoustique; et un dispositif 18 10 d'affichage de temps de propagation et de distance qui affiche le temps de propagation acoustique et la différence de temps en vue desquels des opérations arithmétiques ont été effectuées par le dispositif 17 de calcul de temps de propagation acoustique et de distance, ainsi que la distance, la différence de distance (intervalle), et la distribution du relief 15 relativement à l'objet cible 11.

Le dispositif 13 d'émission et de réception de l'appareil 10 de mesure de distance comporte un unique élément acoustique 20 et une unité d'émission et de réception 21 qui applique une tension impulsionnelle à cet élément acoustique 20. L'unité d'émission et de 20 réception 21 reçoit une impulsion de la part d'un élément de commande, non représenté, et applique la tension impulsionnelle à l'élément acoustique 20, qui émet ensuite des ondes acoustiques fortement directionnelles, telles que des ultrasons. Alors que, dans ce mode de réalisation, le dispositif 13 d'émission et de réception est doté d'une 25 fonction permettant d'effectuer aussi bien l'émission que la réception d'ondes acoustiques, un dispositif d'émission et un dispositif de réception peuvent être prévus séparément de manière à effectuer indépendamment les fonctions d'émission et de réception.

L'élément acoustique 20 est réalisé par exemple au moyen d'un 30 élément piézo-électrique qui excite une forme d'onde élastique dans un matériau piézo-électrique auquel une tension est appliquée de façon à produire des ultrasons compris entre environ 0,8 et 200 MHz en raison d'un effet piézoélectrique dû à un phénomène de résonance, un élément magnétostrictif qui produit des ondes acoustiques ayant une fréquence 35 d'environ quelques kilohertz à 100 kHz sur la base du phénomène de magnétostriction d'un matériau magnétique, ou bien un élément électrostrictif s'appuyant sur un phénomène d'électrostriction. L'élément acoustique 20 fait fonction d'intertransducteur assurant une conversion bidirectionnelle entre une vibration acoustique et un signal électrique.

L'élément acoustique 20 est typiquement un transducteur ultrasonore électromagnétique ou piézo-électrique.

Lorsqu'on applique une tension impulsionnelle à l'élément acoustique 20 à partir de l'unité d'émission et de réception 21 du dispositif 13 d'émission et de réception, I'élément acoustique 20 délivre un signal composite comportant un signal doté d'une composante de 10 vibration naturelle et un signal s'atténuant exponentiellement qui lui est superposé. L'onde acoustique, c'est-à-dire le signal composite, est émise en direction de l'objet cible Il disposé dans un fluide tel que l'air, I'eau, I'huile, le sodium métallique, puis est réfléchie par l'objet cible 11.

L'onde acoustique réfléchie par l'objet cible 11 est de nouveau 15 reçue par l'élément acoustique 20, lequel transmet alors l'onde acoustique, telle qu'un signal d'écho acoustique (signal de réception acoustique), à l'unité 21 d'émission et de réception de signal acoustique, où le signal d'écho acoustique est amplifié et converti en un signal d'écho électrique. Ce signal d'écho électrique est converti en un signal d'écho 20 numérique par le convertisseur A/D 14. Le signal d'écho numérique est alors stocké dans l'unité d'enregistrement de données numériques sous forme de données numériques.

Comme représenté sur les figures 2A et 2B, le signal d'écho numérique (désigné par E sur la figure 2A) revient à l'élément 25 acoustique 20 un certain temps T de propagation acoustique après que l'onde acoustique a été émise depuis l'élément acoustique 20. Le signal d'écho numérique E comporte un signal d'écho e1 réfléchi par la surface supérieure lia du relief (ou échelon) se trouvant sur l'objet cible lZ et un signal d'écho e2 réfléchi par une surface inférieure l1b du relief (ou 30 échelon), comme représenté sur la figure 1. Avec l'appareil connu de mesure de distance, il est difficile de mesurer la différence des temps de propagation acoustique entre les longueurs d'onde acoustiques des signaux d'écho el et e2, c'est-à-dire la différence ta du temps de propagation acoustique sur la partie formant un intervalle, si les longueurs 35 d'onde acoustiques des signaux d'écho e1 et e2 se chevauchent l'une l'autre, comme représenté sur la figure 2A.

Toutefois, dans l'appareil 10 de mesure de distance fonctionnant sur une base acoustique, qui est représenté sur la figure 1, le dispositif d'analyse inverse 16 applique une analyse inverse au signal d'écho numérique E afin de convertir le signal E en impulsions, c'est-à-dire 5 de rendre plus pointu le signal E, de façon que les signaux d'écho el et e2 apparaissent séparés l'un de l'autre, comme représenté par les signaux impulsionnels P1 et P2 sur la figure 2B. Les signaux impulsionnels Pl et P2 produits par analyse inverse correspondent respectivement à la surface supérieure la et à la surface inférieure 1lb du relief présent sur l'objet 10 cible 11. Les signaux impulsionnels Pl et P2 ainsi produits sont nettement séparés l'un de l'autre, au contraire des signaux d'écho el et e2, ce qui autorise avantageusement la mesure, avec une précision élevée, du temps de propagation acoustique tB entre signaux impulsionnels Pi et P2.

Avec l'appareil 10 de mesure de distance fonctionnant sur une 15 base acoustique qui est représenté sur la figure 1, même si l'objet cible 11 possède un petit relief ou une petite irrégularité, c'est-à-dire un relief ou une irrégularité révélant un intervalle court, la différence de temps de propagation acoustique tb qui est associée avec la partie d'intervalle peut être mesurée correctement en résultat de l'analyse inverse exécutée par le 20 dispositif 16 d'analyse inverse. Avec l'appareil 10 de mesure de distance fonctionnant sur une base acoustique, on peut mesurer un intervalle avec une précision d'au moins l'ordre du millimètre, en fonction de la fréquence d'oscillation (longueur d'onde S) et de la vitesse acoustique de l'onde acoustique. Plus spécialement, une taille d'intervalle d'environ 0,3 mm à 25 0,4 mm peut être mesurée avec une précision élevée si l'on mesure l'intervalle dans l'eau au moyen d'ultrasons. Si l'on mesure l'intervalle dans du sodium métallique, on obtient une résolution (finesse de définition) d'environ 0,5 mm. En outre, si l'intervalle est mesuré dans l'air, on obtient une résolution d'environ 1,5 mm à 2,0 mm, si bien que la forme de la cible 30 11 à mesurer peut être identifiée et que la présence d'un défaut dans l'objet cible 11 peut être examinée avec une précision élevée.

Comme décrit ci-dessus, le dispositif d'analyse inverse 16 applique l'analyse inverse au signal d'écho numérique E de façon à convertir le signal E en les signaux impulsionnels P1 et P2, tels que 35 représentés sur la figure 2B. En réponse aux signaux impulsionnels Pl et P2, le dispositif de calcul 17 calcule le temps de propagation acoustique T et la différence de temps de propagation acoustique tb. En outre, on multiplie le temps de propagation acoustique T et la différence tb par la vitesse acoustique pour produire respectivement la distance et la différence de distance par rapport à l'objet cible 11. Comme décrit ci5 dessus, le dispositif de calcul 17 possède une fonction permettant de calculer le temps de propagation acoustique T et la différence de temps tb et, en outre, permettant de calculer la distance à l'objet cible 11, la différence de distance (intervalle), et la distribution du relief. La distance et la différence de distance qui sont calculées par le dispositif de calcul 17 10 sont affichées sur le dispositif d'affichage 18. Ainsi, la distance de l'élément acoustique 20 à l'objet cible 11 devant être mesurée, et, s'il existe un relief ou une irrégularité sur l'objet cible 11, la différence de distance (intervalle) peut être mesurée avec une précision élevée sur la base de la différence de temps de propagation acoustique tb qui est 15 nettement identifiable via l'analyse inverse.

On va décrire ci-après l'analyse inverse effectuée par le dispositif inverse 16.

Dans le dispositif d'analyse inverse 16, I'analyse inverse du signal d'écho numérique E est effectuée par calcul d'une matrice carrée A 20 d'ordre n.

La matrice carrée A d'ordre n est représentée par l'expression (1) suivante utilisant les éléments d'entrée matriciels akl.

Expression (1) ai, at2...... all...... an a21 a22...... a2l...... a2n A= . . ...(1) akl ak2...... akl...... akn an an2...... an...... ann Une relation telle que représentée par l'expression (2) suivante 25 est établie entre le signal en série dans le temps, observé (correspondant aux données en série dans le temps du signal d'écho numérique E), désigné par un vecteur colonne (matrice colonne) yt, et la série dans le temps de réponses impulsionnelles de la cible, désignée par un vecteur colonne (matrice colonne) xi, en utilisant Y (vecteur) représentant le vecteur colonne yi et X (vecteur) représentant le vecteur colonne xi.

Expression (2) Y = (YI Y2 Y3... Yn-1 Yn)T X = (X1 X2 X3... Xn-1 Xn)T......

. (2) Y=AX où R représente une matrice transposée...DTD: A partir de l'expression (2), on obtient X en utilisant la matrice inverse A-' de la matrice carrée A d'ordre n, comme représentée par l'expression (3) suivante.

Expression (3) X = A-'Y (3) Les données de forme d'onde d'un signal de réception acoustique mesurées par l'appareil 10 de mesure de distance fonctionnant sur une base acoustique sont indiquées dans la série dans le temps par la ligne en trait continu E de la figure 3A. Ces données de forme d'onde E, à savoir le signal d'écho numérique E, sont équivalentes à la somme du 20 signal d'écho el correspondant à la surface supérieure 11a du relief, et du signal d'écho e2 correspondant à la surface inférieure 11b du relief se trouvant sur l'objet cible 11.

La série de données Pi est exprimée par l'expression (4) suivante utilisant des données de forme d'onde (signal d'écho numérique) 25 E d'un signal de réception acoustique réellement mesuré, désigné par u.

Expression (4) i<O Pi=0 Pi= O<i<L --Pi=ui......(4) L<i 0o _L<-i Pi=O L où L désigne un emplacement sur l'axe des échelons de temps où l'amplitude du signal de réception acoustique (signal d'écho numérique) E est suffisamment atténuée pour amener le niveau de 30 pression acoustique à être proche de zéro.

Si le symbole "i", présent dans l'expression (4), qui donne la valeur maximale pour la série de données Pi est désigné par imax, I'élément matriciel akl qui constitue l'élément d'entrée de la kème rangée de la lème colonne de la matrice carrée A d'ordre n de l'expression (1) est représenté par l'expression (5) suivante utilisant la série de données Pi et imax.

Expression (5) k < I imax - akl = O akl = I-imax < k < I-imax + L - akl = Pk-l+imax..... (5) I-imax + L < k - akl = O Dans l'expression (5), la matrice A est fixée de façon à avoir des 5 composantes diagonales présentant de grandes valeurs absolues, c'est-àdire de façon que la valeurde la pression acoustique maximale du signal de réception acoustique (signal d'écho numérique) E soit fixée au titre des composantes diagonales de la matrice A par placement des données en série dans le temps du signal de réception acoustique (signal d'écho 10 numérique) E séquentiellement dans les colonnes.

La matrice A, où l'élément d'entrée matriciel akj de la kème rangée de la lème colonne est représenté par l'expression (5), peut avoir des composantes diagonales possédant de grandes valeurs absolues et, par conséquent, le signal d'écho numérique (le signal de réception 15 acoustique) E peut être converti en un signal impulsionnel, pour être rendu plus pointu, par l'intermédiaire de l'analyse inverse, où le vecteur colonne Y du signal en série dans le temps, observé, yi, c'est-à- dire le signal de réception acoustique E, est multiplié par la matrice inverse A-' de la matrice A. On obtient un signal impulsionnel P, à savoir une réponse impulsionnelle en appliquant l'analyse inverse au signal d'écho numérique E, comme représenté sur la figure 3A.

Lorsque l'élément d'entrée matriciel akl de la kème rangée de la lème colonne a été fixé comme représenté par l'expression (5), la matrice A 25 peut avoir des composantes diagonales possédant de grandes valeurs absolues, ce qui permet qu'une matrice inverse A-' stable soit calculée.

Comme représenté sur les figures 3A et 3B, un signal rendu plus pointu, c'est-à-dire un signal impulsionnel P, peut être produit au moyen de la matrice inverse A-' à partir de la série de signaux du signal de réception 30 acoustique E, qui est la somme des signaux d'écho el et e2. Ceci permet que les signaux d'écho el et e2, même s'ils sont extrêmement proches l'un de l'autre, soient distingués entre eux pour permettre la mesure.

Dans l'appareil 10 de mesure de distance utilisant des ondes acoustiques, le dispositif 16 d'analyse inverse dispose les données en série dans le temps du signal de réception acoustique (signal d'écho numérique) E sous forme de composantes verticales (colonnes) de la 5 matrice A en divisant le temps de propagation acoustique présumé en échelons de temps équivalant chacun à la différence de temps de propagation acoustique, c'est-à-dire l'échelon, ou le pas, de temps d'échantillonnage relatif à la conversion A/D. Après cela, on obtient la matrice inverse A-' à partir de la matrice A composée des données en 10 série dans le temps ainsi disposées, puis on multiplie le signal de réception acoustique E par la matrice inverse A-t ainsi obtenue. Un signal impulsionnel est ainsi reproductible à partir du signal de réception acoustique E. Par conséquent, on peut mesurer avec une précision élevée le temps de propagation acoustique et la différence de temps en analysant 15 ce signal impulsionnel.

Dans ce cas, le dispositif d'analyse inverse 16 peut effectuer deux ou plus de deux opérations d'analyse inverse dans chacune desquelles du bruit blanc ayant une valeur suffisamment petite par rapport aux données en série dans le temps du signal de réception 20 acoustique E est ajouté au signal de réception acoustique E, après quoi le résultat est multiplié par la matrice inverse A-. Les deux ou plus de deux résultats ainsi obtenus sont pris en moyenne de façon qu'on calcule la valeur moyenne, qui est fixée au titre du signal impulsionnel. Cette opération permet d'obtenir des caractéristiques de réponse impulsionnelle 25 plus stables.

Un bruit blanc 6 ayant une valeur suffisamment petite par comparaison avec les données en série dans le temps du signal de réception acoustique E est ajouté à chacun des éléments matriciels akl de la matrice A comme représenté dans l'expression (6) suivante, puis le 30 résultat est multiplié par la matrice inverse A-. Cette séquence de traitements est répétée deux ou plus de deux fois. On additionne ensemble, pour calculer la valeur moyenne, une pluralité de ces éléments cibles de réponse impulsionnelle. Ceci permet de produire un résultat d'analyse inverse plus stable à partir du signal de réception acoustique E. 35 Expression (6) k < 1- imax akl = 6 akl = I- imax < k < I- imax + L - akl = Pk-l+imax.

.. (5)..DTD: I-imax + L < k ->akl = C La figure 4 montre un exemple de résultat de l'analyse inverse où du bruit blanc a été ajouté aux éléments matriciels dans l'appareil 10 de mesure de distance fonctionnant sur une base acoustique.

On ajoute du bruit aléatoire (bruit blanc) ayant une valeur maximale qui est suffisamment petite (un centième par exemple) par comparaison avec la valeur maximale des éléments matriciels verticaux (colonne) Pi de la matrice A, et on calcule une réponse impulsionnelle en multipliant par la matrice inverse A-t. La figure 4 montre la valeur 10 moyenne des résultats obtenus au moyen de 10 000 calculs pour un signal impulsionnel. Cette prise en moyenne des résultats des calculs répétés peut réduire d'un facteur d'environ deux le bruit associé au calcul numérique.

Sur la figure 4, la ligne mince P désigne un signal impulsionnel 15 obtenu via une unique opération d'analyse inverse, tandis que la ligne épaisse Pa désigne un signal impulsionnel obtenu en effectuant 10 000 fois l'opération d'analyse inverse, puis en prenant la moyenne des résultats.

La figure 5 est un schéma fonctionnel montrant un appareil de 20 mesure de temps de propagation acoustique selon le deuxième mode de réalisation de l'invention.

L'appareil de mesure de temps de propagation acoustique 10A de ce deuxième mode de réalisation possède fondamentalement la même structure que l'appareil 10 de mesure de temps de propagation acoustique 25 (appareil de mesure de distance) du premier mode de réalisation représenté sur la figure 1, sauf que l'appareil de mesure de temps de propagation acoustique 10A est doté d'un dispositif d'émission et de réception 13A. Des composants identiques à ceux de l'appareil de mesure de temps de propagation acoustique 10 sont désignés par les mêmes 30 numéros de référence et ne seront pas décrits ici.

L'appareil 10A de mesure de temps de propagation acoustique est appliqué à un appareil de mesure de distance qui utilise des ondes acoustiques, et le dispositif 13A d'émission et de réception comporte plusieurs paires comprenant chacune un élément acoustique 20 et une unité d'émission et de réception 21. Une tension impulsionnelle peut être appliquée à la pluralité d'éléments acoustiques 20 depuis l'une des unités 5 d'émission et de réception 21, et le signal d'écho acoustique reçu par chacun des éléments acoustiques 20 est envoyé au convertisseur A/D 14 via l'unité d'émission et de réception 21.

Dans cet appareil 10A de mesure de temps de propagation acoustique, le signal d'écho acoustique réfléchi par l'objet cible 11 est de 10 nouveau reçu par les éléments acoustiques 20, et le signal d'écho acoustique reçu est amplifié par l'unité d'émission et de réception 21, puis est converti en un signal d'écho électrique de façon à produire un signal d'écho numérique (signal de réception acoustique). Le dispositif d'analyse inverse 16 multiplie ensuite ce signal d'écho numérique par la matrice 15 inverse A-' afin de convertir le signal d'écho numérique en un signal impulsionnel. Pour cette raison, les distances et les différences de distance (intervalles) peuvent être mesurées sur une large étendue en même temps, tandis que le temps de propagation acoustique et la différence de temps peuvent également être mesurés avec une précision élevée. La 20 distance de l'élément acoustique 20 à l'objet cible 11 devant être mesurée et la distribution du relief peuvent être mesurées par multiplication du temps de propagation acoustique et de la différence de temps mesurée dans cet appareil de mesure 10A par la vitesse acoustique, et, par conséquent, les reliefs et les irrégularités se trouvant sur une plus large 25 étendue sur l'objet cible 11 peuvent être mesurées en même temps.

La figure 6 est un schéma fonctionnel montrant un appareil de mesure de temps de propagation acoustique selon le troisième mode de réalisation de l'invention.

L'appareil 10B de mesure de temps de propagation acoustique 30 selon ce troisième mode de réalisation possède fondamentalement la même structure que le premier mode de réalisation présenté sur la figure 1, sauf que l'appareil de mesure 10B comporte en outre un filtre anti-bruit 25. Les composants identiques à ceux de l'appareil de mesure de temps de propagation acoustique 10 sont désignés par les mêmes numéros de 35 référence et ne seront pas décrits.

Le filtre anti-bruit 25 est placé entre l'unité 15 d'enregistrement de données numériques et le dispositif d'analyse inverse 16. Avec ce filtre anti-bruit 25, on élimine le bruit du signal d'écho numérique E, c'est-àdire du signal de réception acoustique présent sur l'extrémité d'entrée du 5 signal du dispositif d'analyse inverse 16. Après que l'appareil O10B de mesure de temps de propagation acoustique a ainsi été rendu résistant au bruit, il est possible de réduire les erreurs de calcul apparaissant pendant l'analyse inverse. De plus, avec le filtre anti-bruit 25, la composante de bruit contenue dans le signal d'écho numérique E est éliminée, si bien 10 qu'on peut réduire les erreurs de calcul ayant lieu pendant l'analyse inverse. Par conséquent, on peut mesurer de manière plus stable et avec une précision élevée le temps de propagation acoustique et la différence de temps.

La figure 7 représente un appareil de mesure de temps de 15 propagation acoustique selon le quatrième mode de réalisation de l'invention.

L'appareil 10C de mesure de temps de propagation acoustique selon ce quatrième mode de réalisation possède fondamentalement la même structure que le troisième mode de réalisation représenté sur la 20 figure 6, sauf que l'appareil de mesure 10C comporte en outre un dispositif 27 de correction de mesure inverse. Les composants identiques à ceux de l'appareil 10B de mesure de temps de propagation acoustique représenté sur la figure 6 sont désignés par les mêmes références et ne seront pas décrits.

L'appareil 10C de mesure de temps de propagation acoustique qui est représenté sur la figure 7 comporte en outre le filtre anti-bruit 25 et le dispositif 27 de correction d'analyse inverse, si on le compare à l'appareil 10 de mesure de temps de propagation acoustique du premier mode de réalisation de la figure 1. Le filtre anti-bruit 25 est placé entre 30 I'unité d'enregistrement de données numériques 15 et le dispositif d'analyse inverse 16, tandis que le dispositif 27 de correction d'analyse inverse est placé entre le dispositif d'analyse inverse 16 et le dispositif 17 de calcul de temps de propagation et de distance.

Le dispositif de correction d'analyse inverse utilise un objet de 35 référence 28 faisant fonction de norme d'étalonnage afin d'optimiser les composantes verticales de la matrice d'analyse inverse au moyen du dispositif d'analyse inverse 16.

Cet appareil 10C de mesure de temps de propagation acoustique comporte le dispositif 27 de correction d'analyse inverse, lequel 5 utilise le signal d'écho acoustique réfléchi depuis l'objet de référence 28 afin d'optimiser l'analyse inverse par le dispositif d'analyse inverse 16. Ce dispositif 27 de correction d'analyse inverse applique en entrée, au titre du signal acoustique réfléchi (signal d'écho numérique) une modification de la forme d'onde acoustique résultant de modifications des caractéristiques ou 10 de détériorations des caractéristiques de l'élément acoustique 20 ou bien de modifications des caractéristiques du domaine de propagation acoustique (air, fluide ou solide) par l'intermédiaire de l'utilisation de l'objet de référence 28, si bien qu'on corrige la variation de la forme d'onde acoustique. Ainsi, I'analyse inverse effectuée par le dispositif 15 d'analyse inverse 16 peut être effectuée de manière fiable avec une précision très améliorée pour le calcul de grande précision de la réponse impulsionnelle.

L'appareil 10C de mesure de temps de propagation acoustique qui est doté du dispositif 27 de correction d'analyse inverse optimise les 20 éléments matriciels relatifs à l'analyse inverse effectuée par le dispositif d'analyse 16 après réception d'un signal d'écho acoustique réfléchi par l'objet de référence 28 au titre du signal de réception acoustique. Ce dispositif de correction d'analyse inverse 27 peut ajuster de manière souple les variations du signal en série dans le temps du signal d'onde 25 acoustique résultant de variations des caractéristiques de l'élément acoustique 20 ou de variations des caractéristiques du domaine de propagation acoustique, si bien qu'on étalonne le dispositif 16 d'analyse inverse de manière à toujours assurer l'analyse inverse optimale.

Avec le dispositif 27 de correction d'analyse inverse, on étalonne 30 le dispositif d'analyse inverse 16 en fonction du signal acoustique (signal d'écho numérique E) réfléchi par l'objet de référence 28 de façon à ainsi produire le résultat optimal pour l'analyse inverse. Ceci permet au dispositif d'analyse inverse 16 de convertir un signal acoustique réfléchi en un signal impulsionnel via l'analyse inverse optimale. On obtient une 35 réponse impulsionnelle de grande précision au moyen du dispositif d'analyse inverse optimisé 16 permettant de convertir un signal acoustique réfléchi (signal d'écho numérique) en un signal impulsionnel relatif à la mesure de l'objet cible 11. Ceci permet que le temps de propagation acoustique et la différence de temps soient mesurés avec une précision élevée en permanence. La distance de l'élément acoustique 20 à l'objet 5 cible 11 et la différence de distance (intervalle) peuvent être mesurées avec une précision élevée par multiplication du temps de mesure acoustique et de la différence de temps par la vitesse acoustique.

La figure 8 montre un appareil de mesure de temps de propagation acoustique selon le cinquième mode de réalisation de 10 l'invention.

L'appareil 10D de mesure de temps de propagation acoustique de ce cinquième mode de réalisation possède fondamentalement la même structure que le troisième mode de réalisation représenté sur la figure 6, sauf que l'appareil 10D de mesure de temps de propagation acoustique 15 comporte en outre une unité de communication d'émission et de réception, une unité de communication à distance 31, une ligne de communication 32 et un dispositif 33 de calcul d'analyse inverse. Cette unité de communication 30 est connectée à l'unité de communication à distance 31 via la ligne de communication 32, par exemple Internet, ou 20 bien par des moyens sans fil, de manière à permettre au dispositif de calcul d'analyse inverse 33 de partager l'analyse inverse avec le site éloigné. Les composants identiques à ceux de l'appareil lOB de mesure de temps de propagation acoustique représenté sur la figure 6 sont désignés par les mêmes numéros de référence et ne seront pas décrits.

Cet appareil de mesure de temps de propagation acoustique 10D comporte l'unité de communication 30 en plus du dispositif d'analyse inverse 16 et du dispositif de calcul de temps de propagation et de distance 17. Cette unité de communication 30 est connectée à l'unité de communication 31 du dispositif de calcul d'analyse inverse 33 par exemple 30 par l'intermédiaire de la ligne de communication 32, si bien que des données peuvent être émises et reçues. En utilisant le dispositif de calcul d'analyse inverse 33, par exemple un ordinateur principal, installé en un site éloigné, on fait en sorte que l'appareil 10D de mesure de temps de propagation acoustique ajuste les éléments matriciels de l'analyse inverse 35 effectués par le dispositif d'analyse inverse 16 en fonction du signal acoustique réfléchi par l'objet de référence 28 faisant fonction de norme d'étalonnage pour produire un résultat optimal d'analyse inverse, et effectuer l'analyse inverse demandant une grande quantité de calcul.

Le moyen d'analyse inverse 16 de l'appareil 1OD de mesure de temps de propagation acoustique nécessite d'effectuer une quantité 5 énorme de calcul du fait de la quantité énorme de calcul matriciel inverse nécessitée par l'analyse inverse. Ce dispositif d'analyse inverse 16 permet au dispositif 33 de calcul d'analyse inverse de partager la charge du calcul, si bien qu'on allège fortement la charge de calcul du dispositif d'analyse inverse 16.

Dans l'appareil 10D de mesure de temps de propagation acoustique qui est représenté sur la figure 8, le dispositif 33 de calcul d'analyse inverse, sur la base du signal acoustique réfléchi par l'objet de référence 28 faisant fonction de norme d'étalonnage, ajuste les éléments matriciels relatifs à l'analyse inverse effectuée par le dispositif d'analyse 15 inverse 16 de façon à produire un résultat optimal d'analyse inverse et effectue une analyse inverse nécessitant une grande quantité de calcul. Le dispositif 33 de calcul d'analyse inverse est connecté de façon à pouvoir communiquer avec le dispositif d'analyse inverse 16 via Internet, faisant fonction de la ligne de communication 32, pour transmettre le résultat du 20 calcul de l'analyse inverse effectuée par le dispositif de calcul de l'analyse inverse 33 au dispositif d'affichage 18 via le dispositif 17 de calcul de temps de propagation et de distance. De ce fait, la charge de calcul s'exerçant sur le dispositif 16 d'analyse inverse, qui nécessite une forte charge de calcul, peut être beaucoup diminuée. En utilisant le dispositif de 25 calcul d'analyse inverse 33 qui est installé en un site éloigné, on peut réaliser l'appareil de mesure de temps de propagation acoustique 10D sous la forme d'un appareil de mesure de distance qui possède un coût réduit. En outre, plusieurs appareils de mesure de temps de propagation acoustique 10D peuvent être connectés de façon à communiquer avec le 30 dispositif 33 de calcul d'analyse inverse via Internet, de façon que les données des signaux puissent être transmises entre eux. Ceci permet que le dispositif de calcul d'analyse inverse 33 soit réalisé par un ordinateur se partageant entre la pluralité d'appareils de mesure de temps de propagation acoustique 10D. En résumé, le dispositif de calcul d'analyse 35 inverse 33 peut être utilisé plus efficacement comme ressource de calcul.

La figure 9 représente un appareil de mesure de temps de propagation acoustique selon le sixième mode de réalisation de l'invention.

L'appareil 10E de mesure de temps de propagation acoustique selon ce sixième mode de réalisation possède fondamentalement la même 5 structure que le deuxième mode de réalisation représenté sur la figure 5, sauf que l'appareil 10E de mesure de temps de propagation acoustique comporte un dispositif 35 de synthèse d'ouverture et un dispositif 36 d'affichage de distribution de distance en remplacement du dispositif d'affichage de temps de propagation de distance 18 de l'appareil de 10 mesure de temps de propagation acoustique 10A du deuxième mode de réalisation. Les composants qui sont identiques à ceux de l'appareil 10A de mesure de temps de propagation acoustique sont désignés par les mêmes numéros de référence et ne seront pas décrits.

Le moyen 35 de synthèse d'ouverture possède de petits 15 capteurs disposés suivant une ligne ou suivant une matrice de manière à former un capteur intégré de grande taille assurant une synthèse d'ouverture ou à former une ouverture synthétique. Avec cette ouverture synthétique, le dispositif 35 de synthèse d'ouverture effectue le calcul permettant de former l'image de la surface de mesure de l'objet cible 11. 20 Avec le dispositif 35 de synthèse d'ouverture, on peut mesurer de manière tridimensionnelle un relief ou une irrégularité présent sur l'objet cible 11, et cet aspect externe tridimensionnel de l'objet cible 11 peut alors être affiché au moyen du dispositif d'affichage de distribution de distance 36.

Le dispositif de synthèse d'ouverture 35 fonctionne de la 25 manière suivante.

Tout d'abord, le dispositif 35 de synthèse d'ouverture agit de façon à faire communiquer les éléments acoustiques 20 en vue de l'émission et de la réception d'un signal d'onde acoustique, forme un sphéroïde de révolution dont les foyers se trouvent à l'emplacement de 30 I'élément acoustique 20 qui a émis le signal acoustique et à l'emplacement de l'élément acoustique 20 qui a reçu le signal acoustique, et il trace le même nombre de semblables sphéroïdes qu'il y a de combinaisons d'éléments acoustiques 20 d'émission et de réception. Ainsi, le calcul de l'image tridimensionnelle de la surface de mesure de l'objet cible 11 35 s'effectue de manière à reconnaître l'emplacement et l'aspect tridimensionnel de l'objet cible 11 avec une précision élevée. Ainsi, en résumé, on obtient une mesure de distance ayant un intervalle mesurable large, si bien que la partie de mesure de l'objet cible 11 peut être reconnue et mesurée sous forme d'une entité tridimensionnelle.

Dans les modes de réalisation ci-dessus selon l'invention, le 5 dispositif d'analyse inverse 16 stoppe les données en série dans le temps d'un signal acoustique réfléchi dans les composantes verticales (vecteur colonne) de la matrice A de facçon que les termes du vecteur colonne (matrice colonne) Y, c'est-à-dire le vecteur en série dans le temps du signal acoustique réfléchi observé yt (signal d'écho numérique) soient fixés 10 au titre des éléments akl de la matrice A où les éléments akl se voient attribuer la valeur maximale de la valeur de pression acoustique pour l'échelon de temps correspondant à imax. Les éléments akl de la matrice A se voient affecter la valeur de crête la plus élevée venant en deuxième position, au lieu de la valeur maximale de pression acoustique, afin de 15 produire la matrice inverse A' sur la base de la matrice A produite de cette manière.

Bien entendu, I'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir des appareils dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustré et nullement limitatif, diverses variantes et 20 modifications ne sortant pas du cadre de l'invention.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1. Appareil de mesure de temps de propagation acoustique, caractérisé en ce qu'il comprend: un dispositif de réception acoustique (13) possédant au moins un élément acoustique (21) qui peut recevoir une onde acoustique émise; un convertisseur analogique-numérique (14) servant à convertir un signal de réception acoustique en un signal d'écho numérique, le signal de réception acoustique étant réfléchi par un objet cible devant être 10 mesuré et étant reçu par l'élément acoustique du dispositif de réception acoustique; un dispositif d'analyse inverse (16) servant à effectuer un traitement d'analyse inverse, qui consiste à multiplier le signal d'écho numérique par une matrice inverse afin de convertir le signal d'écho 15 numérique en un signal impulsionnel; un dispositif de calcul (17) servant à calculer le temps de propagation acoustique et la différence de temps du signal de réception acoustique en fonction du signal impulsionnel produit par le dispositif d'analyse inverse; et un dispositif d'affichage servant à afficher le temps de propagation acoustique et la différence de temps calculé par le dispositif de calcul.

2. Appareil de mesure de temps de propagation acoustique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'analyse 25 inverse (16) échantillonne un signal de réception acoustique comportant un signal acoustique en provenance de l'élément acoustique, une caractéristique d'un domaine de propagation du signal acoustique, et une caractéristique de réception de l'élément acoustique en des éléments verticaux d'une matrice afin de convertir le signal de réception acoustique 30 en données en série dans le temps par échelons, produit une matrice inverse à partir de la matrice des données en série dans le temps et multiplie le signal de réception acoustique par la matrice inverse afin de convertir le signal de réception acoustique en le signal impulsionnel.

3. Appareil de mesure de temps de propagation acoustique 35 selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'analyse inverse (16) ajoute un bruit blanc d'une valeur qui est suffisamment petite par comparaison avec le signal de réception acoustique aux éléments verticaux d'une matrice contenant des données en série dans le temps du signal de réception acoustique afin de calculer une matrice inverse, effectue le traitement d'analyse inverse qui consiste à multiplier le signal 5 de réception acoustique par la matrice inverse deux ou plus de deux fois afin de prendre la moyenne des résultats du traitement d'analyse inverse pour ainsi calculer la valeur moyenne, et fixe la valeur moyenne au titre du signal impulsionnel du signal de réception acoustique, et le dispositif de calcul calcule le temps de propagation acoustique et la différence de 10 temps du signal de propagation acoustique.

4. Appareil de mesure de temps de propagation acoustique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une unité d'enregistrement de données numériques (15) placée entre le convertisseur analogique-numérique et le dispositif d'analyse inverse, 15 I'unité d'enregistrement de données numériques stockant temporairement le signal d'écho numérique produit par le convertisseur analogiquenumérique.

5. Appareil de mesure de temps de propagation acoustique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de réception 20 (13A) comporte une pluralité d'au moins l'un des éléments acoustiques, où une unité d'émission et de réception applique une tension impulsionnelle à la pluralité d'éléments acoustiques.

6. Appareil de mesure de temps de propagation acoustique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de calcul (17) 25 est doté d'une fonction de calcul de temps de propagation et de distance servant à multiplier le temps de propagation acoustique calculé et la différence de temps par une vitesse acoustique pour ainsi mesurer la distance de l'élément acoustique à l'objet cible, la différence de distance et la distribution du relief.

7. Appareil de mesure de temps de propagation acoustique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'affichage est doté d'une fonction d'affichage de temps de propagation et de distance servant à afficher le temps de propagation acoustique, la différence de temps, la distance de l'élément acoustique à l'objet cible, la différence de 35 distance, et la distribution du relief calculés par le dispositif de calcul (17).

8. Appareil de mesure de temps de propagation acoustique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un filtre antibruit (25) permettant d'éliminer le bruit au voisinage de l'extrémité d'entrée du signal d'écho numérique du dispositif d'analyse inverse.

9. Appareil de mesure de temps de propagation acoustique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'analyse inverse (16) comporte une unité de correction d'analyse inverse servant à corriger le résultat d'analyse inverse, où l'unité de correction d'analyse inverse optimise les éléments verticaux d'une matrice relative au 10 traitement d'analyse inverse en réponse à un signal de réception acoustique venant d'un objet cible de référence pour ainsi mesurer un temps de propagation acoustique de référence.

10. Appareil de mesure de temps de propagation acoustique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'analyse 15 inverse (16) comporte une unité de communication connectée à un autre dispositif d'analyse inverse, éloigné, où le dispositif d'analyse inverse éloigné reçoit les données du signal de réception acoustique de la part de l'unité de communication afin de partager le traitement d'analyse inverse consommant beaucoup de temps, et transmet le résultat d'analyse inverse 20 au dispositif de calcul, et le dispositif d'affichage affiche le résultat.

11. Appareil de mesure de temps de propagation acoustique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de calcul comporte une unité de synthèse d'ouverture (35) servant à effectuer le calcul de formation d'image d'une surface de mesure de l'objet cible par 25 synthèse d'ouverture, la surface de mesure étant soumise à une mesure tridimensionnelle.