Développement d'un thermomètre acoustique pour l'estimation de la température moyenne de l'air le long d'un chemin de mesure de distance par voie optique

Ce document détaille le développement d’un système de thermométrie acoustique. Il permettrait d’estimer la température moyenne T le long d’un chemin de mesure de distance d par voie optique afin de mieux déterminer l’indice de réfraction de l’air. Le principe de fonctionnement est la mesure de la vitesse acoustique v via une mesure de temps de vol τ =d/v d’une onde ultrasonore (40 kHz). L’extraction de T à partir de la vitesse sonore se fait à l’aide de l’équation de Cramer reliant la vitesse v aux paramètres atmosphériques (température, pression, humidité et concentration de gaz carbonique). Les performances de différentes méthodes d’estimation de τ sur six types de signaux (monofréquence ou modulé, enveloppes rectangulaire, Gaussienne ou Blackman) notamment l’intercorrélation ont été évaluées et une procédure d’étalonnage par rapport à des thermomètres de référence disposés le long du trajet a été développée. L’incertitude atteinte pour des mesures de température est de 90 mK sur 10 m.

thermométrie acoustique, intercorrélation, ultrasons, indice de réfraction, mesure optique de grande distance

Consultez la thèse (FR) : https://theses.hal.science/tel-03997959v1/document