1. Effet piézoélectrique:
* Principe: C'est la méthode la plus courante. Certains matériaux comme le quartz, la céramique et le sel de rochelle présentent l'effet piézoélectrique, ce qui signifie qu'ils se déforment lorsqu'un champ électrique est appliqué, et vice versa.
* Procédure: Un transducteur piézoélectrique est construit en fixant des électrodes à un matériau piézoélectrique. Lorsqu'une tension alternée est appliquée aux électrodes, le matériau se dilate et se contracte à la fréquence de la tension. Cette vibration mécanique crée des ondes ultrasoniques.
* Avantages: Haute efficacité, contrôle précis des fréquences, large gamme de fréquences réalisables.
* Inconvénients: Sortie de sortie limitée, nécessite une correspondance d'impédance minutieuse pour un transfert d'énergie efficace.
2. Magnétostriction:
* Principe: Certains matériaux ferromagnétiques comme le nickel et le fer changent leurs dimensions lorsqu'ils sont exposés à un champ magnétique. Cette propriété est appelée magnétostriction.
* Procédure: Une bobine est enroulée autour d'un matériau magnétostrictif. Lorsque le courant alternatif traverse la bobine, il génère un champ magnétique variable, provoquant vibrer le matériau. Ces vibrations créent des ondes à ultrasons.
* Avantages: Peut générer des ondes ultrasoniques de haute puissance.
* Inconvénients: La plage de fréquences plus faible par rapport aux transducteurs piézoélectriques nécessite des courants élevés.
3. Oscillateurs électromagnétiques:
* Principe: Un champ électromagnétique haute fréquence peut être utilisé pour exciter un système résonnant, générant des ondes ultrasoniques.
* Procédure: Une cavité résonante, généralement remplie d'un gaz, est excitée par un oscillateur électromagnétique. La fréquence résonante de la cavité détermine la fréquence des ondes ultrasoniques.
* Avantages: Fréquence élevée et sortie de sortie.
* Inconvénients: Nécessite un réglage précis de la cavité résonante, une configuration complexe.
4. Échographie laser:
* Principe: Un faisceau laser pulsé peut générer un chauffage et une expansion localisés sur une surface de matériau, créant une onde de contrainte transitoire.
* Procédure: Une courte impulsion de lumière laser est axée sur un matériau. Le chauffage rapide provoque une expansion localisée, qui se propage comme une vague à ultrasons.
* Avantages: Excitation sans contact, très ciblée et contrôlée.
* Inconvénients: Nécessite un équipement laser spécialisé, une puissance limitée.
5. Sonication:
* Principe: Tout en ne produisant pas directement des ondes ultrasoniques, la sonication est une technique courante qui utilise l'énergie ultrasonique pour diverses applications.
* Procédure: Une onde sonore haute fréquence est générée et transmise à travers un milieu liquide. L'énergie acoustique intense crée des bulles de cavitation qui s'effondrent et libèrent l'énergie, provoquant des changements physiques et chimiques.
* Avantages: Largement utilisé dans divers domaines, notamment la chimie, la biologie et la science des matériaux.
* Inconvénients: Peut être destructeur en fonction de l'application.
Le choix de la méthode dépend de la plage de fréquences souhaitée, de la puissance de sortie, de l'application et des ressources disponibles.
