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Chirp-Z analysis for sol–gel transition monitoring

Authors :
Emmanuel Caplain
M. Gindre
Loic Martinez
Pascal Griesmar
Gérard Gouedard
Stéphane Serfaty
Université de Cergy Pontoise (UCP)
Université Paris-Seine
Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE)
École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP)
Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS)
Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME)
Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP)
Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE)
Laboratoire de Spectroscopie Hertzienne de l'ENS (LSH-ENS)
École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire d'Imagerie Paramétrique (LIP)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-IFR58-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)
HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SATIE-SIAME)
HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP)
HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE)
École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Source :
Ultrasonics, Ultrasonics, Elsevier, 2004, 42 (1-9), pp.507-510. ⟨10.1016/j.ultras.2004.01.079⟩, Ultrasonics, 2004, 42 (1-9), pp.507-510. ⟨10.1016/j.ultras.2004.01.079⟩
Publication Year :
2004
Publisher :
HAL CCSD, 2004.

Abstract

Gelation is a complex reaction that transforms a liquid medium into a solid one: the gel. In gel state, some gel materials (DMAP) have the singular property to ring in an audible frequency range when a pulse is applied. Before the gelation point, there is no transmission of slow waves observed; after the gelation point, the speed of sound in the gel rapidly increases from 0.1 to 10 m/s. The time evolution of the speed of sound can be measured, in frequency domain, by following the frequency spacing of the resonance peaks from the Synchronous Detection (SD) measurement method. Unfortunately, due to a constant frequency sampling rate, the relative error for low speeds (0.1 m/s) is 100%. In order to maintain a low constant relative error, in the whole speed time evolution range, Chirp-Z Transform (CZT) is used. This operation transforms a time variant signal to a time invariant one using only a time dependant stretching factor (S). In the frequency domain, the CZT enables us to stretch each collected spectrum from time signals. The blind identification of the S factor gives us the complete time evolution law of the speed of sound. Moreover, this method proves that the frequency bandwidth follows the same time law. These results point out that the minimum wavelength stays constant and that it only depends on the gel.

Details

Language :
English
ISSN :
0041624X
Database :
OpenAIRE
Journal :
Ultrasonics, Ultrasonics, Elsevier, 2004, 42 (1-9), pp.507-510. ⟨10.1016/j.ultras.2004.01.079⟩, Ultrasonics, 2004, 42 (1-9), pp.507-510. ⟨10.1016/j.ultras.2004.01.079⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....e09e61b687934dd39800bd727ca21b71
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.ultras.2004.01.079⟩