ГОСТ Р МЭК 62127-2-2009

Группа Т88.9

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений

ГИДРОФОНЫ

Общие требования к методикам калибровки в частотном диапазоне до 40 МГц

State system for ensuring the uniformity of measurements. Hydrophones. General requirements for calibration methods in the frequency range up to 40 MHz

ОКС 17.020

ОКСТУ 0008

Дата введения 2011-01-01

     

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Всероссийским научно-исследовательским институтом физико-технических и радиотехнических измерений Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, разработанного МЭК/ТК 87 "Ультразвук", указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Управлением метрологии Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2009 г. N 1041-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 62127-2:2007* "Ультразвук - Гидрофоны. Часть 2: Методы калибровки для измерения ультразвуковых полей на частотах до 40 МГц" (IEC 62127-2:2007 "Ultrasonics - Hydrophones - Part 2: Calibration for ultrasonic fields up to 40 MHz")

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004 (пункт 3.5)

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

     1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется:

- на гидрофоны, используемые для измерений в водной среде в ультразвуковом диапазоне частот до 40 МГц;

- на гидрофоны с круглым пьезоэлектрическим чувствительным элементом, разработанные для измерений ультразвуковых полей импульсного или непрерывного излучения, генерируемого ультразвуковым оборудованием;

- на гидрофоны с предварительным усилителем или без него.

Настоящий стандарт устанавливает методы абсолютной и относительной калибровки гидрофонов, рекомендации по применению которых приведены в библиографии к настоящему стандарту.

Примечания

1 При применении ультразвука в медицине, например в физиотерапии, используют диапазон частот от 40 до 100 кГц, однако основной частотный диапазон ультразвуковой диагностики располагается выше 2 МГц. В настоящее время установлено, что на результаты измерения ключевых акустических параметров может влиять частотная характеристика гидрофона на существенно более низких частотах [1].

2 Некоторые типы гидрофонов могут иметь и некруглые чувствительные элементы, что связано, например, с небольшим отклонением от круговой симметрии формы электрода или с применением квадратных активных элементов. В этом случае при применении положений настоящего стандарта рекомендуется уделять особое внимание тому, что диаграмма направленности таких гидрофонов и эффективный радиус их активного элемента будут зависеть от направления оси поворота гидрофона.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты*:

_______________

* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.

МЭК 60050-801:1994 Международный электротехнический словарь. Глава 801: Акустика и электроакустика (IEC 60050-801:1994, International Electrotechnical Vocabulary. Chapter 801. Acoustics and electroacoustics)

МЭК 60565:2006 Гидроакустика. Гидрофоны. Калибровка в частотном диапазоне от 0,01 Гц до 1 МГц (IEC 60565:2006, Underwater acoustics - Hydrophones - Calibration in the frequency range 0,01 Hz to 1 MHz)

МЭК 61161:2006 Ультразвук. Измерение мощности. Системы уравновешивания радиационной силы и требования к исполнению (IEC 61161:2006, Ultrasonics - Power measurement - Radiation force balances and performance requirements)

МЭК 61689:1996 Ультразвук. Физиотерапевтическое оборудование. Требования к рабочим характеристикам и методам измерения в диапазоне частот от 0,5 МГц до 5 МГц (IEC 61689:1996, Ultrasonics - Physiotherapy systems - Performance requirements and methods of measurement in the frequency range 0,5 MHz to 5 MHz)

МЭК 61828:2006 Ультразвук. Фокусирующие преобразователи. Определения и методы измерения параметров излучаемых полей (IEC 61828:2006, Ultrasonics - Focusing transducers - Definitions and measurement methods for the transmitted fields)

МЭК 62127-1:2007 Ультразвук. Гидрофоны. Часть 1: Измерение и описание медицинских ультразвуковых полей на частотах до 40 МГц. Поправка 1 (2008) (IEC 62127-1:2007, Ultrasonics - Hydrophones - Part 1: Measurement and characterization of medical ultrasonic fields up to 40 MHz. Corrigendum 1)

МЭК 62127-3:2007 Ультразвук. Гидрофоны. Часть 3: Свойства гидрофонов для измерения параметров ультразвуковых полей на частотах до 40 МГц (IEC 62127-3:2007, Ultrasonics - Hydrophones - Part 3: Properties of hydrophones for ultrasonic fields up to 40 MHz)

     3 Термины, определения и обозначения

В настоящем стандарте применены термины, определенные в стандарте МЭК 62127-1, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 акустический центр: Точка на преобразователе или вблизи него, от которой распространяются излучаемые преобразователем сферически расходящиеся звуковые волны, наблюдаемые из достаточно удаленных точек, на которых это расхождение проявляется.

3.2 ось пучка: Прямая линия, проходящая через центральные точки пучка, принадлежащие двум плоскостям, перпендикулярным к прямой линии, соединяющей точку максимального интеграла квадратов давления в импульсе с центром внешней апертуры преобразователя.

Примечания

1 Положение первой из плоскостей определяется нахождением в ней точки с максимальным значением интеграла квадратов давления в импульсе (т.е. обычно фокуса). Вторая плоскость должна отстоять от первой как можно дальше и быть параллельной ей, а сканирование в ней должно осуществляться по тем же ортогональным осям и , что и в первой плоскости.

2 Во многих случаях термин "интеграл квадратов давления в импульсе" заменяют его линейными эквивалентами, например:

a) для непрерывноволнового излучения он может быть заменен термином "среднеквадратическое акустическое давление" [см. МЭК 61689];

b) если трудно достичь синхронизации измеряемого и излучаемого сигналов, то он может быть заменен термином "усредненная во времени интенсивность".

3 См. ГОСТ Р МЭК 62127-1, рисунок 1.

3.3 центральная точка пучка: Точка пересечения двух линий, соответствующих середине пучка в двух ортогональных плоскостях и [МЭК 61828].

3.4 ширина пучка , , , м: Наибольшее расстояние между двумя точками, лежащими на заданной оси, перпендикулярной к оси пучка, на которых интеграл квадратов давления в импульсе уменьшается по сравнению с его максимумом (на оси пучка) на определенное значение [см. МЭК 62127-1].

Примечания

1 Во многих случаях термин "интеграл квадратов давления в импульсе" заменяют его линейными эквивалентами, например:

a) для непрерывноволнового излучения он может быть заменен термином "среднеквадратическое акустическое давление" [см. МЭК 61689];

b) если трудно достичь синхронизации измеряемого и излучаемого сигналов, то он может быть заменен термином "усредненная во времени интенсивность".

2 Обычно используются значения ширины пучка на уровнях, равных минус 6 дБ, минус 12 дБ и минус 20 дБ. При этом децибел определяют как десять десятичных логарифмов отношения интегралов.

3.5 середина пучка: Усредненная линия, проходящая через точки половинных значений ширины пучка, лежащей в какой-то одной плоскости [МЭК 61828].

Примечание - Усреднение проводится по 20 значениям ширины пучка, соответствующим интервалам, лежащим в диапазоне от минус 0,1 дБ до минус 26 дБ, как это установлено в МЭК 61828.

3.6 центр пучка: Точка на плоскости, обычно перпендикулярной оси пучка в его дальнем поле, которая соответствует пространственному и временному пику акустического давления.

3.7 диаметральное сканирование пучка: Ряд измерений напряжения на выходе гидрофона при перемещении последнего вдоль прямой линии, проходящей через точку на оси пучка и в направлении, перпендикулярном к этой оси [МЭК 62127-1].

Примечание - Диаметральное сканирование пучка может распространяться на различные расстояния по разные стороны от оси пучка.

3.8 диаграмма направленности: Представление (обычно в графическом виде) зависимости чувствительности гидрофона на какой-либо заданной частоте от направления распространения падающей плоской звуковой волны в какой-либо заданной плоскости, проходящей через опорную точку [МЭК 60565].

3.9 эффективный радиус несфокусированного ультразвукового преобразователя , м: Радиус идеального поршневого ультразвукового преобразователя в форме диска, имеющего расчетную осевую зависимость акустического давления, приблизительно эквивалентную наблюдаемой осевой зависимости акустического давления до расстояний, соответствующих последнему максимуму этой зависимости [МЭК 62127-1].

3.10 эффективный радиус гидрофона , , , м: Радиус гидрофона в виде жесткого диска, который имеет расчетную диаграмму направленности, угловой сектор которой равен угловому сектору измеренной диаграммы направленности рассматриваемого гидрофона [МЭК 62127-3].

Примечания

1 Угловой сектор определяют по определенному уровню снижения диаграммы направленности относительно ее максимального значения. Для определенных уровней снижения, равных 3 и 6 дБ, значения эффективного радиуса обозначают как и .

2 Значения радиуса зависят от частоты. Типичные экспериментальные данные приведены в [2].

3.11 импеданс электрической нагрузки , Ом: Комплексное значение входного электрического импеданса (включающее реальную и мнимую части), к которому подключен или должен быть подключен выходной разъем кабеля гидрофона [МЭК 62127-3].

3.12 чувствительность на конце кабеля под нагрузкой; чувствительность гидрофона (или гидрофона с предусилителем) на конце кабеля под нагрузкой , В/Па: Отношение мгновенного значения электрического напряжения на конце постоянно подсоединенного кабеля или разъема гидрофона (или гидрофона с предусилителем), подсоединенных к электрическому импедансу нагрузки, к мгновенному акустическому давлению в свободном невозмущенном акустическом поле плоской волны в точке, соответствующей акустическому центру гидрофона, при условии отсутствия гидрофона в этой точке [МЭК 62127-3].

3.13 чувствительность холостого хода на конце кабеля; чувствительность холостого хода на конце кабеля гидрофона , В/Па: Отношение мгновенного значения электрического напряжения холостого хода на конце постоянно подсоединенного кабеля или разъема гидрофона (или гидрофона с предусилителем) к мгновенному акустическому давлению в свободном невозмущенном акустическом поле плоской волны в точке, соответствующей акустическому центру гидрофона, при условии отсутствия гидрофона в этой точке [МЭК 62127-3].

3.14 внешняя апертура преобразователя: Часть поверхности преобразователя или группы элементов преобразователя, которая излучает ультразвук в среду распространения [МЭК 61828].

Примечание - Эта поверхность либо находится в непосредственном контакте с телом пациента, либо контактирует с ним через воду или другую жидкую среду (см. МЭК 62127-1, рисунок 1).

3.15 дальнее поле: Акустическое (звуковое) поле на тех расстояниях от ультразвукового преобразователя, на которых мгновенное значение акустического давления и колебательная скорость частиц практически совпадают по фазе [МЭК 60050-801].

Примечания