ГОСТ Р МЭК 62127-2-2009 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Гидрофоны. Общие требования к методикам калибровки в частотном диапазоне до 40 МГц

     10 Калибровка в свободном поле методом плоского сканирования

10.1 Общие положения

В этом разделе рассмотрена калибровка гидрофонов методом плоского сканирования.

10.2 Тематика раздела

В этом разделе рассмотрен метод калибровки гидрофона с помощью плоского сканирования. В нем используют преобразователь с известной выходной мощностью. Этот преобразователь или излучатель может быть эталонным прибором с известным и воспроизводимым значением мощности, характеризуемым прослеживаемостью к национальным эталонам, или он может быть откалиброван непосредственно перед использованием, например, методом уравновешивания радиационной силы в соответствии с МЭК 61161. Метод плоского сканирования перекрывает частотный диапазон от 500 кГц до 15 МГц, хотя может применяться и на более высоких частотах с увеличенной оценкой неопределенности результатов.

10.3 Основной принцип

Если является чувствительностью на конце кабеля под нагрузкой гидрофона, опорный центр которого находится в точке (, , ), то мгновенное значение акустического давления соотносится с измеренным значением напряжения на конце кабеля как

,                                                (3)

где (, , ) - координаты некоторой точки в акустическом поле;

- момент времени.

Здесь соответствует акустическому давлению в плоской волне в точке опорного центра гидрофона при условии отсутствия последнего.

Вектор мгновенной интенсивности в опорной точке ультразвукового поля, генерируемого преобразователем, центр которого находится в начале системы координат, выражают как

,                                  (4)

где - вектор мгновенного значения колебательной скорости в опорной точке.

Компоненты и в направлении распространения будут рассматриваться далее как скалярные величины и .

В условиях дальнего поля (при 0,5), где - расстояние от преобразователя по оси пучка), мгновенное значение интенсивности можно выразить как [9]

,                                       (5)

где - плотность измерительной жидкости (воды);

- скорость звука в воде.

В приложении Е приведены данные о температурной зависимости и воды как рекомендуемой передаточной среды при измерениях мощности.

Полная ультразвуковая мощность излучения, проходящего через плоскость, установленную на расстоянии перпендикулярно оси , выражается как

,                                                 (6)

где - элементарная площадь в плоскости ;

- угол между осью и направлением распространения;

- интегрирование по всей плоскости.