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

 Приложение D
(справочное)

     
Абсолютная калибровка гидрофонов методом плоского сканирования

D.1 Общее представление

В этом приложении дано подробное описание методики калибровки гидрофонов с использованием плоского сканирования. Приведены рекомендации по проведению механического сканирования гидрофоном и оценке наиболее важных источников неопределенности результатов калибровки.

D.2 Методика сканирования гидрофоном

Существует несколько способов сканирования гидрофоном ультразвукового пучка в плоскости . Наиболее распространенным является способ получения прямоугольной сетки точек отсчета при перемещении гидрофона методом двухмерного растрового сканирования. В этом случае

,                (D.1)

где и - количество точек отсчета в направлениях и соответственно;

, - размеры шага перемещения гидрофона в направлениях и соответственно.

Если профиль пучка преобразователя имеет приблизительно круговую симметрию, то возможна и альтернативная процедура сканирования. В этом случае можно выполнить несколько диаметральных сканирований пучка. Линии сканирования должны проходить через центр ультразвукового пучка и располагаться друг относительно друг друга под равными углами. Если, например, проводят два сканирования, то их направления будут повернуты друг относительно друга на 90°. Для диаметральных сканирований получим

     ,    (D.2)

где - расстояние от каждой точки отсчета до центра ультразвукового пучка (равное , если центр пучка выбран в начале системы координат , );

- размер шага сканирования;

и - расстояния от центра пучка до крайних точек отсчета при диаметральном сканировании пучка;

- расстояние от центра пучка до ближайшей к нему точки отсчета.

Второй член в правой части выражения (D.2) характеризует вклад центральной части пучка в полную сумму результатов сканирования.

Примечание - Выражение (D.2) не предполагает совпадения точки отсчета с центром пучка или равного отстояния точек отсчета от центра пучка.

D.3 Поправки и источники неопределенности результатов измерений

D.3.1 Полная мощность

При измерениях, проводимых в соответствии с разделом 10, гидрофон устанавливают на расстоянии от преобразователя. В этом случае необходимо ввести поправку на поглощение ультразвука в воде, поскольку выходная мощность преобразователя приведена к нулевой дистанции (0). Для введения этой поправки используют соотношение

,                                                 (D.3)

где - полная ультразвуковая мощность преобразователя;

- полная мощность ультразвукового пучка в плоскости нахождения гидрофона;

- амплитудный коэффициент затухания плоской волны в среде (обычно в воде).

В приложении Е приведены значения затухания в воде в зависимости от температуры и частоты, которые можно использовать в выражении (D.3).

Имеются три источника неопределенности значения полной мощности ультразвукового пучка в месте расположения гидрофона, и вклад каждого из них следует оценить. Первый источник - это систематическая погрешность определения полной выходной мощности как для эталонного преобразователя, так и от преобразователя, мощность которого измеряют непосредственно перед калибровкой методом уравновешивания радиационной силы (см. МЭК 61161).