ГОСТ Р МЭК 62127-1— 2009
правильный выбор коэффициента его усиления и ширины полосы. Для гидрофонов с чувствительностью около
0.03 мкВ/Па (типичного значения для мембранных гидрофонов из пленки ПВДФ с диаметром активного элемен та
0.5 мм), используемых при измерениях параметров полей ультразвукового диагностического оборудования,
пиковые акустические давления в которых могут достигать 10 МПа, будет необходим усилитель с коэффициен том
усиления, равным единице, и динамическим диапазоном пиковых значений входного напряжения, равным
0.6В[10].
Кроме того, при выборе усилителя необходимо учитывать согласование частотных характеристик гидрофо
на и усилителя. В частности, чтобы избежать проблем с резонансами, верхняя граница полосы частот усилителя
с неравномерностью коэффициента усиления не более 3 дБ не должна превышать частоту, соответствующую
резонансу толщинной моды колебаний активного элемента гидрофона. Важно также, чтобы за частотой, соответ
ствующей толщинному резонансу, крутизна спадания коэффициента усиления усилителя была не менее
минус 6 дБ на октаву.
В.5 Установка преобразователя
При установке ультразвукового преобразователя рекомендуется обеспечивать следующие условия:
Прежде всего, это точная ориентация преобразователя при повороте его вокруг трех ортогональных осей,
одну из которых рекомендуется выбирать параллельной оси пучка.
Несмотря на то, что наличие степеней свободы непрерывных (плавных) перемещений преобразователя
необязательно, может потребоваться его перемещение для установки в заданные места измерительного бака.
Ультразвуковой преобразователь устанавливают в координатную систему позиционирования таким обра
зом, чтобы ось симметрии активного элемента была параллельна оси г системы позиционирования гидрофона.
Ось симметрии ультразвуковых преобразователей с цилиндрическими активными элементами должна быть
осью цилиндра, а преобразователей со сферическими активными элементами — осью, проходящей через гео
метрические центры сферы и излучающей поверхности ультразвукового преобразователя.
Ультразвуковой преобразователь должен быть установлен таким образом, чтобы была предусмотрена
возможность его поворота вокруг оси симметрии на 360".
П р и м е ч а н и е — Для сферических ультразвуковых преобразователей в виде сферического сегмента за
ось симметрии рекомендуется принимать ось. проходящую через геометрический центр сферы и центр окружно
сти. ограничивающей сегмент. Для сферических ультразвуковых преобразователей в виде полной (или почти
полной) сферической оболочки, поддерживаемой тонким элементом, таким, например, как трубка или стержень,
осью симметрии будет ось. проходящая через центры сферы и ее опорной площадки.
В.6 Установка и юстировка гидрофона
В настоящем подразделе рекомендованы полезные процедуры установки и юстировки гидрофона в точку,
соответствующую пространственному пику временного пика акустического давления в плоскости, перпендику
лярной к оси распространения пучка.
Правильность установки мембранного гидрофона возможно проверить путем его поворота на 180” вокруг
оси. лежащей в плоскости мембраны, наблюдая при этом за изменением сигнала на гидрофоне при приеме им
импульсных сигналов. Изменение времени задержки между принимаемым гидрофоном сигналом и сигналом,
излучаемым преобразователем, свидетельствует о неправильной установке гидрофона в направлении, перпен
дикулярном к плоскости активного элемента гидрофона, а изменение амплитуды принимаемого сигнала — о
неправильном расположении активного элемента гидрофона в плоскости его мембраны. При непрерывно-вол
новом излучении допускается провести ту же самую процедуру с наблюдением за изменением амплитуды, а
затем, если гидрофон уже установлен с точностью до одной четверти длины акустической волны в воде. —
выполнить более тщательную юстировку, наблюдая за изменением фазы сигнала, принимаемого гидрофоном
при вращении последнего.
Правильность установки гидрофона зондового типа может быть проверена путем его поворота на угол,
меньший 180”. вокруг оси, лежащей в плоскости активного элемента гидрофона.
Для юстировки гидрофонов обоих типов могут быть применены оптические технологии, например длинно
фокусный перемещаемый микроскоп или лазер с узким лучом. И в этом случае рекомендуется наблюдать за
изменением положения активного элемента гидрофона при его вращении в системе микропозиционирования.
П р и м е ч а н и е — Для того, чтобы устранить влияние отражений ультразвука от поверхности мембранного
гидрофона при непрерывно-волновом излучении, гидрофон может быть слегка наклонен. Такой наклон устра
няет интерференцию отраженного от гидрофона сигнала с сигналом, излучаемым преобразователем, или отра
женным от него. Для оценки требуемого угла наклона и значения поправки, которую будет необходимо ввести для
компенсации уменьшения сигнала из-за направленности гидрофона, допускается использовать два метода.
Первый метод состоит в наблюдении сигнала гидрофона при его вращении (наклоне) для определения
момента, когда интерференционные эффекты станут пренебрежимо малыми. Интерференционные эффекты,
при их появлении, можно наблюдать при изменении расстояния между гидрофоном и преобразователем на ±
0.5 мм. что вызывает колебания амплитуды измеряемого сигнала. Амплитуда этих колебаний будет уменьшать ся
с увеличением угла наклона (поворота) гидрофона. Найденный этим методом угол, как правило, меньше угла,
определенного вторым методом, заключающимся в нахождении угла, при котором большая часть ультразвука,
отраженного от мембраны, уже не попадает на преобразователь. Этот угол определяют как tg{a/2/). где а —
30