ГОСТ Р МЭК 62127-1— 2009
1
геометрический радиус активного элемента преобразователя, а / — расстояние между излучающей поверхнос
тью преобразователя и гидрофоном. Для примера рассмотрены измерения поля преобразователя для физио
терапии с активным элементом диаметром 20 мм. работающим на частоте 1.5 МГц, с помощью двухслойного
мембранного гидрофона толщиной 0.05 мм с диаметром активного элемента 0.5 мм. Для измерений на рассто
янии 20 мм необходим поворот на угол 14°. Поправку в результаты измерений, связанную с направленностью
гидрофона, следует определить по результатам измерений диаграммы направленности (см. 5.1.4). В рассматри
ваемом примере в результаты измерений акустического давления следует добавить б %. а в результаты расчета
интенсивности — 12 %.
В.7 Поглощающее покрытие измерительного бака с водой
Соответствие требованиям 5.2.3.2 к суммарному снижению отражений акустического поглотителя может
быть проверено с использованием процедур, изложенных ниже. Снижение уровня отражений рекомендуется
измерять на частоте акустического воздействия с использованием ультразвуковых тональных импульсов и акус
тического поглотителя, расположенного в дальнем поле ультразвукового преобразователя. Сигнал гидрофона
С/аЬ40,ыг (по пиковым или эффективным значениям электрического напряжения), принимающего акустические
сигналы, отраженные от передней поверхности акустического поглотителя, сравнивают с силчалом L/(Cfcclor этого
же гидрофона при приеме им акустического сигнала, отраженного от плоского идеального отражателя. Акусти
ческий поглотитель и отражатель рекомендуется устанавливать приблизительно перпендикулярно к оси ультра
звукового пучка, но немного под углом к этому перпендикуляру для того, чтобы отраженные сигналы попадали на
гидрофон. Снижение уровня отражений рассчитывают как
Снижение уровня отражений = - 20 lg (L/abb0lt<* / Чслвооч)- (В-1)
Хорошей аппроксимацией плоского идеального отражателя будет пластина из нержавеющей стали толщи
ной 25 мм.
В.8 Рекомендации к конструкции ультразвукового оборудования, подлежащего испытаниям
Для запуска измерительной системы необходим электрический сигнал, синхронизированный с началом
возбуждения ультразвукового преобразователя или каждой группы элементов ультразвукового преобразова
теля.
В системах автоматического сканирования такой сигнал запуска должен быть синхронизирован по каждо
му периоду акустического повторения. Эти запускающие сигналы («синхроимпульсы») рекомендуется приме
нять при анализе принимаемых гидрофоном сигналов по любой из выбранных линий ультразвукового скани
рования.
Если в системах автоматического сканирования предусмотрен режим остановки («замораживания») ска
нирования. то в них должен быть обеспечен доступ к синхроимпульсу на каждой выбранной линии ультразвуко
вого сканирования. Однако в этом случае с целью убедиться, что нет существенных различий в параметрах
остановленного («замороженного») и сканирующего лучков, необходимо провести специальные исследования.
Такая проверка достаточно сложна, она зависит от типа испытуемой системы сканирования. Следует учесть
также, что для остановленного («замороженного») пучка невозможно определить усредненные во времени па
раметры давления и интенсивности.
П р и м е ч а н и е — Для разделения чередующихся доплеровских сигналов и линий сканирования в
дуплексных системах автоматического сканирования полезно вывести сигналы запуска на отдельный осцилло
граф для оценки их времени задержки. Синхроимпульсы с этого осциллографа могут быть использованы для
запуска измерительной системы.
В.9 Типы гидрофонов
В.9.1 Керамические гидрофоны зондовоготипа
Эти гидрофоны, как правило, имеют маленький круглый диск из пьезоэлектрической керамики, укреплен
ный на конце иглоподобного держателя. Активный элемент гидрофона опирается на акустически поглощающий
материал (подложку) и имеет размер, близкий к диаметру держателя, т. е. от 0.5 до 1,5 мм в диаметре. Сигналь
ный кабель неизбежно пересекает ультразвуковое поле, что может привести к проблемам из-за трибоэлектри
ческого эффекта.
Чувствительность холостого хода на конце кабеля этих гидрофонов, как правило, составляет 0.7 мкВ/Па
для гидрофона с активным элементом диаметром 1 мм. При тщательной разработке они могут иметь плоскую
частотную характеристику до 6 МГц. Однако в общем случае радиальные резонансные моды в активном элементе
и реверберация в материале подложки нередко приводят к неравномерности частотной характеристики, дости
гающей ± 10 дБ в частотном диапазоне от 0,5 до 15 МГц. Кролю того, характеристика направленности большинства
существующих керамических гидрофонов зачастую непредсказуема и может существенно отличаться от теорети
ческих предположений [24). [25].
В.9.2 Зондовые гидрофоны из ПВДФ
По внешней конструкции эти гидрофоны похожи на описанные выше керамические гидрофоны зондового
типа. Однако здесь в качестве активного элемента используют попивинилиденфторид (ПВДФ). Как правило, чув
ствительность холостого хода на конце 1-метрового кабеля такого гидрофона с активным элементом диамет
ром 1 мм составляет 0.12 мкВ/Па. а резонансная частота — выше 25 МГц. Аккуратно изготовленные образцы
имеют ровную частотную характеристику (± 1.5 дБ) и близкую к расчетной диаграмму направленности. Эффектив
ный диаметр таких гидрофонов очень близок к физическому диаметру активного элемента [10]. [25 ] — [27].
31