ГОСТР МЭК 61161— 2009
Отражающая мишень вогнутого типа
Конический отражатель вогнутого типа приведен в приложении F на рисунке F.5b. Полуугол конуса, как
правило, выбирают в пределах от 60“ до 65“ так. чтобы отраженная волна проходила на более близком от
ультразвукового преобразователя расстоянии, чем в случае выпуклого отражателя.
А.5.3 Диаметр мишени
Ниже приведена оценочная формула для минимального значения радиуса Ь мишени, который обеспечи
вает улавливание, по меньшей мере. 98 % радиационной силы, которая бы воздействовала на мишень бесконеч
ных поперечных размеров (т.е. приводит к погрешности менее 2 %) [14]. Равенство верно для круглой поглощаю
щей мишени в поле непрерывно излучающего экранированного круглого поршневого ультразвукового преобра
зователя радиуса а в непоглощающей среде. Формула имеет вид
Ь-а
[1/(1 +0,53т, s ) + s].(А.1)
гдет, = т0 +Дт:
т0 =ка I (
2
л(JJ2 - 1)1Й>;
]i =0.98+0.01лка:
0.7,если кв 5 9.3;
At = 6,51/Ла, если 9,3 i. кв 5 65,1;
0.1.если 65.1 £ кв.
где z — расстояние ме»ду мишенью и ультразвуковым преобразователем;
X— длина ультразвуковой волны в среде распространения;
к = 2л/X— волновое число.
S-г Х/а2— расстояние между мишенью и ультразвуковым преобразователем, нормированное к протя
женности ближнего поля.
Равенство (А.1) может быть решено и для s, если необходимо получить максимальное значение нормиро
ванного расстояния между ультразвуковым преобразователем и мишенью заданного радиуса Ь. Влияние по
глощения и акустического течения рассматривается отдельно.
В порядке предосторожности в соответствии с 5.3 b никогда не должно быть меньшим 1.5а. даже если это
допускает равенство (А.1).
Строго говоря, приведенные выше равенства применяют для поглощающей мишени, но их также можно
использовать, чтобы определить, подходит ли отражающая мишень для измерений в случае расходящегося
пучка.
В случав с выпуклым коническим рефлектором с полууглом 45" существует предельное значение ка для
преобразователя, ниже которого требования к приведенным выше формулам не могут быть выполнены, незави
симо от размера отражателя, даже если вершина конуса отражателя настолько близка к преобразователю, на
сколько это возможно, т.е. касается его поверхности. Это предельное значение составляет ка = 17,4.
А.5.4 Весы или система для измерения силы
Тип требуемых весов существенно зависит от максимального значения измеряемой ультразвуковой мощ
ности;
- значение мощности 10мВт эквивалентно радиационной силе 6.7 мкН(вводе для поглощающей мишени),
что соответствует массе 0.68 мг;
- значение мощности 10 Вт соответствует радиационной силе 6,7 мН. эквивалентной массе 0,68 г.
В первом случае наиболее подходящим инструментом будут электронные самокомпенсирующие микрове
сы. в последнем случае могут быть использованы обычные электронные или механические лабораторные весы
[15]. И в том. и в другом случае необходима компенсация смещения мишени относительно первоначального
состояния.
Если устройство для измерения уравновешивающей силы градуируют посредством малых грузиков извест
ной массы, иначе говоря, если показания этого устройства приведены в единицах массы, то результат измерения
в единицах массы умножают на ускорение свободного падения g для его преобразования в значение силы. Если
результаты измерений приведены в миллиграммах (или в граммах), умножение на g определяет значение силы
вмикроньютонах (или вмиллиньюгонах соответственно). При преобразовании силы вультразвуковую мощность в
соответствии с формулой, приведенной вприложении В. используют величину скорости звука вметрах на секунду,
например, с =1491 м-ст1для чистой воды при 23 °С. что определяет значение мощности в микроваттах (или в
милливаттах соответственно).
П р и м е ч а н и е — Численное значение g зависит от места расположения весов. Это следует учитывать в
каждом конкретном случае. Например, для Центральной Европы д = 9,81 м г 2, но и это значение будет зависеть от
высоты над уровнем моря.
9