ГОСТР МЭК 61161— 2009
А.7.8 Плохая ориентация мишени
Здесь рассмотрена ситуация, когда ультразвуковой преобразователь и устройство измерения силы кол-
линеарны друг другу, но угловая ориентация мишени неправильна.
В то время как радиационная сила, действующая на идеальную поглощающую мишень, рассчитанная по
формуле (В.1) приложения В. нечувствительна к наклону мишени, то в случае отражающей мишени измерения
зависят от правильности ее ориентации. Например, угловая погрешность в ± 1" для плоского отражателя с углом в
45’’ приводит к погрешности измерения мощности, равной ± 3.5 %. Влияние раэориенгации для конической
отражающей мишени нельзя дать универсальной формулой, но вобщем случаеоно будет существенно меньшим,
чем для плоской мишени, в частности, если мишень расположена по оси пучка. Что касается 45"-ной конической
отражающей мишени, центрированной в цилиндрически симметричном пучке, то ее чувствительность к угловой
разориентации снижается еще больше.
Преимущество вогнутой конической отражающей мишени втом. что взависимости оттипа подвеса она будет
самоцентрироваться симметрично ультразвуковому пучку.
А.7.9 Плохая ориентация ультразвукового преобразователя
Здесь рассмотрена ситуация, когда мишень и устройство измерения силы коллинеарны друг другу, но ульт
развуковой преобразователь установлен или ориентирован неправильно.
Для идеальной поглощающей мишени значительных размеров радиационная сила пропорциональна
косинусу утла разориентации. Для 45"-ной выпуклой конической отражающей мишени максимальная погреш
ность, вызванная дезориентацией, может ожидаться равной ± 3 %, если максимальные ошибки установки и
угловой ориентации оцениваются ± 3 мм и ± 3*. что представляется реалистичным при регулировке на глаз.
Если при повторных измерениях ультразвуковой преобразователь извлекается из устройства между изме
рениями. то неточная установка и ориентация преобразователя войдут в оценку случайной погрешности измере
ния. Но может иметь место и некоторая систематическая составляющая, связанная с этими причинами.
А.7.10 Температура воды
Из-за температурной зависимости скорости звука в воде [22] погрешность измерения температуры ± 1 "С
приводит к неопределенности измерения мощности ± 0.2 %.
Может наблюдаться значительное повышение температуры при проведении измерений мощности свыше
1 Вт. Следует быть внимательным и принимать в расчет действительное повышение температуры.
А.7.11 Затухание ультразвука и акустическое течение
Значение мощности, вычисленное по результатам измерений радиационной силы, относится к положе
нию мишени на определенном осевом расстоянии от ультразвукового преобразователя. Однако часто интере
суются излучаемой мощностью, приведенной к поверхности ультразвукового преобразователя. Ниже
обсужда ется возникающая при этом дополнительная погрешность.
Это обсуждение, восновном, рассчитано на измерительные системы, представленные на рисунках F.1. F.2,
F.3. F.5, F.6 и F.7 приложения F. Для системы измерений, приведенной на рисунке F.4 приложения F. эти эффекты
кажутся менее значимыми, но там. где эти эффекты были рассмотрены, их происхождение неизвестно. Для
такой системы приемлема иная методика введения поправок по сравнению с той. которая изложена ниже.
Существуют две базовые модели для расчета разницы между отмеченными выше значениями мощности.
Первая из них учитывает только влияние затухания ультразвука. В этом случае делают поправку в виде экспонен
циального коэффициента (см. В.3.2 приложения В). Вторая включает эффекты акустического течения вдоль
пути свободного распространения к фронтальной стороне мишени. Для поглощающей мишени при известных
идеальных условиях по теореме Боргниса [23] эффекты затухания и акустического течения компенсируют друг
друга, а значит, ине нужно вводить поправку. Поведение реальных мишеней (как поглощающих, таки отражающих)
лежит где-то между этими двумя базовыми моделями [16]. Поэтому рекомендуется рассматривать размах по
грешностей. равный разнице между некоррелированным значением измеренной мощности и ее значением,
учитывающим затухание [23]. Этот вклад в погрешность зависит от расстояния до мишени и доминирует, когда
измерения проводят в диапазоне высоких мегагерцовых частот.
Альтернативный метод оценки заключается в измерении мощности как функции расстояния до мишени и
экстраполяции результатов к нулевой дистанции посредством алгоритма регрессии, базирующегося на линейном
или экспоненциальном законе зависимости от расстояния. Измеренные значения не будут точно соответствовать
этой зависимости, т.е. будет наблюдаться некоторый экспериментальный разброс, и тогда для получения оценки
погрешности результата экстраполяции используют стандартные математические процедуры.
Для мишени с неплоской поверхностью трудно определить эффективное расстояниедо нее. Здесь полезно
вспомнить, что средняя высота конуса или пирамиды равна 1/3 высоты при отсчете от основания или 2/3 при
отсчете от вершины. Это правило можно применять, когда используют отражающие мишени конической формы
или поглощающие мишени с клиньями пирамидообразной формы. Для воображаемого идеального цилиндри
ческого пучка, падающего на выпуклую коническую мишень, эффективное расстояние до мишени равно (2э/3)
tg р. где а — радиус пучка, ар — полуутол конуса.
А.7.12 Свойства пленки
Дополнительная информация отсутствует.
13