ГОСТ Р МЭК 62127-2—2009
Может оказаться необходимым несколько изменить это требованиедля фокусирующих излучате
лей с учетом характера распределения генерируемого ими поля в осевом направлении.
П р и м е ч а н и я
1 Для фокусирующих излучателей, работающих а частотном диапазоне, соответствующем настоящему
стандарту, точность позиционирования особенно важна. Можно сделать оценку изменения осевого расстояния по
сравнению с фокусным (т. е. д г - F - г). которое приводит к снижению давления, равному 1дБ. Исходя из теорети
ческого выражения sln[^{1fe - 1/F))/fc(1/z - 1>F)\ ~ 0.89 (значение 0.89 соответствует -1 дБ), где %- т.а?Н(2с), можно
определить, что такому снижению соответствует дz - 0.808 F г/\.
2 Нижеследующий пример показывает, что если плоская ультразвуковая волна с линейным диапазоном
амплитуд распространяется в воде при температуре 22‘С. то ее амплитуды в двух точках на оси, отстоящих друг от
друга на 2 мм. отличаются на 0.09 дБ на частоте 15 МГц и на 0.7 дБ на частоте 40 МГц. что объясняется частот ной
зависимостью поглощения ультразвука в воде (см. приложение Е).
6.1.3 Точность установки гидрофона в поперечном направлении
Рекомендуется проверять зависимость электрического напряжения на выходе гидрофона от
изменения его положения в поперечном (относительно оси ультразвукового пучка) направлении. Гид
рофон установлен правильно, если изменение напряжения при его перемещении непревышает 0,5 дБ
по сравнению с максимальным значением.
П р и м е ч а н и е — В дальнем поле идеального круглого поршневого излучателя и в фокальной плоскости
идеального фокусирующего преобразователя при отсутствии нелинейных искажений снижение амплитуды сигнала,
равное 0,5 дБ. наблюдается на расстоянии от оси пучка г = 0,107cz/(fat), а снижение 1 дБ — не расстоянии г -
0,151с z/ffo,).
6.2 Измерения температуры и температурная стабильность
При изменении температуры окружающей среды электроакустические свойства гидрофонов
изменяются. С этой точки зрения рекомендуется, если это только возможно, калибровать гидрофон
при тех значениях температуры, при которых он используется в дальнейшем. Если это невозможно, то в
значения чувствительности и ее частотной характеристики можно ввести поправки, основанные на
результатах прежних калибровок сходных гидрофонов. Откорректированные значения чувствитель
ности и ее частотной характеристики будут иметь более низкую неопределенность, чем неоткоррек-
тированные значения.
П р и м е ч а н и е — Температурные отклонения нельзя игнорировать по двум причинам:
a) амплитуда ультразвуковой волны, падающей на гидрофон, зависит от температуры, так как от нее зави
сит и затухание ультразвука в воде (см. приложение Е);
b
) время распространения ультразвукового сигнала зависит от температуры, так как от нее зависит и ско
рость звука в воде (см. приложение Е). Это имеет отношение к установке времени стробирования в импульсном или
тонально-импульсном режимах, а также к методике спектрометрии временных задержек.
Что касается причины а), то можно привести следующий пример. Если плоская ультразвуковая волна с
линейным диапазоном амплитуд распространяется при температуре 22‘С. то в точке, отстоящей на 15 см от излу
чателя. на частоте 15 МГц ее амплитуда будет отличаться на 0.2 дБ от той амплитуды, которая была бы при тем
пературе. отличающейся от установленной на 1“С; на частоте 40 МГц это отличие составит 1.5 дБ. Амплитудный
коэффициент затухания а воде на малых амплитудах пропорционален квадрату частоты. Значения его темпера
турной зависимости приведены в приложении Е.
Что касается причины Ь), то можно дать следующие рекомендации: при измерениях типа II. описанных в раз
деле 12 (сравнение чувствительностей двух и более гидрофонов), осевое расстояние необходимо корректиро
вать для получения постоянного времени распространения.
6.3 Размеры гидрофона
Активный элемент гидрофона генерирует электрическое напряжение между своими электрода
ми. пропорциональное акустическому давлению, усредненному по всей поверхности элемента. Если
необходимо получить хорошее пространственное разрешение, то эффективный радиус гидрофона
должен быть малым по сравнению с длиной волны, соответствующей самой высокой частоте
акусти ческого поля, используемого при калибровке. На реальное акустическое давление,
действующее на чувствительную поверхность гидрофона, влияют и дифракционные эффекты на
самом гидрофо
не (5. 6. 7).
П р и м е ч а н и е — Если гидрофон спроектирован так. что его активная поверхность известна или может
быть определена, то становится возможным исключить из результатов калибровки влияние пространственного
усреднения или дифракции на заданной частоте путем применения операции обратной свертки по известным раз
мерам активного элемента.
10