ГОСТ Р МЭК 62127-2—2009
тельной способностью при протекании через него электрического тока. Для кахедой конкретной компо
новки элементов в системе преобразователей это соотношение выражается через коэффициент
взаимности.
Все методы калибровки, основанные на принципе взаимности, требуют применения взаимного
преобразователя в качестве приемника и излучателя. При известных изменениях акустического поля в
момент перехода с излучения на прием, измеряя ток излучателя и электрическое напряжение на при
емнике. можно определить излучательную способность ичувствительность преобразователя в качест ве
приемника. Очевидным преимуществом этого метода является то. что требуемые акустические
параметры можно определить измерениями только электрических величин. На практике калибровку,
основанную на методе взаимности, реализуют несколькими способами, рассмотренными ниже.
9.3.2 Метод взаимности с использованием трех преобразователей
Такая методика широко используется в традиционной (морской) гидроакустике (см. МЭК 60565).
Однако реализация этого метода на более высоких частотах затруднена из-за необходимости обеспе
чения высокой точности установки и ориентации преобразователей, а также из-за существенной
неравномерности характеристик направленности преобразователей, работающих на частотах около
1МГц и выше. Именно поэтому калибровки этим методом рекомендованы в диапазоне частотот 50 кГц до
1 МГ ц.
9.3.3 Метод самовзаимности
Калибровка этим методом, предусматривающая использование только одного (испытуемого)
преобразователя и отражателя, не требует высокой точности их установки и ориентации. Однако этот
метод не применим для высокочастотных гидрофонов, малые размеры которых не позволяют полу
чить достаточную мощность излучаемого им сигнала, чтобы обеспечить требуемое отношение сиг-
нал/шум в режиме приема (минимальный диаметр преобразователей, калибруемых этим методом,
составляет около 2 мм).
9.3.4 Метод взаимности с использованием двух преобразователей
Этим методом, в котором гидрофон устанавливаютв поле с известными параметрами, генериру
емом вспомогательным преобразователем, можно калибровать эталонные гидрофоны в диапазоне
частот от 1 до 15 МГц. Параметры поля предварительно измеряют методом самовзаимности. Этот
метод обеспечивает проведение калибровки с точностью, требуемой для эталонных гидрофонов, и
менее требователен к точности установки и ориентации элементов как метод взаимности с тремя пре
образователями.
9.4 Калибровка методом взаимности с двумя преобразователями
9.4.1 Отражатель
Отражатель рекомендуется выбирать в форме диска из нержавеющей сталидиаметром, обеспе
чивающим перехватывание всего ультразвукового пучка от какого-либо из вспомогательных преобра
зователей на расстоянии от его поверхности, превышающем не менее чем в 1.5 раза протяженность
ближнего поля, определяемую как
Л
/, = а,2/’/., где а, — эффективный радиус ультразвукового преобра
зователя. а
л
— длина ультразвуковой волны в воде на частоте калибровки.
Толщина отражателядолжна быть такой, чтобы первый сигнал, отраженный от его задней повер
хности. не интерферировал с тем сигналом, который отразился от передней поверхности отражателя, на
самой низкой частоте заполнения используемого тонального сигнала. Поверхностьотражателя дол жна
быть плоской в пределах
±
10 мкм с шероховатостью, не превышающей
±
5 мкм.
9.4.2 Процедура калибровки
Поворачивают отражатель вокруг оси. параллельной его поверхности и перпендикулярной
линии, соединяющей акустический центр преобразователя и центр отражателя, на угол около 10\
П р и м е ч а н и е — Дальнейшее совершенствование метода связано с коаксиальным расположением гид
рофона и вспомогательного преобразователя, в середине между которыми помещают отражатель После калиб
ровки вспомогательного преобразователя отражатель убирают и калибруют гидрофон. Этим устраняют погреш
ность. связанную с поворотом отражателя, а также упрощают процедуру взаимной ориентации гидрофона и
вспомогательного преобразователя, что позволяет снизить общую погрешность до 0.5 дБ.
10Калибровка в свободном поле методом плоского сканирования
14
10.1 Общие положения
В этом разделе рассмотрена калибровка гидрофонов методом плоского сканирования.