ГОСТ Р МЭК 62127-2—2009
основной частоте. В этом случае погрешность (в процентах) определения чувствительности гидрофона при
S< 30 % составит (см. D.4.5)
1 6Д(D-8)
2 100
’
Несмотря на простоту этой процедуры, может оказаться невозможным достоверное определение Д из-за
изменения чувствительности гидрофона между частотами основной и второй гармоник или на высоких частотах
из-за того, что не принимается в расчет акустическое затухание в воде.
При второй процедуре предполагают, что для поршневого ультразвукового преобразователя нелинейность
распространения можно предсказать. Как показано в D.4.5, в дальнем поле преобразователя, излучающего
непрерывную волну полной мощностью Р0. погрешность определения чувствительности гидрофона приблизи
тельно составляет
Po(0.28R ♦0.06S)f4e z « - “(D.9)
для R « lh/xa*.(D.10)
где f — частота. Гц.
а, — эффективный радиус ультразвукового преобразователя, м.
Это соотношение верно для значений погрешности менее S% и дпя условий, когда затуханием в воде мож
но пренебречь (см. приложение Е).
Эта оценка основана на том предположении, что не определяют сигнал на частоте второй гармоники и что
влияние затухания при нелинейном распространении мало. При использовании гидрофона с плоской частотной
характеристикой оценка погрешности будет завышена.
Оценки неопределенности проводят с использованием приведенных выше соотношений, при этом следу
ет считать, что они определяют верхний предел погрешностей, связанных с искажениями волновой формы сигна
ла гидрофона. Погрешность должна быть меньше 5 %.
D.3.8 Плоское сканирование
В строгом смысле выражение чувствительности гидрофона на конце кабеля под нагрузкой (10) из (6)
должно предполагать суммирование по сферической поверхности с центром на ультразвуковом преобразовате ле.
Погрешность из-за замены сферического сканирования плоским пропорциональна [(1/cos »)-1). где в — угол между
осью пучка и линией, соединяющей центр ультразвукового преобразователя с опорным центром актив ного
элемента гидрофона Предполагая, что угол в в крайних точках плоского сканирования меньше 10‘. можно считать,
что погрешностью из-за перехода к плоскому сканированию можно пренебречь [28). однако при больших углах
оценка вклада этого источника в неопределенность обязательна.
D.3.9 Пропорциональность интенсивности квадрату давления
Выражение (5) предполагает, что мгновенное значение интенсивности пропорционально квадрату акус
тического давления. Оценить различие между истинным значением мгновенной интенсивности / и значением /р.
полученным из квадрата акустического давления, на оси круглого поршневого ультразвукового преобразователя
можно по следующему уравнению [9]
<D11)
Для расстояний, рекомендуемых в 10.5.3. и для преобразователей обычного диаметра (от 6 до 25 мм) это
отношение отличается от единицы меньше чем на 1 %. Если расстояния меньше рекомендованных в 10.5.3. то
выражение (D.11) следует использовать для оценки вклада этого источника в неопределенность результатов
калибровки.
0.4 Обоснование особенностей методики калибровки гидрофонов плоским сканированием
D.4.1 Общие положения
В этом разделе даны обоснования некоторых условий и операций обработки результатов, используемых
при калибровке методом плоского сканирования.
D 4.2 Соотношение между эффективными радиусами гидрофона и преобразователя
Рассмотрим поршневой преобразователь с эффективным радиусом а, и гидрофон с эффективным
радиусом з„. расположенный на расстоянии / от преобразователя.
Волна от краев преобразователя (краевая волна) будет падать на гидрофон под углом, определяемым
выражением
(D.12)
arcsin
),,2J
29