ГОСТ Р МЭК 61828—2012
■Joc^—глубина поля (глубина фокуса: фокальная глубина: глубина фокальной зоны)
л’—осевая разность акустического пути.
Л —эффективная длина волны;
<тт—параметр нелинейности распространения.
6 Процедуры измерений
6.1 Общие положения
В разделе 6 рассмотрены некоторые процедуры измерений параметров фокусировки. Эти про
цедуры предполагают, что ультразвуковое поле имеет вид достаточно симметричного и правильного
пучка с одиночным центральным пиком на некоторой глубине. Примеры такого пучка показаны на ри
сунках В.1 и В.2 (приложение В). Если пучок достаточно симметричен, как например это показано на
рисунке С.1 (приложение С), то может быть применено растровое сканирование, рассмотренное в
приложении С. В настоящем разделе приведена общая информация об измерениях и измерительных
устройствах. В 6.2 рассмотрены процедуры нахождения оси пучка и фокуса по давлению, а также из
мерений других параметров. В 6.3 показано, как может быть определено, относится ли преобразова
тель к фокусирующему в какой-либо выбранной продольной плоскости путем нахождения фокуса по
ширине пучка. Процедуры измерения других параметров фокусировки, таких как глубина поля, усиле
ние в фокусе по давлению и фокус по площади пучка, приведены в 6.4.
6.1.1 Измерительная установка
Общие требования к системе и измерениям рассмотрены в 3.2. Оборудование и приборы, тре
буемые для проведения измерений, указанные в МЭК 61102. включают в себя бак с приспособления ми
для позиционирования и гидрофоном, средства для записи волновой формы сигнала, такие, на
пример, как цифровой осциллограф. Если измерения проводят для ультразвукового преобразователя
при известной волновой форме его возбуяедения. то рекомендуется указывать тип сигнала. При изме
рении решетки или группы элементов ультразвукового преобразователя необходимо исследовать
типичную волновую форму их возбуждения в центре решетки, а также соотношение амплитуд и вре
мени задержки на элементах вдоль всей решетки. Если такие волновые формы получить затрудни
тельно, то рекомендуется записать положения всех органов регулировки, влияющих на акустический
выход ультразвукового преобразователя, для обеспечения повторяемости результатов измерений.
Для систем сканирования необходимо выявить и записать положение линии сканирования. Рекомен
дуется указать температуру воды в баке.
Ультразвуковой преобразователь устанавливают в систему позиционирования так, чтобы ось
симметрии его активных элементов (или группы элементов ультразвукового преобразователя) была
параллельна оси у системы позиционирования гидрофона. В настоящем стандарте рассматривают
систему, в которой ось пучка параллельна оси z. плоскость сканирования совпадает с плоскостью xz, а
толщинная плоскость представляет собой плоскость yz. Для удобства установки преобразователя его
положение должно быть таким, чтобы ось пучка была параллельна оси системы позиционирова ния.
Ось симметрии ультразвукового преобразователя с цилиндрическим активным элементом долж на быть
осью цилиндра. Для ультразвуковых преобразователей со сферическими активными элемен тами ось
симметрии должна проходить через геометрический центр сферы.
6.2 Нахождение оси пучка
a) Устанавливают измерительную плоскость (плоскость апертуры источника) возможно ближе к
внешней апертуре преобразователя (см. рисунок 9Ь). Минимальная дистанция при измерениях будет
зависеть от возможности отделить главный импульс излучения (прямой сигнал) от сопутствующих
ему отраженных (ложных) сигналов. Для некоторых ультразвуковых преобразователей может быть
выделено давление, соответствующее главной осевой составляющей, от одного или более побочных
импульсов, связанных с «краевыми волнами». Эти краевые волны могут быть отделены от основной
осевой волны из-за их запаздывания, причем время запаздывания зависит от осевого расстояния, и с
увеличением этого расстояния краевые волны смешиваются с основной волной на оси пучка.
b
) Выявляют местоположение фокуса по давлению по максимальному значению интеграла
квадратов давления в импульсе во всем поле. Исследованиям местоположения фокуса по давлению и
оси пучка могут способствовать управление фокусировкой, если таковая доступна, и сведения об
15