ГОСТ Р МЭК 61828—2012
Приложение В
(справочное)
Методы определения оси пучка для идеальных пучков
В.1 Сравнение методов исследования оси пучка
В настоящем приложении сравнивают три метода нахождения оси пучка. При этом использован преобра
зователь на 2.5 МГц в виде прямоугольной решетки с фиксированным фокусом по толщине пучка и изменяемой
(электронным образом) фокусировкой вдругой продольной плоскости.
Первый метод основан на нахождении оси распространения пучка в соответствии с МЭК 61102. Из первых
двух или трех рекомендуемых плоскостей, отстоящих на расстояниях от преобразователя:
z, =
А’(хА) = 9 см:
z3 =
А^(ЗяА) = 3 см;
Zi
=
2AI{
r
K)
= 17,9 см. где
А
— площадь активной поверхности решетки и А— длина волны. — бы
ли выбраны две плоскости. Электронное фокусное расстояние было установлено равным фокусному расстоянию в
толщинной плоскости. Центры пучка были найдены при исследовании пиков волновой формы при ортогональ ном
сканировании пучка по осям х и у на расстояниях 3 и 9 см от преобразователя. Линия, проходящая через эти
центры, соответствующие пикам, была идентифицирована как ось распространения пучка.
Вторым был метод центроида, рассмотренный в перечислении с). Сканирование вдоль ортогональных
осей выполняли по 60 точкам, удаляя гидрофон от оси пучка настолько, насколько это позволяло отношение сит-
нап/шум. Точки центроидов находили из выражений (6а) и (6Ь).
В третьем методе использовали средние точки по ширине пучка по осям х и у в каждой ортогональной
плоскости, как это рассмотрено в В.2. Результаты такого же сканирования пучка были разделены по амплитуде на
интервалы (-0.1 дБ; -0.4455 дБ и т. д.), включенные в таблицу В.2. Положения центров ширины пучка были
вычислены для уровней сигналов, превосходящих шум. Для получения средних точек по ширине пучка по осям х и у
в каждой ортогональной плоскости положения центров были усреднены. Результаты такого сканирования по оси
х представлены на рисунке В.1. В этом примере центроид и средняя точка по ширине пучка лежат вблизи
пикового значения в центре пучка.
Электронный фокус был установлен на большую глубину, что обусловило три значения расстояния от ак
тивной поверхности преобразователя в соответствии с МЭК 61102: 4,4 см; 13 см и 26 см. При оценке трех мето дов
сканирование было проведено в трех плоскостях, отстоящих от преобразователя на 4.4 см. 9 см и 13 см. На
расстоянии 4.4 см при сканировании по оси х в поперечном сечении пучка обнаружены два пика, показанных на
рисунке В.2. причем правый был немного выше левого. В МЭК 61102 указано, что в этом случае для определе ния
оси распространения пучка следует использовать наибольшее значение пика.
Стандартные отклонения между известными положениями оси и их положениями, определенными тремя
методами и по трем плоскостям, представлены в таблице В.1.
Т а б л и ц а В.1 — Стандартные отклонения при сканировании по осям х и у. полученные с использованием
трех методов определения центра пучка
Метод
Стандартное отклонение
при сламировании по
х,
см
Стандартное отклонение
при сканировании по у. см
Пик
0.1121
0.0139
Центроид
0.0072
0.0098
Средняя точка по ширине пучка
0.0056
0.0096
Средняя линия на этом рисунке относится к средним точкам, а символом
PPI
обозначен интеграл квадра
тов давления в импульсе.
В.2
Метод средней точки по ширине пучка
В этом методе используют такое же сканирование по ортогональным линиям, как и в методе центроида, а
затем квадратные корни из значений интеграла квадратов давления в импульсе делят на 20 интервалов, соот
ветствующих уровням от минус 0.1 дБ до минус 26 дБ (см. таблицу В.2). Значения ширины пучка вычисляют по
настолько большому числу уровней, приведенных в таблице в децибелах, настолько это позволяет уровень из
меренного сигнала, а затем положения их центров усредняют для получения средних точек как по оси х. так и по
оси у. Пересечение линий, перпендикулярных к пиниям сканирования, и линий, проходящих через средние точки,
определяет центральную точку пучка.
32