Способ абсолютной калибровки гидрофонов

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюз Сааетскма

4Ащмэинйтэижю4м

Реевубавв

<>909800 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 130680 (21) 2942178/18-10 (51) М Nn з с присоединением заявки М

H R 29/00

Государствеииый комитет

СССP во делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 534. 232 (088. 8) Опубликовано 28.02,82. Бюллетень М 8

Дата опубликования описания 28.02.82 (72) Автор изобретения

Ю.Г.Рачков (71) Заявитель. (54 ) СПОСОБ АБСОЛЮТНОЙ КАЛИБРОВКИ

ГИДРОФОНО3

Изобретение "относится к контрольно-измерительной технике и может бытьиспользовано при акустических измерениях.

Известен способ калибровки гидрофонов в столбе колеблющейся жидкости (инерциоиный способ), включающий измерение ускорения, сообщаемого камере с жидкостью, расстояния до сечения камеры, где звуковое давление равно нулю, и электрического напряжения на выходе гидрофона (1).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является . способ абсолютной калибровки гидрофона, включающий установку гидрофона в камере с жидкостью, создание звукового давления путем колебаний камеры, определение расстояния от верхней границы жидкости до полеречного сечения камеры, в котором амплитуда звукового давления равна нулю, нахождения амплитуды колебаний камеры и давления в месте расположения гидрофона и измерение электрического напряжения с его выхода (2j.

Однако этот способ недостаточно точен, так как ему присуще наличие градиента звукового давления вдоль .измерительной камеры, что приводит к необходимости измерять расстояние Н до центра акустической симметрии гидрофона.

В этом случае влияние звукового давления на глубинах ниже Н и меньшего на глубинах выше H усредняются, что дает среднее давление в точке на глубине Н ° Совпадение центров

1() акустической и геометрической симметрии (середины гидрофона) возможно только для маленьких сферических гидрофонов, когда ошибкой несовпадения можно пренебречь. В реальных инфразвуковых гидрофонах из-за технологических и конструктивных соображений совпадение центров акустической и геометрической симметрии возможно лишь как случайное событие.

Определение акустического центра таких гидрофонов представляет сложную техническую задачу, а использование расстояния для геометрического центра вместо расстояния цо акустического центра приводит к погрешностям градуировки.

Цель изобретения — повышение точности абсолютной калибровки.

Поставленная цель достигается тем, что определяют расстояние до сечения геометрической симметрии гид909800

Формула изобретения (5)

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юе- шийся тем, что звуковое давление жно, в камере создают путем ее аксиальных ра колебаний.

Источники информации, gp принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3224246, стоя- кл ° 73 1, 1965 °

2. Авторское свидетельство СССР

65.9 664046, кл. Н 04 R 29/00 1974.

Ф рофона, переворачивают его на 180О относительно сечения его геометрической симметрии с последующим жестким закреплением, вновь измеряют напряжение с выхода гидрофона, находят полусумму измеренных напряжений и 5

,определяют чувствительность в виде отношения найденнои полусуммы напряжений к амплитуде давления в сечении геометрической симметрии гидрофона.

Звуковое давление в камере создают путем ее аксиальных колебаний, На чертеже представлена схема способа градуировки при инерционном возбуждении.

Гидрофон 1 закреплен неподвижно 15 в камере 2, заполненной жидкостью с плотностью у . Камера совершает колебания в вертикальной плоскости с ускорением а, в этом случае напряжение с выхода гидрофона записывается в аиде

=31 ан I (1) где ф — чувствительность гндрофона;

Н вЂ” расстояние от границы жидкости до сечения акустической симметрии гидрофона, которое не поддается непосредственному измерению, произведение у аН„ есть давление.

Переворачивают гидрофон на 180 относительно сечения геометрической симметрии гидрофона (середины) и вновь измеряют напряжение с выхода гидрофона.

Допустим У Н„, следовательно, не совпадают центры геометрической и акустической симметрии гидрофона

Запишем U> в виде

Н,,= тр аН . (2)

Расстояние акустических центров

Н .,и Н0 запишем в виде

40 н„= н — ьн; (3)

Н0= Н+ДН, {4) где Н вЂ” расстояние до геометрического центра гидрофона, которое легко иэмеряетсяу Н вЂ” разница расстояний между акустическим и геометрическим центрами при двух установках гидрофона.

Совместно решая (1) и (2) при использовании выражений (3) и (4) для чувствительности у,получим выражение н„+ ., УаН

Таким образом, согласно выраж нию {5) градуировку гидрофона мо производить беэ определения цент акустической симметрии гидрофона

Способ осуществляют .следуищи образом.

Устанавливают гидрофон на рас нии Н=0,7 м от верхней границы жидкости. ы качестве рабочей жидкости используют трансформаторное масло.

Приводят камеру в маятниковое движение и измеряют напряжение U, равное 160 мВ. Частота сигнала

=1 4 Гц.

Останавдивают камеру, переворачивают гидрофон на 180, вновь закрепляют в держателе таким образом, чтобы расстояние Н оставалось без изменения.

Вновь приводят камеру в движение и измеряют напряжение U<, равное

0,170 мВ.

Определяют чувствительность согласно выражения (5).

Сравнение результатов градуировки предлагаемым способом с неэависимьрки методами показывает, что разброс результатов градуировки находится в пределах 0,6-1 дБ.

Повышение точности калибровки обусловлено введением операции измерения расстояния от поверхности столба жидкости в камере до всегда известного геометрического центра гидрофона,что может быть сделано с любой точностью, и измерением достаточ. но больших значений напряжений с вы-. хода гидрофона.

1. Способ абсолютной калибровки гидрофонов, включающий установку гидрофона в камере с жидкостью, создание звукового давления путем колебаний камеры, нахождение амплитуды колебаний камеры и давления в месте расположения гидрофона и измерение электрического. напряжения с его выхода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности калибровки, определяют расстояние до сечения геометрической симметрии гидрофона, переворачивают его на

180 относительно сечения его геоо метрической симметрии с последующим жестким закреплением, вновь измеряют напряжение с выхода гидрофона, находят полусумму измеренных напряжений и определяют чувствительность в виде отношения найденной полусуммы напряжений к амплитуде давления в сечении геометрической симметрии гидрофона.

Составитель Э. Пирогов

Редактор A.Ëåæíèíà Техред И. Гайду Корректор М. Демчик

Заказ 910/77 Тираж 685 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35,Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4