Способ градуировки приемников градиента давления

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для калибровки приемников градиента давления методом сравнения с эталонным гидрофоном вблизи излучателя звука в зоне сферического распространения волн. Цель - повышение точности определения чувствительности гидрофона. Цель достигается тем, что градуируемый и эталонный гидрофоны , помещенные в середину водного слоя, располагают на расстоянии, выбираемом из условия г 3R+L/2, где R - радиус сферического излучателя звука; L - эффективная длина приемника градиента давления . Затем в окончательных результатах вычисления чувствительности поправку на сферическое распространение волн определяютпоформуле -T V Ј5V7Dr где К 2 я/А - волновое число. Поправка учитывает зависимость увеличения перепада давления от эффективной длины приемника градиента давления и позволяет получать более точные значения чувствительности при калибровке на малых рассто яниях до излучателя звука. 1 ил. СП С

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 L 27/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г2

Р— СL/2)

1+ 2

2Г тд2 < (/2 (21) 4836213/10 (22) 17.04.90 (46) 30.11,92. Бюл. ¹ 44 (71) Научно-производственное объединение

"Квант" (72) А,Г.Андреев, В.Ç.Галутин и Ю,Е.ФивейСКИЙ (56) Боббер P. Гидроакустические измерения. М.: Мир, 1974.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1686326, кл. G 01 L 27/00, 1989. (54) СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ ПРИЕМНИКОВ ГРАДИЕНТА ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измеритель- . ной технике и может быть использовано для калибровки приемников градиента давления методом сравнения с эталонным гидрофоном вблизи излучателя звука в зоне сферического распространения волн, Цель — повышение точности определения чувствительности гидрофона. Цель достигается

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для градуи ровки приемников градиента давления звуковой волны.

Известен способ градуировки приемников градиента давления вблизи излучателя сферических волн, Этот способ позволяет проводить градуировки приемников градиента давления простым и распространенным методом сравнения с эталонным гидрофоном в области сферического распространения волн. Применение излучателей типа "пульсирующая сфера" позволяет значительно сократить размеры зоны Френеля излучателя и проводить градуировку приемников градиента давления íà расстояниях до излучателя. сравнимых с эффективными размерами приемников. Однако в,, Ж,, 1778586 А1 тем, что градуируемый и эталонный гидрофоны, помещенные в середину водного слоя, располагают на расстоянии, выбираемом из условия r ЗВ+Е/2, где R — радиус сферического излучателя звука; L — эффективная длина приемника градиента давления, Затем в окончательных результатах вычисления чувствительности поправку на сферическое распространение волн определяют по формуле

1 где К = 2 л/А — волновое число. Поправка учитывает зависимость увеличения перепада давления от эффективной длины прием- 3 ника градиента давления и позволяет получать более точные значения чувствительности при калибровке на малых расстояниях до излучателя звука. 1 ил.

Ф этом случае градуировка указанными спосо-: бами будет приводить к ошибочным результатам, т.к. применяемая в них поправка на сферическое распространение волн получе- на при условии равенства градиента давления звуковой волны ОР/Or в фазовом центре приемника перепаду давления зву-, ковой волны ЛР на эффективной длине калибруемого приемника, что нарушается по мере уменьшения расстояния от применика до излучателя звука.

В качестве прототипа выбран способ градуировки, заключающийся в том, что калибруемый приемник градиента давления .помещают в жидкость, приводят жидкость в колебательное движение и измеряют напряжение на выходах приемника и вычисляют

17785В6 чувствительность приемника по известной зависимости.

Недостатком этого способа является то, что при калибровке приемников возникают ошибки в определении чувствительности приемника.

Цель изобретения — повышение точности определения чувствительности приемников градиента давления.

Цель достигается тем, что в жидкость погружают сферический излучатель звука и

- эталонный гидрофон, приемник градиента давления и эталонный гидрофон располагают в середине водного слоя на расстоянии

r между центрами приемника градиента давления и сферического излучателя звука, выбираемом из условия г -.— —

ЗИ+1 (1) где R — радиус сферического излучателя звука;

L — эффективная длина приемника градиента давления, измеряют напряжение на выходах приемника и гидрофона и вычисляют чувствительность приемника, причем учитываемую в окончательных результатах поправку ф на сферическое распространение волн определяют по формуле () . {)

Г

r — (L)) 2г

2 тц

2л где К = —;(— — волновое число;

А — длина волны звука.

Размещение приемника градиента давления на расстоянии г(1) от центра излучателя звука позволяет избежать пересечение эффективных размеров приемника и излучателя звука, приводящее к искажению линий тока скорости звука, исключить взаимное влияние градуируемого приемника и излучателя звука. Расположение приемника градиента давления вблизи излучателя звука приводит к тому, что изменение градиента давления звуковой волны на эффективной длине градуируемого приемника носит нелинейный характер. В этом случае перепад давления на длине градуируемого приемника отличается от градиента давления в его центре, и представление градуируемого приемника точечным приводит к ошибке в определении его чувствительности. Введение в поправку (2) на .сферическое распространение волн зависимости от конечных размеров градуируемого приемника позволяет учесть смещение точки расположения среднего значения перепада давления на длине приемника

15

20 ливают требуемую частоту и амплитуду излучаемого сигнала, измеряют

45 градиента давления от его геометрического центра и избежать ошибки в определении чувствительности приемников градиента давления при градуировке их в зоне сферического распространения волн на расстояниях до излучателя звука, сравнимых с эффективными размерами приемников градиента давления, Расстояние r, выбираемое из условия (1) и входящее как аргумент в поправку(2), измеряется между геометрическими центрами приемника градиента давления и излучателя звука.

Способ градуировки приемников градиента давления поясняется чертежом.

Располагают градуируемый приемник 1 и образцовый гидрофон 2 в середине водного слоя на расстоянии г, удовлетворяющем условию (2), между центрами излучателя звука 3 и градуируемого приемника устанавхарактеристику направленности градуируемого приемника, ориентируют ось максимальной чувствительности градуируемого приемника на излучатель звука, измеряют напряжения на выходах градуируемого приемника и образцового гидрофона, рассчитывают значение поправки (2) на сферическое распространение волн для данных. k;r u L u определяют чувствительность приемника градиента давления на данной частоте.

Применение поправки (2} на сферическое распространение волн при выполнении условия (1) позволяет проводить в широком диапазоне частот градуировку приемников градиента давления методом сравнения с образцовым гидрофоном на расстояниях до излучателя звука, сравнимых с эффективными размерами градуируемых приемников.

Формула изобретения

Способ градуировки приемников градиента давления путем погружения градуируемого приемника градиента давления в жидкость и приведения жидкости в колебательное движение, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в жидкость погружают сферический излучатель звука и эталонный гидрофон, при этом приемник градиента давления и эталонный гидрофон размещают на одинаковом расстоянии r от центра сферического излучателя звука, которое выбирают из условия

Зй+1

p ), где L — эффективная длина приемника градиента давления;

R — радиус сферического излучателя звука, 1778586

Крегистрирующей аафд7фМ

Составитель А.Андреев

Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор

Заказ 4185 Тираж Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 затем измеряют одновременно выходные сигналы приемника градиента давления и эталонного гидрофона, по отношению которых определяют чувствительность приемника градиента давления, и определяют мультипликативную поправку ф к чувствительности приемника градиента давления по соотношению

1/) =

Г 1+() r — (1/2) 2г z К1

2л

5 где К = — — — волновое число; — длина волны звука.