Способ градуировки гидрофонов

 

Способ градуировки гидрофонов реализуется устройством, содержащим измерительную камеру с водой, в которой закреплены градуируемые гидрофоны. Измерительная камера соединена гибким шлангом со вспомогательным сосудом с водой. При периодическом синусоидальном перемещении вспомогательного сосуда в вертикальном направлении с помощью электрического привода в измерительной камере возникают периодические изменения давления, которые преобразуются в выходной сигнал. Наряду с гидростатическим давлением, которое рассчитывается по простой формуле, на гидрофон действует другая составляющая давлений, обусловленная инерцией. Учет этой составляющей и определяет погрешность градуировки. Инерционная составляющая зависит от частоты колебаний вспомогательного сосуда и противоположна по знаку гидростатическому давлению. Поэтому на определенной частоте они компенсируют друг друга и на выходе гидрофона будет нулевой сигнал. Полученное значение частоты нулевого сигнала подставляют в формулу измерения для определения градуировочного коэффициента. Поскольку частотные измерения являются самыми высокоточными, то градуировка гидрофонов предлагаемым способом осуществляется с минимальной погрешностью. Процесс градуировки прост в реализации, это позволяет автоматизировать процесс абсолютной градуировки гидрофонов, что также повышает воспроизводимость результатов градуировки. 1 ил.

Изобретение относится к области гидроакустических измерений инфразвуковой частоты и может быть использовано для абсолютной градуировки гидрофонов.

Известен способ градуировки гидрофонов на инфразвуковой частоте путем их вертикальных, синусоидальных колебаний под свободной поверхностью покоящейся жидкости. Периодические изменения глубины погружения гидрофона приводят к действию на него переменного гидростатического давления (Голенков А.Н. "Абсолютная градуировка приемников инфразвукового давления", ж. Измер. техн. N 5, 1965, с. 42).

Этот способ градуировки обладает недостаточной точностью из-за наличия относительного смещения среды и гидрофона при низкой точности измерений глубины погружения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению относится известный способ градуировки гидрофонов, основанный на том, что в неподвижной измерительной камере с водой закрепляют градуируемые гидрофоны и соединяют с измерительной камерой вспомогательный сосуд при помощи гибкой трубки, который совершает периодические синусоидальные колебания. Выравнивание гидростатической и инерционной составляющих в этом способе градуировки осуществляется путем изменения уровня воды с последующим его измерением (См. Голенков А. Н. "Абсолютная градуировка приемников инфразвукового давления", ж. Измер. техн., N 5, 1965, с. 43).

Этот способ обладает недостаточной точностью из-за дополнительной погрешности измерения уровней воды.

Целью настоящего изобретения является повышение точности градуировки гидрофонов на инфразвуковых частотах.

Способ заключается в измерении амплитуды вертикального перемещения ho вспомогательного сосуда с водой относительно измерительной камеры с гидрофоном, затем определяют частоту fo перемещения вспомогательного сосуда, при которой выходной сигнал гидрофона U равен нулю, и градуировочный коэффициент M гидрофона на частоте f определяют из соотношения (1) где q - ускорение свободного падения, - плотность воды, fp - резонансная частота камеры с вспомогательным сосудом.

На рисунке схематически изображено устройство, реализующее изобретение.

В измерительной камере 1 закреплены гидрофоны 2, соединенные с прибором 3 регистрации выходного сигнала U. Измерительная камера гибким шлангом 4 соединена с вспомогательным сосудом 5, который совершает синусоидальные колебания.

Устройство работает следующим образом. После того как в измерительную камеру 1 и вспомогательный сосуд 5 заливается вода, вспомогательный сосуд 5 по действием привода начинает совершать синусоидальные колебания, имеющие вертикальную составляющую, значение которой ho, при этом снимают показания выходного сигнала U гидрофона 2 с помощью регистрирующего прибора 3. Изменяя частоту f синусоидальных колебаний вспомогательного сосуда 5, добиваются нулевого значения выходного сигнала гидрофона, фиксируя при этом частоту колебаний вспомогательного сосуда fo, при которой инерционная составляющая изменения давления в измерительной камере полностью компенсируется гидростатическим давлением. После этого гидрофон градуируют на любых частотах диапазона, а градуировочный коэффициент M определяют из соотношения (1).

Предлагаемый способ градуировки гидрофонов отличается повышенной точностью по причине того, что значение частоты нулевого сигнала fo оперативно определяется с пренебрежимо малой погрешностью, и поскольку процесс градуировки прост в реализации, это позволяет автоматизировать процесс абсолютной градуировки гидрофонов, что также повышает воспроизводимость результатов градуировки.

Формула изобретения

Способ градуировки гидрофонов, заключающийся в измерении амплитуды вертикального перемещения h0 вспомогательного сосуда с водой относительно измерительной камеры с гидрофоном, отличающийся тем, что, с целью повышения точности градуировки, определяют частоту fо перемещения вспомогательного сосуда, при которой выходной сигнал гидрофона U равен нулю, затем градуировочный коэффициент М гидрофона на частоте f определяют из соотношения где q - ускорение свободного падения; - плотность воды; fр - резонансная частота системы, состоящей из измерительной камеры и вспомогательного сосуда.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для измерения параметров первичных и вторичных полей плавсредства

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано при градуировке и калибровке гидрофонов стационарных измерительных средств в диапазоне низких частот (когда длина звуковой волны по порядку величины сравнима с глубиной моря)

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для градуировки и калибровки приемных гидроакустических измерительных систем, в частности гидроакустических антенн в закрытых узких гидрокамерах в лабораторных условиях и на гидроакустических полигонах в натурных условиях

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для калибровки измерительных гидроакустических антенных решеток в пространственно ограниченных гидрокамерах

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для градуировки гидрофонов стационарных измерительных систем в инфразвуковом диапазоне

Изобретение относится к гидроакустическим измерениям, а конкретнее к способам измерения рассеяния звука дном океана

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для проведения метрологической поверки рабочих средств измерений (РСИ) в натурных условиях

Изобретение относится к измерительной технике и метрологии и может быть использовано для градуировки и калибровки измерительных систем, в частности гидроакустических и гидрофизических преобразователей

Изобретение относится к измерениям мощности ультразвукового излучения в воде, биологических средах и может быть использовано в технике и медицине

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для градуировки гидрофонов

Изобретение относится к области гидроакустики

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к области измерения параметров пьезоэлектрических преобразователей

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и решает задачу повышения точности измерения энергетической ширины дискретной спектральной шума источника при его движении

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для калибровки и поверки линейных гидроакустических антенн в лабораторных условиях

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для экспресс-оценки характеристики направленности гидроакустического излучателя (ХНГИ)
Наверх