Способ абсолютной калибровки инфразвуковых гидрофонов в маятниковых камерах

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву )) 664046

3 (22)Заявлено 21.05.80 (2l) 2927170/18-28 (5! )Щ. Кл, GO1 Н 3/00 с присоединением заявки №

Гооударстеенный коинтет

СССР

IIo делам нзобретеннй н открытий (23) Приоритет (53 ) Уд К 534 88+

+534.6 (088.8) Опубликовано 23.07.82. Бюллетень №27

Дата опубликования описания 23.07.82 (72) Авторы изобретения

Ю.Г. Рачков и А. Н. Голенков (71) Заявитель (54) СПОСОБ АБСОЛЮТНОЙ КАЛИБРОВКИ

ИНФРАЗВУКОВЫХ ГИДРОФОНОВ

В МАЯТНИКОВЫХ КАМЕРАХ

Изобретение относится к контрольно: измерительной технике и может быть использовано при акустических измерениях.

По основному авт. св. )(664046

5 известен способ абсолютной калибровки инфразвуковых гидрофонов в маятниковых камерах, заключающийся в том, что создают на входе гидрофона акустическое давление путем маятниковых колебаний измерительной камеры относительно оси ее подвеса. Чувствительность испытываемого гидрофона определяют как отношение напряжения с выхода гидрофона к давлению на входе гидрофона, рассчитанного косвенным методом с учетом значения массового импеданса столба жидкости и параметров движения камеры.Достоинством способа является простота его реализации при повышенных гидростатических !о давлениях в замкнутом объеме(11.

Недостатком способа является узкий частотный диапазон калибровки, обусловленный относительно низкой частотой и малым диапазоном частот колебаний маятниковых камер.

Цель изобретения - расширение частотного диапазонае

Поставленная пель достигается тем, что согласно способу абсолютной калибровки инфразвуковых гидрофонов в маятниковых камерах останавливают камеру, размещают в ней излучатель, изменением величины напряжения излучателя на чрстоте маятниковых колебаний получают напряжение на выходе гидрофона, равное напряжению на его выходе при маятниковых колебаниях камерыи определяют чувствительность гицрофона в частотном циапазоне, гце непоцвижная камера управляется гибкостью.

Физическая сущность способа заключается в следующем.

Напряжение на выходе гидрофона в маятниковой камере О„равно

„- g (з()) где p - чувствительность гидрофона;

P(w)- давление на входе гидрофона, обуслЬвленное массовым нлше—

3 945673 ф дансом столба жидкости между гидрофоном и сечением с нулевым избыточным давлением, величина которого равна

p(m)= pqdР (Н-Н )+ (Н -Н )),(

Д. - амплитуда угла колебаний;

Н-Н,-, - высота столба жидкости между гидрофоном и сечением с нулевым избыточным давлением; !5 (д - круговая частота колебаний камеры.

В остановленной камере создают акустическое давление дополнительным излучателем, при этом напряжение на выхо- 20 де калибруемого гидрофона можно записать в виде ,U =у-Р(о), (l)

25 где Р (с) - давление, обусловленное упругим импедансом неподвижной камеры.

При постоянстве амплитуды электрического напряжения на входе излучателя давление, создаваемое им в камере, не зависит от значений частоты в диапазоне частот, верхняя граница которого равна

1/2 частоты первого резонанса замкнутой акустической колебательной системы.

В этом диапазоне камера "управляется гибкостью". Давление, создаваемое при этом дополнительным излучателем, равно

P(c)=X/С, где Х,- смешение излучателя;

С суммарная гибкость системы.

Это давление не зависит от частоты, но абсолютное его значение трудно расМ считать à неопределенности акустической гибкости С. При равенстве напряжений ц на выходе гидрофона при его воэ1 буждении в маятниковой .камере и напряжения U при его возбуждении в останов50 ленной камере искомую чувствительность можно записать в виде ц р()=ц„ Р(п)=0, 1р ). (З, 55

Давление P (m) рассчитывается согласно выражению (1) с точностью, доста.точной для практического применения.

Таким образом, используя дополнитель. ный гидрофон как контрольное устройство для сравнения напряжений, возможно произиэвести замещение трудно рассчитываемого давления, обусловленного упругим импедансом, на давление, обусловленное массовым импедансом столба жидкости в той же камере.

Пример В камере установлен калибруемый гидрофон иэ пьезокерамического материала. Частота колебаний камеры составляет f =1,4 Гц„Общая длина столба жидкости равна 0,6 м, гидростатическое давление равно 10 МПа.

На расстоянии х=0,2 м от калибруемого гидрофона установлен дополнительный гидрофон, используемый в качестве излучателя. Резонансная частота камеры под давлением равна 850 Гц, следовательно, ее рабочий диапазон 400 Гц. Создают акустическое давление на входе гидрофона при номоши дополнительного излучателя в неподвижной камере на частоте 1,4 Гц. При напряжении на входе излучателя 90 В, напряжение на выходе калибруемого гидрофона равняется напряжению при возбуждении гидрофона при маятниковых колебаниях камеры и не изменяется в пределах погрешности измерения до частоты .400 Гц. Чувствительность рассчитывается с использованием полученных экспериментальных и . табличных данных согласно выражению (3). Таким образом, частотный диапазон калибровки увеличен до 400 Гц. При исользовании камер малых линейных размеров диапазон частот калибровки может быть эначительно увеличен.

Использование изобретения позволяет расширить частотный диапазон калибров ки гидрофонов в замкнутых камерах при существенном упрощении способа и беэ потери точности.

Формула изобретения

Способ абсолютной калибровки инфразвуковых гидрофонов. в маятниковых камерах по авт. св. % 664046, о тл и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона, останавливают камеру, размещают в ней излучатель, изменением величины напряжения излучателя на частоте маятниковых колебаний получают напряжение на выходе гидрофона, равное напряжению на его выСоставитель Л. Карписонов

Редактор Н. Лазаренко Техред Е.Харнтончик . Корректор В- Бутяга

5316/59 Тираж 507 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Заказ

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

5 948673 d ходе прн маятниковых колебаниях ка- Источники информации, меры н опрецеляют чувствительность принятые во внимание грн экспертизе гнцрофона в частотном диапазоне, гце 1. Авторское свидетельство СССР непоцвнжная камера управляется гнб- И - 664046, кл. С 01 Н 3/00, 1974 костью, S (прототип).