1
Изобретение относится к контрольно измерительной технике и может быть использовано при акустических измерениях.
По основному авт. св. № 664046 известен способ абсолютной калибровки инфразвуковых гидрофонов в маятниковых камерах, заключающийся в том, что создают на входе гидрофона акустическое давление путем маятниковых колебаний ю измерительной камеры относительно оси ее подвеса. Чувствительность испытываемого гидроФока определяют как отношение напряжения с выхода гидрофона к давлению на входе гидрофона, рассчитан- js ного косвенным методом с учетом значения массового импеданса столба жидкости и параметров движения камеры.Достоинством способа является простота его реализации при повышетгаых гидростатических 0 давлениях в замкнутом объемеС.
Недостатком способа является узкий частотный диапазон калибровки, обуслов.ленный относительно низкой частотой и
малым диапазоном частот колебаний маятниковых камер.
Цель изобретения - расширение чаототного диапазона.
Поставленная дель достигается тем, что согласно способу абсолютной калибровки инфразвуковых гидрофонов в маятниковых камерах останавливают камеру, размешают в ней излучатель, изменением величины напряжения излучателя на кзототе маятниковых колебаний получают напряжение на выходе гидрофона, равное напряжению на его выходе при маятниковых колебаниях камерыи опредепяют.чувствитепьность гидрофона в частотном диапазоне, где неподвижная камера управляется гибкостью.
Физическая сущность способа заключается в следующем.
Напряжение на выходе гидрофона в маятниковой камере U равно
U.TT-Plm),
где 5 - чувствительность гидрофона; Р( давление на входе гидрофона,
обуслЬвленное массовым tiMiieдансом столба жидкости меж ду гвдрофоном и сечением с нулевым избыточным давлени величина которого равна Pl-)(H-Ho)-f(),H) где f - плотность жидкости; с - ускорение силы тяжести; с1 - амплитуда угла колебаний; Н-Н(-, -.высота столба жидкости меж ду гидрофоном и сечением с нулевым избыточным давлением;U) - круговая частота колебаний камеры. В остановленной создают акус тическое давление дополнительным излучателем, при этом напряжение на выхо де калибруемого гидрофона можно записа в виде ,(),(L где Р (с) - давление, обусловленное упругим импеданс ом V 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 Р(с)Х/С, где Х,- CMemeirae излучателя; С - суммарная гибкость системы. Это давление не зависит от частоты, но абсолютное его значение трудно рассчитать из-за неопределенности акустиче кой гибкости С. При равенстве напряжений и на выходе гидрофона при его возбуждении в маятниковой камере и напряжения Uq при его возбуждении в остановленной камере искомую чувствительност можно записать в виде f ) (ni) U Давление Р (,m) рассчитывается соглас но выражению (1) с точностью, доста.т.очной для практического применения. Таким образом, используя дополнитель, ный гидрофон как контрольное устройство для сравнения напряжений, возможно произизвести замещение трудно рассчитываемого давления, обусловленного упругим импедансом, на давление, обусловленное массовым импедансом столба жидкости в той же камере. Пример В камере установлен калибруемый гидрофон из пьезокерамического материала. Частота колебаний камеры составляет 1,4 Гц, Общая длина столба жидкости равна 0,6 м, гидростатическое давление равно 10 МПа. На расстоянии ,2 м от калибруемого гидрофона установлен дополнительный гидрофон, используемый в качестве излучателя. Резонансная частота камеры под давлением равна 85О Гц, следовательно, ее рабочий диапазон 4ОО Гц. Создают акустическое давление на входе гидрофона при помоши дополнительного излучателя в неподвижней камере на частоте 1,4 Гц. При напряжении на входе излучателя---ЭО В, напряжение на выходе калибруемого гидрофона равняется напряжению при возбуждении гидрофона при маятниковых колебаниях камеры и не изменяется в пределах погрешности измерения до частоты Гц. Чувствительность рассчитывается с использованием полученных экспериментальных и табличных данных согласно выражению (3). Таким образом, частотный диапазон калибровки увеличен до 4ОО Гц. При иорользованш камер малых линейных размеров диайазон частот калибровки может быть значительно увеличен. Использование изобретения позволяет расширить частотный диапазон калибров- ки гидрофонов в замкнутых камерах при существенном упрощении способа и без потери точности. Формула изобретения Способ абсолютной калибровки инфразвуковых гидрофонов в маятниковых камерах по авт. св. № 664О46, отличающийся 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 вы59456736
ходе при маятниковых колебаниях ка-Источники информации,
меры и опрецегиют чувствительностьпринятые во внимание 1фи экспергизе
гидрофона в частотном цнапазоне, где1. Авторское свидетельство СССР
неподвижная камера управляется гиб- N° 664О46, кп. С О1 Н З/ОО, 1974 костью.5 (прототип).
