RU2390968C1 - Method of calibrating hydrophones in field with continuous signal radiation in reverberating measurement pool - Google Patents
Method of calibrating hydrophones in field with continuous signal radiation in reverberating measurement pool Download PDFInfo
- Publication number
- RU2390968C1 RU2390968C1 RU2009112020/28A RU2009112020A RU2390968C1 RU 2390968 C1 RU2390968 C1 RU 2390968C1 RU 2009112020/28 A RU2009112020/28 A RU 2009112020/28A RU 2009112020 A RU2009112020 A RU 2009112020A RU 2390968 C1 RU2390968 C1 RU 2390968C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrophone
- emitter
- pool
- field
- pair
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для градуировки гидрофонов по полю в условиях реверберационного поля, возникающего при непрерывном излучении звуковой волны в незаглушенном гидроакустическом бассейне.The invention relates to hydroacoustics and can be used to calibrate hydrophones in a field under the conditions of a reverberation field that occurs when a sound wave is continuously emitted in a non-damped sonar pool.
Термин «градуировка гидрофона по полю» подразумевает определение чувствительности гидрофона по напряжению в свободном поле бегущей звуковой волны.The term "hydrophone graduation by field" means determining the sensitivity of the hydrophone by voltage in the free field of a traveling sound wave.
Под свободным полем понимают поле сферической звуковой волны, распространяющейся в изотропной однородной среде, что на практике реализовать невозможно.A free field is understood to mean the field of a spherical sound wave propagating in an isotropic homogeneous medium, which is impossible to realize in practice.
Поэтому градуировка гидрофона по полю практически всегда проводится в условиях отражений (реверберационного поля).Therefore, the calibration of the hydrophone in the field is almost always carried out under the conditions of reflections (reverberation field).
В незаглушенном измерительном бассейне проблема градуировки гидрофона по полю обусловлена необходимостью борьбы с отражениями.In a non-damped measuring pool, the problem of calibrating the hydrophone in the field is due to the need to combat reflections.
Известен способ градуировки гидрофона по полю в незаглушенном измерительном бассейне [Боббер Р.Дж. Гидроакустические измерения. / Пер. с англ. под ред. А.Н.Голенкова. - М.: Мир. - 1974, CEI/IEC 60565:2006. Underwater acoustics - hydrophones - calibration in the frequency range 0.01 Hz to 1 MHz. International Electrotechnical Commission. Geneva. Switzerland. - 2006], в котором прямой сигнал излучателя и сигналы, отраженные измерительным бассейном, разделяют методом временной селекции. При этом в качестве сигнала используют тонально-импульсный гидроакустический сигнал.There is a method of calibrating a hydrophone in a field in an undamped measuring pool [Bobber R.J. Hydroacoustic measurements. / Per. from English under the editorship of A.N. Golenkova. - M .: World. - 1974, CEI / IEC 60565: 2006. Underwater acoustics - hydrophones - calibration in the frequency range 0.01 Hz to 1 MHz. International Electrotechnical Commission. Geneva. Switzerland - 2006], in which the direct signal of the emitter and the signals reflected by the measuring pool are separated by the method of temporary selection. In this case, a tone-pulse hydroacoustic signal is used as a signal.
Недостатками известного способа являются искажения формы тонального импульса переходными процессами в узкополосном измерительном тракте, снижение эффективности временной селекции с уменьшением частоты и, как следствие, -ограничение нижней частоты градуировки по полю, большое время измерения подробной частотной характеристики, необходимость когерентного накопления тональных импульсов на приеме для повышения отношения сигнал/шум.The disadvantages of this method are distortion of the shape of the tonal pulse by transients in a narrow-band measuring path, a decrease in the efficiency of temporal selection with a decrease in the frequency and, as a result, a limitation of the lower frequency of calibration over the field, a long measurement time for a detailed frequency response, the need for coherent accumulation of tonal pulses in reception for increasing signal to noise ratio.
Известен способ градуировки гидрофона по полю в условиях непрерывного излучения линейно частотно модулированного сигнала - ЛЧМ сигнала с известными параметрами в незаглушенном бассейне с частотным разделением прямого и отраженных сигналов, принятый за прототип [Peder С. Pedersen, Peter A. Lewin, Leif Bjørnø, Application of time-delay spectrometry for calibration of ultrasonic transducers / IEEE transaction on ultrasonics, ferroelectric and frequency control. - March, 1988. - Vol. 35, №2. - P.185-205].There is a method of calibrating a hydrophone over a field under conditions of continuous emission of a linearly frequency-modulated signal — an LFM signal with known parameters in an unmuffled pool with frequency separation of direct and reflected signals, adopted as a prototype [Peder C. Pedersen, Peter A. Lewin, Leif Bjørnø, Application of time-delay spectrometry for calibration of ultrasonic transducers / IEEE transaction on ultrasonics, ferroelectric and frequency control. - March, 1988. - Vol. 35, No. 2. - P.185-205].
Прототип заключается в расположении в измерительном бассейне пар излучатель-гидрофон при известном расстоянии между излучателем и гидрофоном, определении для каждой пары излучатель-гидрофон временных задержек сигналов, отраженных отражающими поверхностями измерительного бассейна, возбуждении каждой пары излучатель-гидрофон линейно частотно модулированным сигналом с известными параметрами, измерении выходного напряжения гидрофона и тока излучателя, определении частотной зависимости переходного импеданса пары излучатель-гидрофон в бассейне с отражениями, определении по полученной зависимости переходного импеданса пары излучатель-гидрофон в условиях свободного поля с последующим определением по полученным для каждой пары излучатель-приемник частотным зависимостям переходного импеданса в условиях свободного поля частотной зависимости чувствительности гидрофона по полю.The prototype consists in arranging emitter-hydrophone pairs in the measuring pool with a known distance between the emitter and the hydrophone, determining for each emitter-hydrophone pair the time delays of the signals reflected by the reflecting surfaces of the measuring pool, exciting each radiator-hydrophone pair with a linearly frequency-modulated signal with known parameters, measuring the output voltage of the hydrophone and the current of the emitter, determining the frequency dependence of the transient impedance of a pair of emitter-hydropho n in the pool with reflections, determining, according to the obtained dependence of the transitional impedance of the emitter-hydrophone pair in a free field, with subsequent determination of the frequency dependences of the transitional impedance for each pair of emitter-receiver in the conditions of the free field of the frequency dependence of the sensitivity of the hydrophone over the field.
Прототип называют способом спектрометрии временных задержек (СВЗ). Недостатками способа СВЗ являются погрешности градуировки гидрофона, обусловленные нарушением условий свободного поля и искажениями искомой частотной характеристики чувствительности гидрофона усреднением, а также использование только одного типа непрерывного сигнала с распределенной в полосе частот мощностью - ЛЧМ сигнала.The prototype is called the method of spectrometry of time delays (SVZ). The disadvantages of the SVZ method are errors in the calibration of the hydrophone due to violation of the free field conditions and distortions of the desired frequency response of the sensitivity of the hydrophone by averaging, as well as the use of only one type of continuous signal with a power distributed in the frequency band - the LFM signal.
Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения,является повышение точности градуировки гидрофона по полю в незаглушенном измерительном бассейне (в условиях реверберационного поля) за счет уменьшения влияния отражений на результаты градуировки, уменьшения искажений искомой частотной характеристики чувствительности гидрофона усреднением.The technical result obtained from the implementation of the invention is to increase the accuracy of calibrating the hydrophone over the field in an unmuted measuring pool (in the reverberation field) by reducing the effect of reflections on the calibration results, reducing distortion of the desired frequency response of the sensitivity of the hydrophone by averaging.
Данный технический результат достигают за счет того, что в известном способе, заключающемся в расположении в измерительном бассейне пар излучатель-гидрофон при известном расстоянии между излучателем и гидрофоном, определении для каждой пары излучатель-гидрофон временных задержек сигналов, отраженных отражающими поверхностями измерительного бассейна, возбуждении каждой пары излучатель-гидрофон линейно частотно модулированным сигналом с известными параметрами, измерении выходного напряжения гидрофона и тока излучателя, определении частотной зависимости переходного импеданса пары излучатель-гидрофон в условиях свободного поля с последующим определением по полученным для каждой пары излучатель-приемник частотным зависимостям переходного импеданса в условиях свободного поля частотной зависимости чувствительности гидрофона по полю для каждой пары излучатель-гидрофон измеряют мгновенные значения тока излучателя и выходного напряжения гидрофона, по которым определяют комплексную частотную зависимость переходного импеданса пары в бассейне с отражениями, а комплексную частотную зависимость переходного импеданса пары излучатель-гидрофон в условиях свободного поля определяют скользящим взвешенным комплексным усреднением в установленном интервале частот комплексной частотной зависимости переходного импеданса пары излучатель-гидрофон в бассейне с отражениями с использованием взвешивающей функции, которая строится исходя из значений временных задержек сигналов, отраженных измерительным бассейном.This technical result is achieved due to the fact that in the known method, consisting in the location in the measuring pool of the emitter-hydrophone pair at a known distance between the emitter and the hydrophone, determining for each pair of emitter-hydrophone the time delays of the signals reflected by the reflecting surfaces of the measuring pool, the excitation of each emitter-hydrophone pairs by a linearly frequency-modulated signal with known parameters, measuring the output voltage of the hydrophone and the emitter current, determining the frequency dependence of the transitional impedance of a pair of emitter-hydrophone in a free field with subsequent determination of the frequency dependences of the transitional impedance for a pair of emitter-receiver obtained under each field of a frequency field of the frequency dependence of the sensitivity of the hydrophone in the field for each pair of radiator-hydrophone measure the instantaneous current of the emitter and output hydrophone voltages, which determine the complex frequency dependence of the transient impedance of a pair in a pool with reflections, and the Lexus frequency dependence of the transient impedance of the emitter-hydrophone pair in a free field is determined by moving weighted complex averaging over the established frequency range of the complex frequency dependence of the transient impedance of the emitter-hydrophone pair in the pool with reflections using the weighting function, which is based on the values of time delays of the signals reflected measuring pool.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлена схема реализации способа; на фиг.2, 3 - диаграммы, поясняющие работу способа.The invention is illustrated by drawings. Figure 1 presents a diagram of the implementation of the method; figure 2, 3 are diagrams explaining the operation of the method.
На фиг.1 представлена система излучатель-приемник, состоящая из трех последовательно включенных линейных элементов: излучателя, бассейна и приемника. Каждый элемент системы будем характеризовать своей передаточной функцией. Излучатель - чувствительностью на излучение SP(ƒ), бассейн - передаточной функцией звукового давления НWT(ƒ), приемник - чувствительностью на прием МH(ƒ). Входом и выходом системы являются соответственно ток излучателя iP(ƒ) и выходное напряжение приемника uH(ƒ).Figure 1 shows the system of the emitter-receiver, consisting of three series-connected linear elements: the emitter, the pool and the receiver. Each element of the system will be characterized by its transfer function. The emitter is the radiation sensitivity S P (ƒ), the pool is the transfer function of sound pressure H WT (ƒ), the receiver is the reception sensitivity M H (ƒ). The input and output of the system are, respectively, the emitter current i P (ƒ) and the output voltage of the receiver u H (ƒ).
Передаточную функцию (ПФ) бассейна с учетом отражений HWT(ƒ) определим как отношение звуковых давлений в точке приема: суммарного звукового давления pΣ(ƒ) и звукового давления р0(ƒ) в прямой волне HWT(ƒ)=pΣ(ƒ)/p0(ƒ). Градуировка методом взаимности по полю основана на измерении переходного импеданса (ПИ) системы излучатель-приемник в условиях распространения прямой волны. В рассматриваемом представлении это соответствует единичной ПФ HWT(ƒ). Поставим задачу: найти условия, при которых ПФ бассейна становится близкой к единице.The transfer function (FS) of the pool taking into account the reflections H WT (ƒ) is defined as the ratio of sound pressures at the receiving point: total sound pressure p Σ (ƒ) and sound pressure p 0 (ƒ) in the direct wave H WT (ƒ) = p Σ (ƒ) / p 0 (ƒ). Field reciprocity calibration is based on measuring the transient impedance (PI) of the emitter-receiver system in a direct wave propagation environment. In the representation under consideration, this corresponds to a single PF H WT (ƒ). We pose the problem: find the conditions under which the basin FS becomes close to unity.
В предположении конечного числа значимых отражений звуковое давление в точке приема pΣ(ƒ) представим суммой давления в прямой волне p0(ƒ) и давлений pi(ƒ) в отраженных волнах: . ПФ бассейна запишем через функции отражений в виде: . Очевидно, что поставленная задача может быть достигнута, если влияние уменьшить до нуля.Assuming a finite number of significant reflections, the sound pressure at the receiving point p Σ (ƒ) is represented by the sum of the pressure in the direct wave p 0 (ƒ) and the pressures p i (ƒ) in the reflected waves: . We write the basin FS through the reflection functions in the form: . Obviously, the task can be achieved if the influence reduce to zero.
Давление в отраженной волне pi(ƒ) представим через давление в прямой волне р0(ƒ) и фазовую задержку для разности хода прямой и отраженной волны Δri. Для упрощения записей и без ущерба общности рассуждений будем считать, что Δr1<Δr2<…<Δrn, коэффициент отражения не зависит от частоты и равен единице, а амплитуда давления в отраженной волне не зависит от разности хода Δr. Исходя из сделанных допущений pi(ƒ)=p0(ƒ)exp(-jk Δri) и , где k=2πƒ/с - волновое число.The pressure in the reflected wave p i (ƒ) is represented through the pressure in the direct wave p 0 (ƒ) and the phase delay for the difference in the path of the direct and reflected waves Δr i . To simplify the entries and without prejudice to the generality of reasoning, we assume that Δr 1 <Δr 2 <... <Δr n , the reflection coefficient does not depend on frequency and is equal to unity, and the pressure amplitude in the reflected wave does not depend on the path difference Δr. Based on the assumptions made, p i (ƒ) = p 0 (ƒ) exp (-jk Δr i ) and , where k = 2πƒ / s is the wave number.
Рассмотрим результат скользящего комплексного усреднения функции НWT(ƒ) в интервале частот Δƒ.Consider the result of a moving complex averaging of the function Н WT (ƒ) in the frequency range Δƒ.
, ,
где εi(f,Δf)=ψ/(Δf,τi) exp(-jkΔri) - остаточное влияние отражения с номером i, τi=Δri/с - временная задержка отраженной волны, функция задает относительное уменьшение влияния отражения, вызванное усреднением в частотном интервале Δƒ, в зависимости от временной задержки отражения τ.where ε i (f, Δf) = ψ / (Δf, τ i ) exp (-jkΔr i ) is the residual influence of reflection with number i, τ i = Δr i / s is the time delay of the reflected wave, function sets the relative decrease in the influence of reflection caused by averaging in the frequency interval Δƒ, depending on the time delay of reflection τ.
При усреднении в интервале частот Δƒ1=1/τ1 компонента, обусловленная влиянием 1-го отражения ε1(ƒ, Δƒ1) обращается в нуль, а влияние отражений εi(ƒ, Δƒi) (i>1), задержанных на время τi>τ1, уменьшается не менее чем 5 раз, поскольку для τ>τ1 функция ψ(Δƒ1, τ) по абсолютной величине не превосходит 0,21.When averaging over the frequency range Δƒ 1 = 1 / τ 1 the component due to the influence of the 1st reflection ε 1 (ƒ, Δƒ 1 ) vanishes, and the influence of reflections ε i (ƒ, Δƒ i ) (i> 1) by the time τ i > τ 1 , decreases by at least 5 times, since for τ> τ 1 the function ψ (Δƒ 1 , τ) does not exceed 0.21 in absolute value.
Нетрудно показать, что аналогичные рассуждения справедливы для любого i-го отражения и каждое скользящее комплексное усреднение ПФ бассейна HWT(ƒ) в интервале частот 1/τ1 исключает влияние отражения, задержанного на время τi, и приводит к не менее чем 5-кратному ослаблению влияния более поздних отражений. В общем случае суммарное уменьшение влияния отражений в результате m≤n последовательных усреднений в частотных интервалах Δƒ1=1/τ1, Δƒ2=1/τ2,…, Δƒm=1/τm, задает функция .It is easy to show that similar reasoning is valid for any ith reflection and each moving complex averaging of the FS of the basin H WT (ƒ) in the
Сказанное выше проиллюстрировано зависимостями, представленными на фиг.2. На фиг.2 а изображены частотные интервалы Δƒ1 и Δƒ2, комплексное скользящее усреднение в которых ПФ бассейна позволяет исключить влияние отражений, задержанных на время τ1=1/Δƒ1 и τ2=1,5τ1. Результат двух последовательных усреднений может быть достигнут одним усреднением в частотном интервале Δƒ1+Δƒ2 с использованием взвешивающей функции h(ƒ). Взвешивающая функция получается сверткой функций двух прямоугольных окон шириной Δƒ1 и Δƒ2. Функция h(ƒ) изображена на фиг.2 а и имеет вид трапеции с основаниями Δƒ1+Δƒ2 и Δƒ1-Δƒ2.The foregoing is illustrated by the dependencies shown in FIG. 2. Figure 2a shows the frequency intervals Δƒ 1 and Δƒ 2 , the complex moving averaging in which the FS of the pool eliminates the influence of reflections delayed for the time τ 1 = 1 / Δƒ 1 and τ 2 = 1.5τ 1 . The result of two successive averages can be achieved by one averaging in the frequency interval Δƒ 1 + Δƒ 2 using the weighting function h (ƒ). The weighting function is obtained by convolution of the functions of two rectangular windows of width Δƒ 1 and Δƒ 2 . The function h (ƒ) is shown in FIG. 2 a and has the form of a trapezoid with bases Δƒ 1 + Δƒ 2 and Δƒ 1 -Δƒ 2 .
На фиг.2б кривыми «1-е», «2-е» и «1-е + 2-е» изображены функции ψ(Δƒ1, τ) и ψ(Δƒ2, τ), соответствующие равновзвешенному усреднению в интервалах частот Δƒ1 и Δƒ2, и функция ψΣ(Δƒ1, Δƒ2, τ)=ψ(Δƒ1, τ)ψ(Δƒ2, τ), соответствующая усреднению с применением взвешивающей функции h(ƒ). Временная задержка τ на графиках выражена в единицах относительно задержки первого отражения τ1. Учитывая эквивалентность отношения временных задержек τ/τ1 и отношения расстояний Δr/Δr1 (Δr=сr, Δr1=сτ1), представленные на фиг.2б функции удобно рассматривать как характеристики пространственных фильтров, реализуемых при усреднении ПФ бассейна в интервале частот. Поскольку ψ(Δƒ1, τ1)=ψ(Δƒ2, τ2)=0 функции ψ(Δƒ1, τ) и ψ(Δƒ2, τ) можно считать характеристиками пропускания режектирующих пространственных фильтров, настроенных на отражения, задержанные на τ1 и τ2 соответственно. Медленное затухание осцилляций функции ψ(Δƒ1, τ) при τ>τ1 и функции ψ(Δƒ2, τ) при τ>τ2 свидетельствует о значительном паразитном пропускании пространственного фильтра (до 21%), реализуемого равновзвешенным усреднением ПФ бассейна. Совместное применение режектирующих фильтров первого и второго отражений дает значительно лучшую характеристику пропускания. Скользящее комплексное взвешенное усреднение (СКВУ) в интервале частот Δƒ=Δƒ1+Δƒ2 приводит к полному подавлению влияния первого и второго отражений, а влияние отражений, задержанных на время τ>τ2, уменьшает не менее чем на 98,3%. На практике это может оказаться достаточным. Характеристику пропускания пространственного фильтра можно улучшить применением третьего усреднения. При этом бывает предпочтительно применять фильтр, настроенный на максимум осцилляций функции ψΣ(Δƒ1, Δƒ2, τ) при τ>τ2, а не пространственный фильтр, настроенный на третье отражение. Результат применения такого дополнительного фильтра проиллюстрирован на фиг.2б зависимостью «1-e+2-e + 3-е», осцилляции которой для τ>τ2 по абсолютной величине не превосходят 0,005. Этого оказывается вполне достаточно для применения СКВУ в эталонах для градуировки гидрофонов по полю.In FIG. 2b, the curves “1st”, “2nd” and “1st + 2nd” show the functions ψ (Δƒ 1 , τ) and ψ (Δƒ 2 , τ) corresponding to equal-weighted averaging in the frequency intervals Δƒ 1 and Δƒ 2 , and the function ψ Σ (Δƒ 1 , Δƒ 2 , τ) = ψ (Δƒ 1 , τ) ψ (Δƒ 2 , τ) corresponding to averaging using the weighting function h (ƒ). The time delay τ in the graphs is expressed in units relative to the delay of the first reflection τ 1 . Given the equivalence of the ratio of time delays τ / τ 1 and the ratio of distances Δr / Δr 1 (Δr = cr, Δr 1 = cτ 1 ), the functions presented in Fig.2b can be conveniently considered as the characteristics of spatial filters realized when averaging the FS of the pool in the frequency range. Since ψ (Δƒ 1 , τ 1 ) = ψ (Δƒ 2 , τ 2 ) = 0, the functions ψ (Δƒ 1 , τ) and ψ (Δƒ 2 , τ) can be considered the transmission characteristics of the notch spatial filters tuned to reflections delayed by τ 1 and τ 2, respectively. The slow damping of the oscillations of the function ψ (Δƒ 1 , τ) for τ> τ 1 and the function ψ (Δƒ 2 , τ) for τ> τ 2 indicates a significant parasitic transmission of the spatial filter (up to 21%), which is realized by equal-weighted averaging of the basin FS. The combined use of notch filters of the first and second reflections gives a significantly better transmission characteristic. The moving complex weighted averaging (SLE) in the frequency range Δƒ = Δƒ 1 + Δƒ 2 completely suppresses the influence of the first and second reflections, and the effect of reflections delayed by τ> τ 2 reduces by no less than 98.3%. In practice, this may be sufficient. The spatial filter transmission characteristic can be improved by applying third averaging. In this case, it is preferable to apply a filter tuned to the maximum oscillations of the function ψ Σ (Δƒ 1 , Δƒ 2 , τ) for τ> τ 2 rather than a spatial filter tuned to the third reflection. The result of applying such an additional filter is illustrated in FIG. 2b by the dependence “1-e + 2-e + 3-e”, the oscillations of which for τ> τ 2 do not exceed 0.005 in absolute value. This turns out to be quite enough for applying SLE in standards for calibrating hydrophones in a field.
Таким образом, применяя к ПФ бассейна СКВУ в интервале частот Δƒ, равном сумме частотных интервалов режектирующих фильтров, с весовой функцией h(ƒ), полученной сверткой соответствующих прямоугольных частотных окон, получим:Thus, applying SLEF to the FS of the basin in the frequency interval Δƒ equal to the sum of the frequency intervals of the notch filters with the weight function h (ƒ) obtained by the convolution of the corresponding rectangular frequency windows, we obtain:
Частотный интервал усреднения Δƒ, в котором достигается соотношение (1), будем называть частотным интервалом бассейна.The frequency averaging interval Δƒ, in which relation (1) is achieved, will be called the frequency interval of the pool.
Оценивание ПИ излучатель-приемник в свободном поле по результатам измерений ПИ в бассейне с отражениями основано на свойстве ПФ бассейна, которое выражает формула (1). Возвращаясь к системе, изображенной на фиг.1, ПИ излучатель-приемник Z'PH(ƒ), измеренный в поле, искаженном отраженными волнами, представим в виде произведения ПИ излучатель-приемник в свободном поле ZPH(ƒ)=SP(ƒ)МH(ƒ) на ПФ бассейна: Z'PH(ƒ)=ZPH(ƒ)HWT(ƒ) и рассмотрим результат скользящего взвешенного комплексного усреднения ПИ излучатель-приемник Z'PH(ƒ) в интервале частот бассейна Δƒ:Estimation of the PI emitter-receiver in a free field according to the results of measurements of the PI in the pool with reflections is based on the PF property of the pool, which is expressed by formula (1). Returning to the system shown in Fig. 1, the PI emitter-receiver Z ' PH (ƒ), measured in a field distorted by reflected waves, can be represented as the product of the PI emitter-receiver in a free field Z PH (ƒ) = S P (ƒ ) M H (ƒ) on the pool PF: Z ' PH (ƒ) = Z PH (ƒ) H WT (ƒ) and consider the result of moving weighted complex averaging of the PI emitter-receiver Z' PH (ƒ) in the pool frequency range Δƒ:
, ,
где , иWhere , and
. .
В последнем нетрудно убедиться, избегая строгого математического доказательства и основываясь на типичном предположении относительно частотной зависимости ZPH(ƒ): частотный интервал осцилляции ПИ излучатель-приемник в свободном поле обычно значительно превышает частотный интервал осцилляции ПИ Z'PH(ƒ), измеренного с отражениями.It is not difficult to verify the latter, avoiding rigorous mathematical proof and based on a typical assumption regarding the frequency dependence Z PH (ƒ): the frequency interval of the oscillations of the PI emitter-receiver in the free field usually significantly exceeds the frequency interval of the oscillations of the PI Z ' PH (ƒ) measured with reflections .
На фиг.3а и б рядами 1 представлены частотные зависимости ПИ излучатель-приемник в бассейне с отражениями, полученные в интервале частот от 17,8 до 22,2 кГц при расстояниях между излучателем и приемником 0,83 и 4,3 м соответственно и пересчитанные (приведенные) к расстоянию 1 м. Рядами 2 и 3 показаны частотные зависимости модуля приведенного переходного импеданса (ППИ) соответственно после первого и второго равновзвешенного скользящего усреднения комплексной частотной зависимости ППИ излучатель-приемник. Частотный интервал первого усреднения выбран так, чтобы исключить влияние первого отражения, при этом влияние остальных отражений подавляется недостаточно. Оставшиеся искажения почти полностью исключаются вторым комплексным усреднением, что демонстрируют ряды 3. Ряды 3, полученные при расстояниях 0,83 и 4,3 м, практически совпадают (различия не превосходят 0,5%), что подтверждает выполнение обратно пропорционального закона изменения звукового давления с расстоянием между излучателем и приемником с точностью, достаточной для эталонных измерений.On figa and
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009112020/28A RU2390968C1 (en) | 2009-04-02 | 2009-04-02 | Method of calibrating hydrophones in field with continuous signal radiation in reverberating measurement pool |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009112020/28A RU2390968C1 (en) | 2009-04-02 | 2009-04-02 | Method of calibrating hydrophones in field with continuous signal radiation in reverberating measurement pool |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2390968C1 true RU2390968C1 (en) | 2010-05-27 |
Family
ID=42680628
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009112020/28A RU2390968C1 (en) | 2009-04-02 | 2009-04-02 | Method of calibrating hydrophones in field with continuous signal radiation in reverberating measurement pool |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2390968C1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2516607C1 (en) * | 2012-12-04 | 2014-05-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") | Method of determining spatial displacement of acoustic centre of hydrophone relative geometric centre thereof |
CN104199013A (en) * | 2014-08-26 | 2014-12-10 | 中国船舶重工集团公司第七一五研究所 | Method for reducing test frequency in limited water area |
RU2563603C1 (en) * | 2014-10-03 | 2015-09-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") | Sensitivity determination method using hydroacoustic receiver field |
RU2568070C1 (en) * | 2014-08-15 | 2015-11-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") | Method of measuring complex frequency dependence of transfer impedance of radiator-receiver pair in free field |
RU2655049C1 (en) * | 2017-07-26 | 2018-05-23 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") | Method of calibration of the hydrophone on the field at low frequencies |
RU2705390C1 (en) * | 2018-11-21 | 2019-11-07 | Акционерное общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" (АО "Корпорация "Комета") | Method of hydroacoustic emitter power measurement and device for its implementation |
CN112630757A (en) * | 2020-11-30 | 2021-04-09 | 海鹰企业集团有限责任公司 | Hydrophone array element consistency rapid detection device |
-
2009
- 2009-04-02 RU RU2009112020/28A patent/RU2390968C1/en active IP Right Revival
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2516607C1 (en) * | 2012-12-04 | 2014-05-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") | Method of determining spatial displacement of acoustic centre of hydrophone relative geometric centre thereof |
RU2568070C1 (en) * | 2014-08-15 | 2015-11-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") | Method of measuring complex frequency dependence of transfer impedance of radiator-receiver pair in free field |
CN104199013A (en) * | 2014-08-26 | 2014-12-10 | 中国船舶重工集团公司第七一五研究所 | Method for reducing test frequency in limited water area |
CN104199013B (en) * | 2014-08-26 | 2017-05-10 | 中国船舶重工集团公司第七一五研究所 | Method for reducing test frequency in limited water area |
RU2563603C1 (en) * | 2014-10-03 | 2015-09-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") | Sensitivity determination method using hydroacoustic receiver field |
RU2655049C1 (en) * | 2017-07-26 | 2018-05-23 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") | Method of calibration of the hydrophone on the field at low frequencies |
RU2705390C1 (en) * | 2018-11-21 | 2019-11-07 | Акционерное общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" (АО "Корпорация "Комета") | Method of hydroacoustic emitter power measurement and device for its implementation |
CN112630757A (en) * | 2020-11-30 | 2021-04-09 | 海鹰企业集团有限责任公司 | Hydrophone array element consistency rapid detection device |
CN112630757B (en) * | 2020-11-30 | 2024-04-19 | 海鹰企业集团有限责任公司 | Hydrophone array element uniformity rapid detection device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2390968C1 (en) | Method of calibrating hydrophones in field with continuous signal radiation in reverberating measurement pool | |
AU2018208683B2 (en) | Flow meter configuration and calibration | |
CN209894972U (en) | Acoustic distance measuring circuit | |
US11391863B2 (en) | Method of free-field broadband calibration of hydrophone sensitivity based on pink noise | |
KR20130102580A (en) | Method for noninvasive determination of acoustic properties of fluids inside pipes | |
EP2726861B1 (en) | Non destructive testing apparatus and method using ultrasound imaging | |
US20120092210A1 (en) | Method for Processing an Echo Amplitude Profile Generated by a Pulse-Echo Ranging System | |
RU2655478C1 (en) | Method of measuring frequency dependence of sound reflection coefficient from surface | |
RU2387051C1 (en) | Detector of physical value on surface acoustic waves | |
RU2695287C1 (en) | Method of measuring frequency dependence of complex reflection coefficient of sound from surface using noise signal | |
RU2568070C1 (en) | Method of measuring complex frequency dependence of transfer impedance of radiator-receiver pair in free field | |
JP2005043164A (en) | Apparatus for measuring propagation time of sound wave | |
RU2655049C1 (en) | Method of calibration of the hydrophone on the field at low frequencies | |
RU2629892C1 (en) | Method for measuring physical values using sensors on surface acoustic waves | |
Isaev et al. | Laboratory free-field calibration of a hydroacoustic receiver at low frequencies | |
Wu et al. | Quantitative estimation of ultrasonic attenuation in a solid in the immersion case with correction of diffraction effects | |
WO2016106154A1 (en) | Differential endfire array ultrasonic rangefinder | |
Isaev et al. | Calibration of hydrophones in a field with continuous radiation in a reverberating pool | |
KR20110076008A (en) | Apparatus and method for estimating doppler shift | |
RU2626068C2 (en) | Method for calibration of parametric tract and device for its implementation | |
JP2001242000A (en) | Ultrasonic level meter | |
JP2007033093A (en) | Antenna delay measuring method | |
Gust et al. | Deconvolution of ultrasonic signals in time domain | |
Liu et al. | Acoustic method for obtaining the pressure reflection coefficient using a half-wave layer | |
Angrisani et al. | Ultrasonic-based distance measurement through discrete extended kalman filter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120403 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130610 |