RU2516607C1 - Способ определения пространственного смещения акустического центра гидрофона относительно его геометрического центра - Google Patents
Способ определения пространственного смещения акустического центра гидрофона относительно его геометрического центра Download PDFInfo
- Publication number
- RU2516607C1 RU2516607C1 RU2012151605/28A RU2012151605A RU2516607C1 RU 2516607 C1 RU2516607 C1 RU 2516607C1 RU 2012151605/28 A RU2012151605/28 A RU 2012151605/28A RU 2012151605 A RU2012151605 A RU 2012151605A RU 2516607 C1 RU2516607 C1 RU 2516607C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrophone
- signal
- centre
- emitter
- acoustic
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при измерениях с использованием фазовых характеристик чувствительности гидроакустических преобразователей, использовании преобразователей в многоэлементной гидроакустической антенне либо фазированной антенной решетке. Техническим результатом, полученным от внедрения изобретения, является повышение точности определения положения акустического центра гидрофона. Для достижения поставленного технического результата гидрофон и излучатель располагают в измерительном бассейне, ориентируя гидрофон опорным направлением на излучатель, облучают гидрофон сигналами излучателя и принимают сигнал гидрофоном, затем, не меняя положения геометрического центра гидрофона относительно излучателя, разворачивают гидрофон на 180°, принимают сигнал излучателя и измеряют изменение временной задержки сигнала, принятого гидрофоном, при изменении направления приема с опорного на противоположное опорному, смещение акустического центра гидрофона относительно геометрического центра в направлении приема рассчитывают как произведение полученной временной задержки на скорость звука в воде. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при измерениях с использованием фазовых характеристик чувствительности гидроакустических преобразователей, при использовании преобразователей в гидроакустических фазированных антенных решетках, а также для контроля качества при производстве измерительных гидрофонов.
Задача точного определения положения акустического центра гидрофона неизменно возникает при градуировке гидрофона, измерениях с использованием фазовой характеристики гидрофона, использовании гидрофона в многоэлементной антенне либо фазированной решетке. Задача обусловлена тем, что гидрофон представляет собой физическое тело определенных размеров и формы, а не геометрическую точку. Неопределенность положения акустического центра вызывает погрешность определения фазовой характеристики гидрофона, которая пропорциональна частоте и с возрастанием частоты может увеличиваться до неприемлемо больших величин.
Известен способ того же назначения, принятый за прототип:
1. Градуировка гидрофонов. Международная электротехническая комиссия. Стандарт МЭК. Публикация 565 (565 А). Издание первое 1977. Издательство стандартов. - М. - 1981.
2. Исаев А.Е. Точная градуировка приемников звукового давления в водной среде в условиях свободного поля. ISBN 978-5-903232-10-9. Монография. - Менделеево: ФГУП «ВНИИФТРИ». - 2008, стр.30-34.
Известный способ заключается в том, что гидрофон и излучатель располагают в испытательном бассейне, ориентируя гидрофон опорным направлением на излучатель, с помощью которого излучают сигнал заданной частоты, который принимают гидрофоном. Положение акустического центра гидрофона определяют по экспериментальной зависимости звукового давления Р от расстояния r между излучателем и гидрофоном. Для этого на гидрофоне устанавливают опорную точку (например, принимают в качестве опорной точки положение геометрического центра активного элемента гидрофона). Относительно этой точки устанавливают расстояния между излучателем и гидрофоном и измеряют зависимость Р(r). По полученным экспериментальным данным строят график зависимости Р-1(r) и прямую линию, дающую наилучшее приближение зависимости P-1(r). Точку пересечения полученной прямой оси расстояний используют для определения смещения опорной точки относительно акустического центра гидрофона.
Наилучшим образом известный способ проявляет себя на средних частотах, когда, с одной стороны, отношение сигнал/шум достаточно высокое, с другой стороны, малы искажения звукового поля, вызванные источниками рассеяния на преобразователях и подводных конструкциях системы позиционирования, а неточность системы позиционирования приводит к относительно небольшим ошибкам фазового угла чувствительности гидрофона. Использование экспериментальной зависимости звукового давления от расстояния может обеспечивать приемлемую точность определения положения акустического центра гидрофона для модуля чувствительности, при этом погрешность фазового угла на высоких частотах оказывается неприемлемо большой.
Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является устранение отмеченного недостатка прототипа, т.е. повышение точности определения положения акустического центра гидрофона.
Данный технический результат достигают за счет того, что в известном способе, в котором гидрофон и излучатель располагают в испытательном бассейне, ориентируя гидрофон опорным направлением на излучатель, с помощью которого излучают сигнал заданной частоты, который принимают гидрофоном, после приема гидрофоном сигнала излучателя гидрофон поворачивают вокруг его оси на 180°, обеспечивая неизменность положения геометрического центра гидрофона относительно исходного положения, и ориентируют на излучатель направлением, противоположным опорному, при этом повторно излучают сигнал заданной частоты и принимают гидрофоном сигнал излучателя, затем определяют изменение временной задержки Δt сигнала, принятого гидрофоном до и после поворота на 180°, причем смещение Δr акустического центра гидрофона относительно геометрического центра в опорном направлении гидрофона вычисляют по формуле:
где с - скорость звука в воде.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлена схема эксперимента по определению смещения акустического центра гидрофона относительно геометрического центра в опорном направлении гидрофона, на фиг.2 - осциллограмма для определения временной задержки Δt.
Существо способа заключается в том, что в измерительном бассейне (на чертеже не показан) располагают гидрофон и излучатель, при этом гидрофон ориентируют опорным направлением на излучатель.
Излучают сигнал заданной частоты, который принимают гидрофоном.
Затем гидрофон поворачивают вокруг его оси на 180° и ориентируют его на излучатель направлением, противоположным опорному. На чертеже указанный поворот изображен стрелкой. При повороте гидрофона принимают меры, исключающие смещение геометрического центра гидрофона относительно исходного положения. Так, например, для этих целей в гидрофон позиционируют по лучу лазера (Hayman G., Robinson S. Phase calibration of hydrophones by the free-field reciprocity method / Proc. of the 11th European Conference on Underwater Acoustics // Edinburgh, 2012, P.1437-1444).
Повторно излучают сигнал заданной частоты, принимают гидрофоном сигнал излучателя и определяют изменение временной задержки Δt сигнала, принятого гидрофоном до и после поворота на 180°, например, по осциллограмме (фиг.2).
Смещение Δr акустического центра относительно геометрического центра в опорном направлении гидрофона определяют по формуле.
где с - скорость звука в воде. Положение акустического центра гидрофона определяют по смещению Δr.
Определенное подобным способом положение акустического центра применяют в качестве опорного центра гидрофона при измерениях с использованием фазового угла чувствительности для акустического центра гидрофона.
Claims (1)
- Способ определения пространственного смещения акустического центра гидрофона относительно его геометрического центра, заключающийся в том, что гидрофон и излучатель располагают в испытательном бассейне, ориентируя гидрофон опорным направлением на излучатель, с помощью которого излучают сигнал заданной частоты, который принимают гидрофоном, отличающийся тем, что после приема гидрофоном сигнала излучателя гидрофон поворачивают вокруг его оси на 180°, обеспечивая неизменность положения геометрического центра гидрофона относительно исходного положения, и ориентируют на излучатель направлением, противоположным опорному, при этом повторно излучают сигнал заданной частоты и принимают гидрофоном сигнал излучателя, затем определяют изменение временной задержки Δt сигнала, принятого гидрофоном до и после поворота на 180°, причем смещение Δr акустического центра гидрофона относительно геометрического центра в опорном направлении гидрофона вычисляют по формуле:
где с - скорость звука в воде.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012151605/28A RU2516607C1 (ru) | 2012-12-04 | 2012-12-04 | Способ определения пространственного смещения акустического центра гидрофона относительно его геометрического центра |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012151605/28A RU2516607C1 (ru) | 2012-12-04 | 2012-12-04 | Способ определения пространственного смещения акустического центра гидрофона относительно его геометрического центра |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2516607C1 true RU2516607C1 (ru) | 2014-05-20 |
Family
ID=50779013
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012151605/28A RU2516607C1 (ru) | 2012-12-04 | 2012-12-04 | Способ определения пространственного смещения акустического центра гидрофона относительно его геометрического центра |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2516607C1 (ru) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU731608A1 (ru) * | 1975-09-08 | 1980-04-30 | Ростовский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет | Способ абсолютной калибровки инфразвуковых гидрофонов |
SU1328945A1 (ru) * | 1984-12-10 | 1987-08-07 | Предприятие П/Я А-7170 | Устройство дл градуировки резонансных гидрофонов |
GB2256273A (en) * | 1991-05-31 | 1992-12-02 | Geco As | Method of and system for calibrating hydrophones |
US5381386A (en) * | 1993-05-19 | 1995-01-10 | Hewlett-Packard Company | Membrane hydrophone |
RU2029314C1 (ru) * | 1992-09-15 | 1995-02-20 | Научно-производственное объединение "Всесоюзный научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений" | Способ определения характеристики направленности гидроакустической антенны |
RU2042283C1 (ru) * | 1992-12-28 | 1995-08-20 | Научно-производственное объединение "Всесоюзный научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений" | Способ калибровки гидроакустической антенны в условиях натурного водоема |
RU2258326C1 (ru) * | 2004-03-31 | 2005-08-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") | Установка для калибровки линейных гидроакустических антенн |
RU2390968C1 (ru) * | 2009-04-02 | 2010-05-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") | Способ градуировки гидрофона по полю при излучении непрерывного сигнала в измерительном бассейне с отражениями |
-
2012
- 2012-12-04 RU RU2012151605/28A patent/RU2516607C1/ru active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU731608A1 (ru) * | 1975-09-08 | 1980-04-30 | Ростовский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет | Способ абсолютной калибровки инфразвуковых гидрофонов |
SU1328945A1 (ru) * | 1984-12-10 | 1987-08-07 | Предприятие П/Я А-7170 | Устройство дл градуировки резонансных гидрофонов |
GB2256273A (en) * | 1991-05-31 | 1992-12-02 | Geco As | Method of and system for calibrating hydrophones |
RU2029314C1 (ru) * | 1992-09-15 | 1995-02-20 | Научно-производственное объединение "Всесоюзный научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений" | Способ определения характеристики направленности гидроакустической антенны |
RU2042283C1 (ru) * | 1992-12-28 | 1995-08-20 | Научно-производственное объединение "Всесоюзный научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений" | Способ калибровки гидроакустической антенны в условиях натурного водоема |
US5381386A (en) * | 1993-05-19 | 1995-01-10 | Hewlett-Packard Company | Membrane hydrophone |
RU2258326C1 (ru) * | 2004-03-31 | 2005-08-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") | Установка для калибровки линейных гидроакустических антенн |
RU2390968C1 (ru) * | 2009-04-02 | 2010-05-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") | Способ градуировки гидрофона по полю при излучении непрерывного сигнала в измерительном бассейне с отражениями |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101191786B (zh) | 超声波检查方法 | |
US10942054B2 (en) | Acoustic calibration array for tanks and vessels | |
KR101659723B1 (ko) | 복수 개구 초음파 어레이 정렬 설비 | |
US9001614B1 (en) | System for self-localizing near field data processing | |
US20050226099A1 (en) | Quantitative echo souner and method of quantitative sounding of fish | |
US9952185B1 (en) | Method of calibrating a phased array ultrasonic system without known test object sound speed | |
CN103196546A (zh) | 一种水声传感器声学参数近场测量方法 | |
CN103616102B (zh) | 一种用于金属薄板残余应力分布检测的超声泄漏纵波传感装置 | |
AU2012274665B2 (en) | Ultrasonic testing method and ultrasonic array probe. | |
RU2509441C1 (ru) | Способ определения фазового угла комплексной чувствительности гидрофона методом взаимности | |
US20200088693A1 (en) | Method for Analyzing a Test Data Set from an Ultrasonic Test | |
RU2516607C1 (ru) | Способ определения пространственного смещения акустического центра гидрофона относительно его геометрического центра | |
CN110440896B (zh) | 一种超声波测量系统及测量方法 | |
US20140338456A1 (en) | Ultrasonic detection method and ultrasonic analysis method | |
Li et al. | Calibration of multibeam echo sounder transducer array based on focused beamforming | |
CN103134859A (zh) | 一种声速法校准仪检定架 | |
US11460564B2 (en) | Method for calibrating an acoustic antenna | |
Lanzoni et al. | Calibration of multibeam echo sounders: a comparison between two methodologies | |
JP2002257921A (ja) | トランスポンダキャリブレーション方法 | |
CN203053926U (zh) | 一种实测空气声速法校准超声仪的检定架 | |
RU2787353C1 (ru) | Способ определения фазочастотной характеристики гидрофона по его амплитудно-частотной характеристике чувствительности | |
Fromme | Health monitoring of plate structures using guided waves | |
CN108983203B (zh) | 宽频水声换能器收发响应自动平坦化装置、方法及系统 | |
RU2537746C1 (ru) | Способ градуировки гидрофонов методом сличения | |
US20170023359A1 (en) | Ultrasonic geometry testing, involving inaccuracy correction of transducer positioning |