RU2537746C1 - Method of calibrating hydrophones by comparison - Google Patents
Method of calibrating hydrophones by comparison Download PDFInfo
- Publication number
- RU2537746C1 RU2537746C1 RU2013138678/28A RU2013138678A RU2537746C1 RU 2537746 C1 RU2537746 C1 RU 2537746C1 RU 2013138678/28 A RU2013138678/28 A RU 2013138678/28A RU 2013138678 A RU2013138678 A RU 2013138678A RU 2537746 C1 RU2537746 C1 RU 2537746C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrophones
- sensitivity
- comparison
- hydrophone
- graduated
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано при градуировке гидрофонов (Г) методом сличения.The invention relates to the field of hydroacoustics and can be used in the calibration of hydrophones (G) by comparison.
Известен способ градуировки Г методом сличения, заключающийся в расположении градуируемого и эталонного гидрофонов в гидроакустическом бассейне на известных расстояниях ZГ и ZЭ от гидроакустического излучателя и облучении их тонально-импульсными входными сигналами, последующей регистрации выходных сигналов, при этом чувствительность M(t)Г градуируемого гидрофона определяется по формуле:
где M(t)Э - чувствительность эталонного гидрофона на частоте F; S(t)Э, S(t)Г - спектральные коэффициенты дискретного преобразования Фурье на временном промежутке 0-Т выходных сигналов эталонного и градуируемого гидрофонов, Т - момент времени прихода первого отраженного сигнала от стенок бассейна или поверхности воды; ZГ, ZЭ - расстояния между акустическими центрами излучателя и градуируемого и эталонного гидрофонов соответственно (Боббер Р.Дж. гидроакустические измерения. Пер. с англ. Под ред. А.Н. Голенкова. М.: Мир, 1974, стр.30-38).where M (t) E is the sensitivity of the reference hydrophone at a frequency F; S (t) E , S (t) G are the spectral coefficients of the discrete Fourier transform in the time interval 0-T of the output signals of the reference and graduated hydrophones, T is the time instant of arrival of the first reflected signal from the walls of the pool or water surface; Z G , Z E - the distance between the acoustic centers of the emitter and the calibrated and reference hydrophones, respectively (Bobber R.J. sonar measurements. Trans. From English. Ed. By A.N. Golenkov. M: Mir, 1974, p. 30 -38).
Данный способ принят за прототип.This method is adopted as a prototype.
Недостатком прототипа являются погрешности градуировки, связанные с наличием отражений тонально-импульсного сигнала, подаваемого с излучателя на гидрофон, от элементов конструкции корпуса гидрофона, обтекателя и креплений, а также от поверхности воды и стенок бассейна.The disadvantage of the prototype is the calibration errors associated with the presence of reflections of the tone-pulse signal supplied from the emitter to the hydrophone from structural elements of the hydrophone body, fairing and mounts, as well as from the surface of the water and pool walls.
Применение преобразования Фурье тонально-импульсного сигнала позволяет уменьшить эти погрешности, но не исключает их совсем.Application of the Fourier transform of a tone-pulse signal allows one to reduce these errors, but does not exclude them at all.
Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является повышение точности градуировки гидрофонов методом сличения.The technical result obtained from the implementation of the invention is to increase the accuracy of calibration of hydrophones by comparison.
Данный технический результат достигают за счет того, что в известном способе градуировки гидрофонов методом сличения, заключающемся в расположении градуируемого и эталонного гидрофонов в гидроакустическом бассейне на известных расстояниях ZГ и ZЭ от гидроакустического излучателя и облучении их тонально-импульсными входными сигналами, последующей регистрации выходных сигналов, при этом чувствительность M(t)Г градуируемого гидрофона определяется по формуле:
Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлена схема реализации способа; на фиг.2, 3, 4, 5 - диаграммы, поясняющие существо способа.The invention is illustrated by drawings. Figure 1 presents a diagram of the implementation of the method; figure 2, 3, 4, 5 are diagrams explaining the essence of the method.
Стандартная процедура градуировки Г методом сличения [1] заключается в следующем.The standard procedure for calibrating G by the method of comparison [1] is as follows.
Градуируемый и эталонный Г располагают на известных расстояниях ZГ и ZЭ от гидроакустического излучателя (И).The graduated and reference G are located at known distances Z G and Z E from the sonar emitter (I).
Затем с помощью приведенной на фиг.1 схемы формируют тонально-импульсный сигнал, который после обработки принимают градуируемым и эталонным Г. При этом чувствительность Г определяют по формуле (1).Then, using the circuit shown in Fig. 1, a tone-pulse signal is formed, which, after processing, is received by a calibrated and reference G. In this case, the sensitivity of Г is determined by the formula (1).
Передача тонально-импульсного сигнала от И до градуируемого и эталонного Г осуществляется с помощью схемы фиг.1, состоящей из задающего генератора 1 (3Г1), модулятора 2 (М2), усилителя 3 мощности (УМ3), опорного генератора 4 (ОГ4) и формирователя 5 (Ф5) импульсов гауссовой формы. Электрические связи блоков представлены на фиг.1.The transmission of the tone-pulse signal from And to the graduated and reference G is carried out using the circuit of figure 1, consisting of a master oscillator 1 (3G1), modulator 2 (M2), power amplifier 3 (UM3), reference generator 4 (OG4) and the shaper 5 (Ф5) pulses of a Gaussian shape. The electrical connections of the blocks are presented in figure 1.
Блоки 1, 2, 3, 4, 5 формируют излучающий тракт (ИТ6).
Имеется такой приемо-измерительный тракт 7 (ПТ7), состоящий из выходного усилителя 8 (ВУ8), полосового фильтра 9 (ПФ9), измерительного усилителя 10 и индикатора 11 (И11).There is such a receiving and measuring path 7 (PT7), consisting of an output amplifier 8 (VU8), a band-pass filter 9 (PF9), a measuring amplifier 10 and an indicator 11 (I11).
Процесс градуировки сводится к измерению выходных сигналов градуируемого и эталонного Г, определению их преобразований Фурье S(t)Г и S(t)Э и определению чувствительности M(t)Г гидрофона по формуле (1).The calibration process is reduced to measuring the output signals of the calibrated and reference Г, determining their Fourier transforms S (t) Г and S (t) Э and determining the sensitivity M (t) Г of the hydrophone according to formula (1).
Если необходим только модуль чувствительности по свободному полю, то используются модули спектральных коэффициентов дискретного преобразования Фурье сигналов градуируемого и эталонного Г.If only the free-field sensitivity module is needed, then the modules of the spectral coefficients of the discrete Fourier transform of the signals of the graded and reference G.
Фазовый угол чувствительности по свободному полю для градуируемого гидрофона определяют по фазовым углам коэффициентов преобразования Фурье с учетом условий для решения неоднозначности при фазе 180°.The free-angle phase angle of sensitivity for a graduated hydrophone is determined by the phase angles of the Fourier transform coefficients, taking into account the conditions for solving the ambiguity at a 180 ° phase.
Использование коротких (однопериодных) импульсов с гауссовой огибающей (фиг.2) для возбуждения излучателя позволяет достичь поставленного технического результата, поскольку спектр (фиг.3) такого импульса является достаточно гладким и широким, что позволяет использовать радиоимпульс с одной несущей частотой для градуировки гидрофонов в широком диапазоне частот.The use of short (single-period) pulses with a Gaussian envelope (Fig. 2) to excite the emitter allows us to achieve the set technical result, since the spectrum (Fig. 3) of such a pulse is sufficiently smooth and wide, which makes it possible to use a radio pulse with one carrier frequency for calibrating hydrophones in wide range of frequencies.
Это подтверждается экспериментом, результаты которого представлены на фиг.4, 5 в виде сигналов, снимаемых с градуируемого и эталонного Г (фиг.4), и их частотных спектров (фиг.5).This is confirmed by the experiment, the results of which are presented in figure 4, 5 in the form of signals taken from a graduated and reference G (figure 4), and their frequency spectra (figure 5).
На фиг.4 под позицией 12 представлен сигнал от чувствительного элемента Г; под позицией 13 - отражение от корпуса Г и узла крепления; под позицией 14 - отражение от штанги.In figure 4, at 12, the signal from the sensing element G is represented; at position 13 - reflection from the housing G and the mount; under position 14 - reflection from the bar.
На фиг.5 под позициями 15, 16, 17 представлены соответственно чувствительности Г без учета отражений от узла крепления и штанги Г; чувствительность с учетом отражений от узла крепления и корпуса Г; чувствительность с учетом отражений от узла крепления.Figure 5 under the
Таким образом, использование при градуировке Г коротких тонально-импульсных сигналов позволяет выявлять и эффективно отстраиваться от источников отражений, оценивать отражения от корпуса Г, узлов крепления и штанги и принимать меры при конструировании аппаратуры для их устранения и снижения до приемлемого уровня.Thus, the use of short tone-pulse signals when calibrating Г makes it possible to identify and efficiently tune from reflection sources, evaluate reflections from the Г housing, attachment points and rods, and take measures when designing equipment to eliminate them and reduce them to an acceptable level.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013138678/28A RU2537746C1 (en) | 2013-08-21 | 2013-08-21 | Method of calibrating hydrophones by comparison |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013138678/28A RU2537746C1 (en) | 2013-08-21 | 2013-08-21 | Method of calibrating hydrophones by comparison |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2537746C1 true RU2537746C1 (en) | 2015-01-10 |
Family
ID=53287864
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013138678/28A RU2537746C1 (en) | 2013-08-21 | 2013-08-21 | Method of calibrating hydrophones by comparison |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2537746C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2620772C1 (en) * | 2016-08-01 | 2017-05-29 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") | Method of hydrophones graduation by the reference radiator method |
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 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU822387A1 (en) * | 1979-06-19 | 1981-04-15 | Физико-Технический Институт Ан Бело-Русской Ccp | Hydrophone graduating method |
SU1434297A1 (en) * | 1987-04-13 | 1988-10-30 | Предприятие П/Я Г-4126 | Method of calibrating the receivers of sound pressure gradient |
RU121113U1 (en) * | 2012-05-03 | 2012-10-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" | ACOUSTIC CONVERTER SELF-GRADING DEVICE |
-
2013
- 2013-08-21 RU RU2013138678/28A patent/RU2537746C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU822387A1 (en) * | 1979-06-19 | 1981-04-15 | Физико-Технический Институт Ан Бело-Русской Ccp | Hydrophone graduating method |
SU1434297A1 (en) * | 1987-04-13 | 1988-10-30 | Предприятие П/Я Г-4126 | Method of calibrating the receivers of sound pressure gradient |
RU121113U1 (en) * | 2012-05-03 | 2012-10-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" | ACOUSTIC CONVERTER SELF-GRADING DEVICE |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2620772C1 (en) * | 2016-08-01 | 2017-05-29 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") | Method of hydrophones graduation by the reference radiator method |
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 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Búa-Núñez et al. | Instrumentation system for location of partial discharges using acoustic detection with piezoelectric transducers and optical fiber sensors | |
US9001614B1 (en) | System for self-localizing near field data processing | |
Liu et al. | Observation of compact intracloud discharges using VHF broadband interferometers | |
EP3143425B1 (en) | Laser distance sensor with multi-target capability | |
Wu et al. | A highly accurate ultrasonic ranging method based on onset extraction and phase shift detection | |
CN104062645B (en) | A kind of method measuring parametric array difference frequency ripple and same frequency small amplitude wave signal phase difference | |
RU2537746C1 (en) | Method of calibrating hydrophones by comparison | |
US9897712B2 (en) | Method of acquiring ghost-free signatures for broadband source calibration | |
RU2399062C1 (en) | Ionospheric probe-direction finder | |
RU2436130C2 (en) | Method and system for radar probing earth interior | |
US7495611B2 (en) | Method for determining signal direction using artificial doppler shifts | |
RU2695287C1 (en) | Method of measuring frequency dependence of complex reflection coefficient of sound from surface using noise signal | |
RU2673871C1 (en) | Method of measuring sound surface reflection coefficient | |
US10915137B1 (en) | Estimation of clock synchronization errors using time difference of arrival | |
US11460564B2 (en) | Method for calibrating an acoustic antenna | |
Afraimovich | Cepstral analysis of broad-band radio emission-New possibilities in radio astronomy | |
RU2562001C1 (en) | Inspection method of doppler current velocity meter | |
RU2535643C1 (en) | Method for calibration of hydrophones by reciprocity method | |
RU2654215C1 (en) | Method of measuring distance by range finder with frequency modulation | |
RU2376612C1 (en) | Method of hydrometeorological monitoring water body of sea test site and device to this end | |
RU2620772C1 (en) | Method of hydrophones graduation by the reference radiator method | |
Kuz’kin et al. | Correlation method of measuring the frequency shifts of the sound field maxima caused by perturbations of the oceanic medium | |
RU2063106C1 (en) | Method for measuring noise-emission pressure level of moving object under sonar testing ground conditions with time-varying transfer function | |
KR20010037427A (en) | Method for instrumentation noise of water tunnel | |
CA3107173C (en) | Estimation of clock synchronization errors using time difference of arrival |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150822 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190225 |