МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра ЭУТ

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Акустические измерения»

Тема: Калибровка гидрофонов. Обзор используемых методов

Студент гр.1583
Преподаватель		Попков С.В.

Санкт-Петербург

2024

ЗАДАНИЕ НА РЕФЕРАТ

Студент
Группа
Тема работы: Калибровка гидрофонов. Обзор используемых методов
Исходные данные: Литературные источники и методические рекомендации
Предполагаемый объем реферата: Не более 10 страниц.
Дата выдачи задания:
Дата сдачи отчёта:
Дата защиты отчёта:
Студент
Преподаватель		Попков С.В.

Содержание

Введение 4

1. Калибровка гидрофонов 5

2. Обзор используемых методов 7

Заключение 18

Список использованных источников 19

Введение

Тема калибровки гидрофонов в современных условиях является крайне важной. Высокое качество, точность и надёжность подводных измерений, производимых при помощи гидрофонов, необходимо во множестве сфер, таких как, например, рыболовная, добывающая, научно-исследовательская и военная. В условиях постоянного роста уровня требований к точности и надёжности гидроакустических измерений нужна регулярная калибровка соответствующих устройств, которая также обеспечивает их долговечность. В некоторых случаях от качества калибровки гидрофонов могут зависеть не только результаты измерений, но и жизни людей.

Таким образом, вопрос калибровки является критическим в гидроакустических исследованиях. Она представляет собой процесс, направленный на определение и корректировку характеристик с целью минимизации ошибки измерений.

1. Калибровка гидрофонов

Согласно ГОСТ Р МЭК 62127-2-2009, гидрофон – это преобразователь, который генерирует электрические сигналы при воздействии на него акустических сигналов в воде.

Согласно ГОСТ Р 8.879-2014, калибровка средств измерений – это совокупность операций, выполняемых в целях определения действительных значений метрологических характеристик средств измерений.

Основные параметры гидрофонов, подлежащие калибровке:

• Чувствительность – отношение напряжения холостого хода гидрофона к звуковому давлению в месте расположения акустического центра гидрофона в невозмущённом свободном поле плоской волны, которое существовало бы в отсутствии гидрофона;

• Частотная характеристика – зависимость чувствительности гидрофона от частоты звуковой волны. В свободном поле должна быть постоянной в установленной полосе частот, по крайней мере, в две с половиной октавы. Параметр определяет диапазон частот, в котором устройство может эффективно работать;

• Фазово-частотная характеристика – зависимость фазы выходного сигнала гидрофона от частоты. Данной параметр важен для анализа временных и фазовых задержек или сдвигов.

Здесь акустический центр – это точка на преобразователе или вблизи него, от которой распространяются излучаемые преобразователем сферически расходящиеся звуковые волны, наблюдаемые из достаточно удалённых точек, на которых это расхождение проявляется.

Зачастую калибровка гидрофонов требует использования специализированного оборудования, обеспечивающего точность и надёжность измерений. В зависимости от выбранного метода, необходимое оборудование может варьироваться:

• Акустические камеры создают контролируемую акустическую среду, их разделяют на анехоичные, в которых звуковые волны распространяются без отражений и интерференций, и реверберационные, в которых звуковые волны многократно отражаются от стенок, создавая равномерное звуковое поле;

• Аналоговые и цифровые генераторы сигналов, обеспечивающие подачу звуковых сигналов заданной частоты и амплитуды;

• Различные измерительные приборы, в частности, осциллографы, анализаторы спектра, мультиметры и фазометры;

• Эталонные гидрофоны, использующиеся в методе сравнения;

• Оптические интерферометры, используемые для высокоточных измерений механических деформаций, вызванных звуковыми колебаниями;

• Пьезоэлектрические и электродинамические гидроакустические преобразователи, предназначенные для создания звуковых волн в среде.