тельному углу, или к повороту векторов р,- по часовой стрелке на рис. 3.49. Точно так же изменится фаза, если пузырек находится позади гидрофона. Если пузырек находится перед гидрофоном, то вектор Рг будет вращаться против часовой стрелки.

Уменьшение f

f-fg (резонанс)

Рис. 3.49. Фазовая диаграмма зависимости рд:=р/+рг от частоты для расположения гидрофона и пузырька, показанного на рис. 3.48. -

Влияние положения пузырька на величину ри иллюстрирует рис. 3.50. Если сдвиг фаз, обусловленный положением пузырька,, равен я/2, то получается зеркальное отображение кривой на

Рис. 3.50. Модуль давления на гидрофоне в зависимости от частоты при различных положениях воздушного пузырька. / - пузырек перед гидрофаном;. 2 -пузырек сбоку от гидрофона близко от него; 3 -пузырек позади гидрофона или далеко,от него.

рис. 3.50. Конечно, возможно множество различных аномалий,, но рис. 3.50 является типичным для большинства распространенных помех от пузырей.

3.11. ИСКЛЮЧЕНИЕ ПОМЕХ

Для исключения помех разного рода имеются различные средства. Эти средства несовместимы, и поэтому при наличии помех нескольких типов приходится идти на компромиссы.

186 Гл. IIL Основы измерений в свободном пале

Не ОТ всех помех можно защититься. Например, из-за граничных условий совершенно невозможно проводить измерения в условиях свободного поля в маленьком бассейне на инфразвуковых частотах. Поэтому приходится использовать другой метод градуировки, например малую камеру.

Помехи от шума и паразитных сигналов устраняются или уменьшаются (рис. 2.51) с помощью узкополосных фильтров. Конечно, этот способ применим только к непрерывным -сигналам.

Помехи от отражений и наводок лучше всего устраняются с помощью импульсной техники, описанной в разд. 3.8.

Стоячие волны устраняются путем поворота одного или обоих преобразователей на несколько градусов. При этом нарушается плоскопараллельность преобразователей, а чувствительность изменяется мало. Увеличение расстояния между преобразователями также приводит к уменьшению помех от стоячих волн, но при этом могут возрасти помехи от отражений.

Для устранения пузырей нужно тщательно очищать преобразователи моющим агентом, проводить температурную стабилизацию преобразователей, правильно конструировать преобразователи, кронштейны и другие подводные крепления, контролировать наличие морских организмов, удалять газообразующие органические вещества со дна измерительного бассейна.

Если для устранения отражений невозможно применить импульсную технику, то можно принять другие меры, хотя они "ё большинстве случаев решают задачу лишь частично. Расстояние между преобразователями следует выбирать минимальным, а расстояние до отражающих границ-поддерживать максимальным, чтобы добиться большего отношения прямого сигнала к отраженным. По возможности следует использовать направленные преобразователи, чтобы уменьшить чувствительность в направлениях действия отражений.

Отражающие границы можно покрывать звукопоглощающими материалами. Для задержки отражений и отклонения их в нужных направлениях можно применять экраны. Однако техника экранирования не так проста и целесообразна, как может показаться. Хорошие жесткие отражатели были бы очень тяжелыми и громоздкими, хорошие «мягкие» отражатели непрочны и чувствительны к статическому давлению. Кроме того, на краях экранов звуковые волны рассеиваются и дифрагируют, образуя вторичные источники помех.

Необходимо выбирать выгодное расположение преобразователей относительно отражающей границы. Если один преобразователь нечувствителен в каком-либо направлении (например, сзади), то его нужно ориентировать так, чтобы отражающая поверхность находилась за преобразователем, т. е. основной лене-

СТОК диаграммы направленности преобразователя должен быть направлен от границы. Однако оптимальное расположение не обязательно должно быть» одинаковым при градуировке преобразователей и при измерении диаграммы направленности, когда исследуемый гидрофон вращается. Это иллюстрирует рис. 3.51, где показано измерение характеристик направленного излучателя с помощью ненаправленного гидрофона.

Отражающая Излучатвль тверхиость

--»® Ложный лепесток

480°

Рис. 3.51. Различное расположение направленного излучателя и ненаправленного гидрофона относительно отражающей границы. Случай {а) предпочтительнее (б) при измерении чувствительности излучателя; (й) и (е) предпочтительнее, чем (е) и (г), при измерении диаграмм направленности.

Схема расположения преобразователей на рис. 3.51, а оптимальна для градуировки гидрофона, поскольку нулевая чувствительность при 180°, или сзади, у излучателя позволяет избежать отражений от границы, тогда как при расположении, показанном на рис. 3.51, б, на гидрофон попадают и прямой и отраженный сигналы. Если расположить преобразователи, как на рис. 3.51, а, при измерении диаграммы направленности, то, как видно из рис. 3.51, в и г, уровень диаграммы при 0° не искажен отражениями, но при 180° сигнал целиком состоит из отражений, что приводит к появлению ложного лепестка на 180°. Если преобразователи поменять местами, то уровень при 0° (рис. 3.51, б)