Главная страница  Градуировка гидрофонов 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [ 71 ] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118]

Непосредственное использование формулы Гельмгольца предусматривает измерение амплитуды и фазы как для давления, так и для градиента давления по всей поверхности S. Однако измерить градиент давления с хорошим пространственным разрешением трудно, ооскольку гидрофоны градиента давления имеют размеры порядка 5-13 см (см. разд. 5.12) и в действительности измеряют градиент давления, усредненный по объему 130-2050 см. При отсутствии гидрофона градиента давления с очень незначительными размерами (чтобы его можно было использовать в качестве зонда) измерить точную величину градиента давления в точке звукового поля невозможно. Чтобы не прибегать к этаким измерениям, в методе DRL допускается, что в точку Q приходят почти плоские волны и

: • jkp{Q). (4.2)

Это приближенное равенство справедливо для поверхностей умеренной кривизны, на которых давление меняется не очень резко. Хортон [6] показал, что для цилиндрических волн оно справедливо, когда диаметр цилиндрического преобразователя превышает длину волны в 5 или более раз. Экспериментальные результаты по градуировке больших цилиндрических и других преобразователей также подтверждают справедливость этого приближения. Тем не менее применимость равенства (4.2) следует проверять всякий раз, когда преобразователь и поверхность S не представляют собой цилиндр или сферу больших размеров.

Второе допушение состоит в том, что расстояние г принимается очень большим. Конечно, это следует автоматически, если уравнение (4.1) используется для расчета диаграммы направленности или чувствительности в дальнем поле. Тогда

где 3 - угол между нормалью и прямой, соединяющей точки Р и Q. Подставляя соотношения (4.2) и (4.3) в уравнение (4.1) и считая величину г приблизительно постоянной, получим

РР)=~-£г\\А +COSР)eirp (Q) as. (4.4)

При проведении какого-либо конкретного измерения величины г ж k принимаются постоянными, амплитуда и фаза звукового давления р (Q) измеряются в дискретных точках на поверхности S, расположенных достаточно близко друг от друга, р рассчитывается для каждой точки Q из геометрических соображений, а р{Р) определяется из (4.4). Если давление р{Р), измеренное



4.3. Применение метода DRL

на акустической оси излучателя, разделить на возбуждающий его ток, то частное от деления будет представлять собой чувствительность преобразователя по току в режиме излучения. При определении диаграммы направленности р (Р) рассчитывается для серии точек, лежащих на дуге окружности, в центре которой помещен излучатель. Очевидно, что эти расчеты весьма трудоемки, поэтому необходимо использовать электронную вычислительную машину. В случае, если программа составлена для конкретной поверхности S, расчеты на вычислительной машине производятся достаточно просто.

4.3. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА DRL

Практическое использование метода DRL поясняют некоторые работы Бейкер а [7], проводившего эксперименты с боль-

2 .


Гидро/ран-зоид

Излучающая поверхность

Открытая вода

Рис. 4.2. Эскиз большого цилиндрического преобразователя с гидрофоном-зондом для измерений в ближнем поле на трех указанных уровнях (/, 2, 3) [7]..

шим цилиндрическим преобразователем, изображенным на рис. 4.2. Последний набран из 48 вертикальных полос, расположенных равномерно вокруг оси. Измерения проводились при



возбуждении группы из 12 примыкающих друг к другу вертикальных полос. Поверхность интегрирования была цилиндрической с радиусом на 1,25-длины волны больше радиуса преобра-


480 -135 -30 -% О % Угол поворота

90 135 180"

I 40 %

Излучающая поверхность

-180 -135 -3D "to О 45 Угол поворота

3D 135 180°

Рис. 4.3. Примеры графиков, полученных в результате измерений в ближнем поле цилиндрического преобразователя из 12 полос, показывающие положение излучающей поверхности.

зователя, а высота несколько превышала высоту преобразователя. Измерительный гидрофон занимал фиксированное положение на расстоянии 1,25Х от преобразователя, который ловора-чивался вокруг оси шагами по 3,6°. Измерения давления и фазы




[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [ 71 ] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118]

0.0152