ИСТИНА

Предложен метод абсолютной калибровки гидрофонов миллиметрового размера в мегагерцовом диапазоне частот. Для проведения калибровки исследуемого гидрофона используется широкополосный пьезоэлектрический излучатель. Измерения проводятся в воде. Используется комбинация двух типов экспериментальных измерений характеристик излучаемого поля. Первое измерение заключается в импульсном возбуждении пьезопреобразователя известным электрическим сигналом и записи соответствующего импульсного акустического сигнала в точках поверхности, пересекаемой ультразвуковым пучком. Регистрация сигнала производится в процессе последовательного помещения исследуемого гидрофона в узлы квадратной сетки на участке плоскости, перпендикулярной оси ультразвукового пучка и расположенной на некотором удалении от источника. Указанное сканирование поля гидрофоном производится с использованием автоматической системы позиционирования. Получаемая пространственно-временная запись ультразвукового сигнала является импульсной голограммой, содержащей полную информацию об акустическом поле. Искажение голограммы, вызванное конечным размером приемного элемента, компенсируется с учетом экспериментально измеренной диаграммы направленности гидрофона. Второй эксперимент заключается в возбуждении того же пьезоэлектрического преобразователя монохроматическими сигналами на разных частотах в пределах полосы его эффективности и измерении, для заданной амплитуды электрического напряжения на преобразователе, акустической радиационной силы, оказываемой ультразвуковым пучком на поглотитель большого диаметра (больше диаметра пучка). В теоретической части процедуры калибровки радиационная сила рассчитывается с использованием метода углового спектра на основе измеренной голограммы с точностью до коэффициента, пропорционального квадрату амплитудной чувствительности гидрофона. Совмещая результаты измерений импульсной голограммы и радиационной силы, определяется чувствительность гидрофона в диапазоне рабочих частот акустического излучателя. Для проверки предложенного метода в работе в качестве излучателя использовался пьезокерамический излучатель с центральной частотой 2 МГц (H-106, Sonic Concepts, USA). Проведена калибровка двух гидрофонов разных конструкций – игольчатого (HNA-0400, Onda, USA) и капсульного (HGL-0200, Onda, USA) в частотном диапазоне 1 – 3 МГц. Показано, что в пределах указанной производителем гидрофонов неточности (1 дБ) калибровка предложенным метотом совпала с паспортной. Работа поддержана грантом РФФИ 20-02-00139.