Файл: Абрамов Г.В. Акустические прожекторные системы.pdf

Рис 6.2. Конструкция эммттериого повторителя:

/ — корпус, 2— ганка, 3— крышка, '/ — штифт. Л — пружинные контакты, 6 — элемент ЗІС, 7 — патрон, 8 — плита с деталями

В Р А С К Р Ы В Е А П С . П О Г Р Е Ш Н О С Т Ь И З М Е Р Е Н И Я

Измерение давления в раскрыве А П С производится с целью по­ лучения информации о неоднородностях распределения давления (интенсивности) в заданном сечении. Если известна допустимая неоднородность интенсивности, то в результате измерения распре­ деления давления может быть определена площадь сечения поля с неоднородностями интенсивности, не превышающими допустимые. Очевидно, не представляет труда определить конфигурацию и коор­ динаты этой площадки .

Цели измерений определяют следующую методику их проведе­ ния. Сверхминиатюрный приемник звука закрепляется в цанговом

пенью точности фиксировать местоположение чувствительного эле­ мента звукоприемника. Д о проведения собственно измерений необ­

ния координатной тележки, на каретке которой укреплен приемник, подобным ж е образом определяют распределение давления по гори­ зонтальной координате при другой глубине измерения приемника звука . Эти «разрезы» производят с выбранным шагом по вертикали на площади, равной площади выходного зрачка АПСПри обработ ­

/ помещается в заданную точку поля так, как описано выше. Сиг­

ния которого удовлетворяют предъявляемым требованиям . И н д и ­ катором может быть как ламповый вольтметр, так и электронный

2 3 4 5

Рис. 6.3. Блок-схема аппаратуры для измерения акустического давления.

В процессе любых измерений одним из основных является воп ­ рос об оценке погрешности измерения. Погрешности измерения акустического давления могут быть вызваны влиянием:

1)шумов бассейна и приемно-усилительного тракта;

2)инструментальной погрешности регистрирующего прибора;'

3)неточности установки чувствительного элемента;

4)непостоянства коэффициента передачи приемно-усилительно­ го тракта;

5)погрешности калибровки ультразвукового приемника. Рассмотрим эти частные погрешности измерения давления в у к а ­

Первый и второй факторы оказывают влияние на величину состав ­ ляющей погрешности бы. Ш у м ы бассейна вызваны возбуждением приемника за счет колебаний воды, координатного устройства при­ емника (в основном — низкочастотные ш у м ы ) . Кроме того, шумом можно назвать эхо-—сигналы, возникающие в результате о т р а ж е н и я ультразвука от стенок бассейна, дна, поверхности воды и неоднородностей в ней. Они имеют частоту полезного сигнала. Мера борь ­ бы с такими шумами — хорошее заглушение бассейна и применение

§ 6.3. И З М Е Р Е Н И Е Р А С П Р Е Д Е Л Е Н И Я Ф А З Ы В Р А С К Р Ы В Е А П С

Квазиплоское поле и его особенности

З а д а ч ей акустических прожекторных систем является формиро­ вание квазиплоского ультразвукового поля. Под квазиплоским по­ лем, как известно, понимают такое поле, амплитудные и фазовые неоднородности которого по сравнению с плоским полем не превос­ ходят некоторых допустимых значений. Величина допустимых не­ однородностей определяется назначением формируемого поля. К в а ­

порядка 1-4-3 дб . Степень кривизны поля весьма мала, т . е . текущий

т. е. полируют поверхность, выбирают однородный материал, вы­ держивают высокую точность профиля. Кроме того, рабочую зону выбирают на некотором расстоянии от коллиматора — не менее 1 мг тогда мелкие искривления фазового фронта, соизмеримые с длина­ ми волн, согласно закону дифракции [19, 22, 32] постепенно исче­ зают . Таким образом, в квазиплоском поле следует ожидать р а д и у с кривизны волнового фронта не меньше, чем расстояние от излуча­ теля до рабочей зоны. Это обстоятельство крайне в а ж н о для изме­ рения фазового фронта квазиплоского поля.

Методы измерения фазы ультразвукового поля

Вопрос об измерении формы фронта ультразвуковых волн с л а б а освещен в литературе по акустике. В ряде источников [16, 7] вскользь упоминается о том, что акустически жестким, ненаправ ­ ленным, миниатюрным приемником можно определить фронт вол­ ны, но не рассматриваются способы, методика,тем более не а н а ­ лизируются погрешности измерения фаз- В других источниках [33] описывают применение фазовых методов в различных областях аку ­ стики, детально рассматривая в основном электронную аппаратуру п вносимые ею погрешности, не останавливаясь на погрешностях датчиков.

Оптический метод измерения фазы

Оптический метод основан на амплитудной модуляции света ультразвуковой волной [5.33]. При прохождении света через уль­ тразвуковой пучок достаточной толщины свет модулируется по ам­ плитуде, появляются так называемые «вторичные источники», рас­

кового пучка. Эти источники движутся со скоростью звука. Приме ­ няя стробоскопическое освещение, можно получить устойчивую картину ультразвукового поля и сфотографировать ее. О б р а б а т ы в а я •снимок, можно определить как длину волны, интенсивность ультра­ звука, так и форму фронта ультразвуковой волны. К а к указывается

поле просвечивается на значительную глубину и фазовые неодно­ родности по глубине сказываются на результатах измерения; во-

(соизмеримого с размерами А П С ) с помощью типовых оптических установок вообще невозможна . В силу сказанного авторы считают

Качественный метод эталонных тел