izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2022-10-53-57izmertech-1657Research ArticleАКУСТИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯACOUSTIC MEASUREMENTSЭкспериментальное определение акустического центра измерительного гидрофонаExperimental determination of the acoustic center of a measuring hydrophonehttps://orcid.org/0000-0002-8197-8160ХатамтаевБ. И.KhatamtaevB. I.

Булат Ильгизович Хатамтаев

г. п. Менделеево, Московская обл.

Bulat I. Khatamtaev

Mendeleevo, Moscow region

bulat_3004@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7547-9202ЩерблюкН. Г.ShcherblyukN. G.

 Николай Геннадьевич Щерблюк

г. п. Менделеево, Московская обл.

 Nikolay G. Shcherblyuk

 Mendeleevo, Moscow region

shcherbluck@mail.ruВсероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измеренийРоссияRussian Metrological Institute of Technical Physics and Radio EngineeringRussian Federation2022250520230105357Copyright © Хатамтаев Б.И., Щерблюк Н.Г., 20232023Хатамтаев Б.И., Щерблюк Н.Г.Khatamtaev B.I., Shcherblyuk N.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.izmt.ru/jour/article/view/1657

Рассмотрены методы повышения точности фазовой калибровки гидрофонов. Показано, что при калибровке гидрофона опорный центр, например геометрический центр контура активного элемента гидрофона, может быть смещён относительно акустического центра активного элемента из-за неравномерной толщины гидроизоляционного покрытия элемента. Предложен метод определения положения акустического центра гидрофона относительно выбранного опорного центра. Описана схема эксперимента по определению положения (смещения) акустического центра гидрофона относительно геометрического центра контура активного элемента. Приведены результаты экспериментов для гидрофонов разных типов и проанализированы источники неопределённости измерений. Показано, что учёт смещения акустического центра позволяет повысить точность фазовой калибровки гидрофонов. Предложенный метод можно использовать в области гидроакустических измерений чувствительности приёмников звукового давления.

The following problem is considered in the underwater acoustic. At the same time the location of the hydrophone acoustic center must be known respect to the reference point. A method is proposed for determining the position of the acoustic center of a hydrophone relative to a selected reference center. The scheme of the experiment to determine the position (displacement) of the acoustic center of a hydrophone relative to the geometric center of the active element contour is described. The results of the experiment for different types of hydrophones are presented and the sources of measurement uncertainties are discussed. It is shown that taking into account the displacement of the acoustic center makes it possible to improve the accuracy of the phase calibration of hydrophones. The proposed method can be used in the field of the underwater measurement of the sound pressure receiver sensitivity.

акустический центргидрофонфазовая калибровка гидрофонаопорный центргеометрический центрконтур активного элементасмещениеacoustic centerhydrophonehydrophone phase calibrationreference centergeometric centeractive element outlineoffsetReferencesСправочник по гидроакустике. Изд. 2-е, перераб. и доп. / ред. А. Е. Колесникова. Л.: Судостроение, 1988. 522 с. [Spravochnik po gidroakustike, 2nd ed., ed. by A. E. Kolesnikov, Leningrad, Sudostroenie Publ., 1988, 522 p. (In Russ.)].Справочник по гидроакустике. Изд. 2-е, перераб. и доп. / ред. А. Е. Колесникова. Л.: Судостроение, 1988. 522 с. [Spravochnik po gidroakustike, 2nd ed., ed. by A. E. Kolesnikov, Leningrad, Sudostroenie Publ., 1988, 522 p. (In Russ.)].Свердлин Г. М. Прикладная гидроакустика. Изд. 2-е, перераб. и доп. Л.: Судостроение, 1990. 320 с. [Sverdlin G. M., Prikladnaja gidroakustika, 2nd ed., Leningrad, Sudostroenie Publ., 1990, 320 p. (In Russ.)].Свердлин Г. М. Прикладная гидроакустика. Изд. 2-е, перераб. и доп. Л.: Судостроение, 1990. 320 с. [Sverdlin G. M., Prikladnaja gidroakustika, 2nd ed., Leningrad, Sudostroenie Publ., 1990, 320 p. (In Russ.)].Trott W., Effective acoustic center redefi ned, The Journal of the Acoustical Society of America, 1977, vol. 62, no. 2, pp. 468–469. https://doi.org/10.1121/1.381510Trott W., Effective acoustic center redefi ned, The Journal of the Acoustical Society of America, 1977, vol. 62, no. 2, pp. 468–469. https://doi.org/10.1121/1.381510Jacobsen F., Barrera-Figueroa S., and Rasmussen K., The Journal of the Acoustical Society of America, 2004, vol. 115, no. 4, pp. 1468–1473. https://doi.org/10.1121/1.1652036Jacobsen F., Barrera-Figueroa S., and Rasmussen K., The Journal of the Acoustical Society of America, 2004, vol. 115, no. 4, pp. 1468–1473. https://doi.org/10.1121/1.1652036Боббер Р. Гидроакустические измерения: Пер с англ. М.: Мир, 1974. 359 с. [Robert J. Bobber, Underwater electroacoustical measurements, Naval Research Laboratory, Washington D.C., 1970].Боббер Р. Гидроакустические измерения: Пер с англ. М.: Мир, 1974. 359 с. [Robert J. Bobber, Underwater electroacoustical measurements, Naval Research Laboratory, Washington D.C., 1970].Barrera-Figueroa S., Rasmussen K., Jacobsen F., The Journal of the Acoustical Society of America, 2006, vol. 120, no. 5, pp. 2668–2675. https://doi.org/10.1121/1.2345830Barrera-Figueroa S., Rasmussen K., Jacobsen F., The Journal of the Acoustical Society of America, 2006, vol. 120, no. 5, pp. 2668–2675. https://doi.org/10.1121/1.2345830Rodrigues D., Durocher J.-N., Bruneau M., Bruneau A.-M., Acta Acustica united with Acustica, 2010, vol. 96, no. 2, pp. 300–305. https://doi.org/10.3813/AAA.918279Rodrigues D., Durocher J.-N., Bruneau M., Bruneau A.-M., Acta Acustica united with Acustica, 2010, vol. 96, no. 2, pp. 300–305. https://doi.org/10.3813/AAA.918279Исаев А. Е. Точная градуировка приемников звукового давления в водной среде в условиях свободного поля. Менделеево: ВНИИФТРИ, 2008. 369 с. [Isaev А. Е., Tochnaja graduirovka priemnikov zvukovogo davlenija v vodnoj srede v uslovijah svobodnogo polja, Mendeleevo, VNIIFTRI Publ., 2008, 369 p. (In Russ.)].Исаев А. Е. Точная градуировка приемников звукового давления в водной среде в условиях свободного поля. Менделеево: ВНИИФТРИ, 2008. 369 с. [Isaev А. Е., Tochnaja graduirovka priemnikov zvukovogo davlenija v vodnoj srede v uslovijah svobodnogo polja, Mendeleevo, VNIIFTRI Publ., 2008, 369 p. (In Russ.)].Hagai I. B., Pollow M., Vorländer M., Rafaely B., The Journal of the Acoustical Society of America, 2011, vol. 130, no. 4, pp. 2003–2015. https://doi.org/10.1121/1.3624825Hagai I. B., Pollow M., Vorländer M., Rafaely B., The Journal of the Acoustical Society of America, 2011, vol. 130, no. 4, pp. 2003–2015. https://doi.org/10.1121/1.3624825Deboy D., Zotter F., Acoustic center and orientation analysis of sound-radiation recorded with a surrounding spherical microphone array, Proceedings of the 2nd International Symposium onDeboy D., Zotter F., Acoustic center and orientation analysis of sound-radiation recorded with a surrounding spherical microphone array, Proceedings of the 2nd International Symposium onAmbisonics and Spherical Acoustics, Paris, May 6–7, 2010, p. 21.Ambisonics and Spherical Acoustics, Paris, May 6–7, 2010, p. 21.Hayman G., Wang Y., Robinson S. P., Journal of the Acoustical Society of America, 2013, vol. 133, no. 5, pp. 750–759. https://doi.org/10.1121/1.4774272Hayman G., Wang Y., Robinson S. P., Journal of the Acoustical Society of America, 2013, vol. 133, no. 5, pp. 750–759. https://doi.org/10.1121/1.4774272Исаев А. Е. Уменьшение влияния переходного процесса при градуировке гидрофонов по полю на низких частотах с использованием квадратурно-дополненных гармонических сигналов // Измерительная техника. 2010. № 4. С. 20–24. [Isaev А. Е., Measurement Techniques, 2010, vol. 53, no. 4, pp. 379–385. https://doi.org/10.1007/s11018-010-9514-x].Исаев А. Е. Уменьшение влияния переходного процесса при градуировке гидрофонов по полю на низких частотах с использованием квадратурно-дополненных гармонических сигналов // Измерительная техника. 2010. № 4. С. 20–24. [Isaev А. Е., Measurement Techniques, 2010, vol. 53, no. 4, pp. 379–385. https://doi.org/10.1007/s11018-010-9514-x].Hayman G., Robinson S., Proc. 11th Europ. Conf. on Underwater Acoustics, Edinburgh, 2012, pp. 1437–1444. https://doi.org/10.1121/1.4770061Hayman G., Robinson S., Proc. 11th Europ. Conf. on Underwater Acoustics, Edinburgh, 2012, pp. 1437–1444. https://doi.org/10.1121/1.4770061

The authors declare that there are no conflicts of interest present.