Назначение
Гидрофоны ГИ54 (далее - гидрофоны) предназначены для преобразования акустических давлений в водной среде в электрический сигнал с нормируемыми метрологическими характеристиками.
Гидрофоны применяются при проведении гидроакустических измерений на объектах сферы обороны, безопасности и в промышленности.
Описание
Принцип действия гидрофонов основан на прямом пьезоэлектрическом эффекте пьезокерамических материалов: при воздействии звукового давления на поверхность пьезокерамического элемента на его электродах возникает электрическое напряжение, пропорциональное действующему давлению.
Конструктивно гидрофон выполнен в герметичном корпусе, в котором размещены пьезокерамический чувствительный элемент и предварительный усилитель.
Предварительный усилитель гидрофона собран по схеме неинвентирующего усилителя напряжения на основе микросхемы малошумящего операционного усилителя. Напряжение питания гидрофона двуполярное ± (12 ± 2) В.
Гидрофоны имеют два режима работы - режим измерений и режим измерений собственных шумов и калибровки электрического тракта. В режиме измерений гидрофоны преобразуют акустическое давление в водной среде в пропорциональное выходное напряжение. В этом режиме пьезокерамический чувствительный элемент подключен ко входу предварительного усилителя.
В режиме измерений собственных шумов и калибровки электрического тракта ко входу предварительного усилителя подключен емкостной эквивалент пъезоэлемента, в то время как сам пьезокерамический чувствительный элеменз’ отключен и закорочен. В этом режиме измеряются собственные шумы электрического тракта гидрофонов, приведенные ко входу, а также контролируются частотный и динамический диапазоны.
Переключение режимов работы осуществляется по цепи управления путем подачи управляющих импульсов напряжением 12 В положительной или отрицательной полярности с длительностью от 0,1 до 1 с.
Технические характеристики
Диапазон рабочих частот, Гц...................................................от 2 до 100000.
Уровень чувствительности на частоте 80 Гц относительно 1 мкВ/Па, дБ..................................................................................................от 88 до 92.
Пределы допускаемой относительной погрешности уровня чувствительности (при доверительной вероятности Р = 0,95), дБ
Нестабильность уровня чувствительности, дБ, не более
Неравномерность частотной характеристики чувствительности в диапазоне рабочих частот, дБ, не более
Неравномерность диаграммы направленности в горизонтальной плоскости в рабочем угловом секторе ± 180° в диапазоне частот треть октавного ряда от 63 до 100 кГц, дБ, не более
Неравномерность диаграммы направленности в вертикальной плоскости в рабочем угловом секторе ± 30° относительно нормали к оси гидрофона в диапазоне частот треть октавного ряда от 63 до 100 кГц, дБ, не более.......................................................................4.
Верхний предел динамического диапазона (максимальное значение акустического давления, преобразуемого гидрофоном, при нормированном коэффициенте нелинейного искажения) относительно 20 мкПа, дБ, не менее...............................................................130,
при коэффициенте нелинейных искажений не более 1 %.
Уровень эквивалентного шумового давления (относительно 20 мкПа) в рабочем диапазоне частот, дБ, не более
Температурный коэффициент уровня чувствительности в диапазоне температур от минус 4 до 35 °C, дБ/°С, не более
Изменение уровня чувствительности при изменении гидростатического давления на каждые 0,1 МПа, дБ, не более
Время непрерывной работы, ч, не менее
Минимальное сопротивление нагрузки, кОм
Максимальная емкость нагрузки, нФ
Средняя наработка до отказа, ч, не менее........................................... ЗЗОООО.
Масса, кг, не более................................................................................................0,200.
Габаритные размеры (диаметр х длина), мм, не более...................................30 х 178.
Параметры электропитания:
- напряжение постоянного тока, В.....................от минус 14 до минус 10, от 10 до14;
- сила тока покоя, потребляемого гидрофоном, мА, не более............................8.
Рабочие условия эксплуатации:
- температура водной среды (морская или пресная вода), °C .........от минус 4 до 35;
- избыточное гидростатическое давление, МПа, не более ....................................... 3.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист руководства по эксплуатации МГФК.406231.106РЭ типографским способом.
Комплектность
В комплект поставки входят: гидрофон ГИ54, руководство по эксплуатации, формуляр, методика поверки.
Поверка
Поверка проводится в соответствии с документом «Гидрофон ГИ54. Методика поверки МГФК.406231.106МП», утвержденным руководителем ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИФТРИ» в марте 2008 г. и согласованным начальником ГЦИ СИ «Воентест» 32 ГНИИИ МО РФ в ноябре 2009 г.
Средства поверки: рабочий эталон звукового давления в водной среде 2-го разряда в соответствии с МИ 1620-92 (диапазон рабочих частот от 0,01 Гц до 100 кГц, доверительная относительная погрешность поверки (градуировки) измерительных гидрофонов при доверительной вероятности Р = 0,95 не более 1 дБ).
Межповерочный интервал - два года.
Нормативные документы
МГФК.406231.106ТУ Гидрофон ГИ54. Технические условия.
МИ 1620-92. ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений звукового давления в водной среде в диапазоне частот 1 • 10‘2 - 1 106 Гц.
Заключение
Тип гидрофонов ГИ54 утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства и эксплуатации.
