Гидрофоны ГИ50Э

Назначение

Гидрофоны ГИ50Э (далее - гидрофоны) предназначены для преобразования акустического давления в водной среде в электрический сигнал с нормируемыми метрологическими характеристиками и измерения акустического давления в составе измерительной аппаратуры.

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 гидрофоны представляют собой гидроакустическую головку, содержащей пьезокерамический чувствительный элемент (далее пьезоэлемент) и предварительный усилитель, размещенные в герметичном корпусе с кабелем, заканчивающимся соединительной вилкой (конструкция гидрофона неразборная). Пьезоэлемент гидроакустической головки покрыт эластичным звукопрозрачным компаундом, поверх которого нанесен тонкий металлизированный слой, обеспечивающий эффективную экранировку пьезоэлемента от внешних электрических полей и его защиту от проникновения молекул воды через компаундное покрытие к электродам пьезоэлемента. Для механической, гидролитической и химической защиты металлизированного покрытия пьезоэлемент залит вторым слоем эластичного звукопрозрачного компаунда. Малошумящий предварительный усилитель собран по схеме неинвертирующего усилителя напряжения.

Блок коммутации обеспечивает соединение гидрофона с измерительной аппаратурой, подачу напряжения питания и дистанционное переключение режимов работы. Общий вид гидрофона приведен на рисунке 1. Пломбирование блока коммутации от несанкционированного доступа выполняется на его тыльной стороне (донышке).

Гидрофон имеет два режима работы: режим измерений и режим измерений собственных шумов и калибровки электрического тракта. В режиме измерений гидрофоны преобразует звуковое давление в водной среде в пропорциональное выходное напряжение. В этом режиме пьезоэлемент подключен к входу предварительного усилителя. В режиме измерений собственных шумов и калибровки электрического тракта к входу предварительного усилителя подключен емкостной эквивалент пьезоэлемента, в то время как сам пьезоэлемент отключен и закорочен. Переключение режимов работы осуществляется по цепи управления путем подачи с блока коммутации управляющих импульсов напряжения 12 В положительной или отрицательной полярности с длительностью от 0,1 до 1 с.

Блок ком

мутации

гидрофон

кабель

Рисунок 1 - Фотография общего вида гидрофона ГИ50Э

Технические характеристики

Диапазон рабочих частот, Гц ..................................................................... от 4 до 20000.

Верхний предел динамического диапазона (относительно 20 мкПа) при коэффициенте нелинейных искажений не более 1 %, дБ, не менее

Номинальный уровень чувствительности на частоте 80 Гц относительно 1 мкВ/Па, дБ.................................................................................................................от 88 до 92.

Температурный коэффициент уровня чувствительности в диапазоне температур от минус 4 до 35 °С, дБ/°С, не более

Изменение уровня чувствительности при изменении гидростатического давления на каждые 0,1 МПа, 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 третьоктавного ряда от 8 до 20 кГц, дБ, не более

Неравномерность диаграммы направленности в вертикальной плоскости в рабочем угловом секторе ± 45° относительно нормали к оси гидрофона в диапазоне частот треть-октавного ряда от 8 до 20 кГц, дБ, не более

Пределы допускаемой относительной погрешности уровня чувствительности при доверительной вероятности P = 0,95, дБ...........................................................±

Нестабильность уровня чувствительности за интервал между поверками, дБ, не более

Уровень эквивалентного шумового давления (относительно 20 мкПа), дБ, не более

Минимальное сопротивление нагрузки, кОм

Максимальная емкость нагрузки, нФ

Габаритные размеры гидрофона без учета длины кабеля (диаметр х длина), мм, не более ..............................................................................................................................30 х 90.

Масса (с кабелем), кг, не более

Параметры электропитания:

- напряжение постоянного тока, В................от минус 14 до минус 10; от 10 до 14;

- сила тока покоя, потребляемого гидрофоном, мА, не более

Рабочие условия эксплуатации:

- рабочая среда......................................................морская или пресная вода;

- температура водной среды, °С............................................................от минус 4 до 35;

- избыточное гидростатическое давление, МПа, не более

Знак утверждения типа

наносится на титульные листы руководства по эксплуатации МГФК.406231.089 РЭ, формуляра МГФК.406231.089 ФО типографским способом и гравировкой на корпусе гидрофона.

Комплектность

Комплектность гидрофона приведена в таблице 1

Таблица 1 - Комплектность

Поверка

осуществляется по документу МГФК.406231.089 МП «Гидрофон ГИ50Э. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИФТРИ» 27 марта 2008 г.

Средства поверки:

- государственный первичный специальный эталон единицы звукового давления в воде ГЭТ 55-2011 (установка Э-2).

- рабочий эталон 2-го разряда единицы звукового давления в водной среде по МИ 1620-92: диапазон частот от 1 до 250 кГц, доверительная относительная погрешность градуировки (поверки) измерительных гидрофонов при доверительной вероятности P = 0,95 не более 1 дБ.

Сведения о методах измерений

Гидрофон ГИ50Э. Руководство по эксплуатации МГФК.406231.089 РЭ.

Нормативные документы

МИ 1620-92. ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений звукового давления в водной среде в диапазоне частот 110-2 - 1106 Гц.

МГФК.406231.089 ТУ Гидрофон ГИ50Э. Технические условия.