Гидрофоны ГИ54

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 элемент 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.........................................................± 1.

Нестабильность уровня чувствительности, дБ, не более................................ 1.

Неравномерность частотной характеристики чувствительности в диапазоне рабочих частот, дБ, не более..........................................................................................................8.

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....................................................................................................................................3.

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........................................................................40.

Температурный коэффициент уровня чувствительности в диапазоне температур от минус 4 до 35 °С, дБ/°С, не более........................................................................................0,1.

Изменение уровня чувствительности при изменении гидростатического давления на каждые 0,1 МПа, дБ, не более.........................................................................................0,1.

Время непрерывной работы, ч, не менее...................................................24.

Минимальное сопротивление нагрузки, кОм...........................................................10.

Максимальная емкость нагрузки, нФ.......................................................................1,5.

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), °С .........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.