Дослідження ефективної площі ультразвукових перетворювачів для підвищення точності відтворення одиниці ультразвукового тиску у воді
DOI:
https://doi.org/10.24027/2306-7039.1.2022.258819Ключові слова:
ефективна площа випромінювання; ультразвуковий промінь; ультразвуковий тиск; невизначеність вимірюванняАнотація
Національний державний первинний еталон одиниці ультразвукового тиску у водному середовищі (НДЕТУ AUV-02-2018) відтворює одиницю ультразвукового тиску – паскаль (Па) методом взаємності з двома ультразвуковими перетворювачами (УП). Відповідно до математичної моделі визначення ультразвукового тиску, яка пов’язує вимірювані електричні параметри (струм УП під час випромінювання акустичного сигналу, напруга на УП під час прийому акустичного сигналу) і акустичні параметри УП та середовище поширення (вода), значення ефективної площі випромінювання ультразвукового перетворювача (AER) впливає на точність відтвореного тиску, а невизначеність AER є складовою загальної невизначеності відтворення ультразвукового тиску, який відтворює еталон. Для визначення ефективної площі випромінювання ультразвукового перетворювача створено систему растрового сканування з програмним забезпеченням для автоматичного сканування ультразвукового поля перетворювача та реєстрації результатів вимірювання.
У цій роботі надано результати дослідження ефективних площ випромінювання (AER) допоміжних ультразвукових перетворювачів еталона ультразвукового тиску у воді НДЕТУ AUV-02-2018. Під час вимірювання проводили растрове сканування поля тиску ультразвукових перетворювачів E1025-SU; E2312-SU; E3512-SМ фірми MANA instruments на робочих частотах (від 1 до 4 МГц) за допомогою системи растрового сканування. Пристрій для позиціювання ультразвукових перетворювачів та гідрофонів розроблений в ДП НДІ “Система” під час створення еталона НДЕТУ AUV-02-2018 та входить до його складу. Протокол обчислення (AER) було розроблено на основі стандарту IEC 61689:2013 “Ультразвук – Фізіотерапевтичні системи – Характеристики вихідного поля та методи вимірювання в діапазоні частот від 0,5 МГц до 5 МГц”. Невизначеність за типом A було оцінено з десяти повторень повної процедури вимірювання для визначення AER, а невизначеність типу B було оцінено з математичної моделі для AER на основі IEC 61689:2013 та ДСТУ Н РМГ 43-2001 “Настанови щодо визначення непевності вимірювань”.
Посилання
Duviriak D., Shpak O., Parakuda V. The standard of unit of ultrasonic pressure in aqueous medium. Measuring Equipment and Metrology, 2019, vol. 80, no. 3, pp. 58–63. doi: https://doi.org/10.23939/istcmtm2019.03.058
Bobber R.J. Underwater Electroacoustic Measurements, US Government Printing Office, 1970.
IEC 61689:2013 Ultrasonics – Physiotherapy systems – Field specifications and methods of measurement in the frequency range 0,5 MHz to 5 MHz. 124 р.
DSTU-N RMG 43:2006. Metrology. Application of the Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (RMG 43-2001, IDT) (in Ukrainian).
IEC 62127-2:2007/AMD2:2017 Amendment 2 – Ultrasonics – Hydrophones – Part 2: Calibration for ultrasonic fields up to 40 MHz. 25 р.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
ПОЛІТИКА, ЯКА РЕКОМЕНДУЄТЬСЯ ЖУРНАЛАМ, ЩО ПРОПОНУЮТЬ ВІДКРИТИЙ ДОСТУП З ЗАТРИМКОЮ
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи, яка через 12 місяців з дати публікації автоматично стає доступною на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
