Determination of the hydrophone phase response during periodic calibrations

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

traditional amplitude calibration, which is why its results depend on the art of the experimenter. A calculation method for determining the phase response of a hydrophone is proposed, which makes it possible to reduce the labor intensity of its periodic calibrations. Based on the experimentally confirmed applicability of the minimum-phase system concept to a hydrophone, the calibrated hydrophone is represented by a model in the form of an advance link and a minimum-phase fourpole network. Based on the results of the primary calibration, the equivalent radius of the hydrophone determine. No phase measurements are performed during periodic calibrations. The amplitude response of sensitivity is determined, according to which, using the Hilbert transform, the minimum phase response of the hydrophone is calculated. The phase response of the hydrophone sensitivity is obtained as the sum of the minimum phase response and the frequency dependence of the phase incursion of the sound wave during its propagation in water over a distance equal to the equivalent radius of the hydrophone. An experiment to determine the equivalent radius of a hydrophone is described. Using the calculation method, the labor intensity of periodic verification is reduced many times over, the load is reduced, and the resource of a specialized measurement standard is saved, since the need to use high-rank standards during periodic calibrations disappears.

About the authors

A. E. Isaev

Russian Metrological Institute of Technical Physics and Radio Engineering

Email: isaev@vniiftri.ru
ORCID iD: 0000-0002-0718-5234

References

  1. Luker L. D., Van Buren A. L. Phase calibration of hydrophones. Journal of the Acoustical Society of America, 70, 516– 519 (1981). https://doi.org/10.1121/1.386715
  2. Исаев А. Е., Матвеев А. Н., Поликарпов А. М., Щерблюк Н. Г. Измерение фазочастотной характеристики чувствительности гидрофона по полю методом взаимности. Измерительная техника, (6), 56–59 (2013). https://elibrary.ru/qctxep
  3. Hayman G., Robinson S. Phase calibration of hydrophones by the free-field reciprocity method. Proceeding of the 11th European Conference on Underwater Acoustics, Roma, рр. 1437–1444 (2012). https://doi.org/10.1121/1.4770061
  4. Hayman G., Wang Y., Robinson S. P. A comparison of two methods for phase response calibration of hydrophones in the frequency range 10–400 kHz. Journal of the Acoustical Society of America, 133(2), 750–759 (2013). https://doi.org/10.1121/1.4774272
  5. Хатамтаев Б. И., Щерблюк Н. Г. Акустический центр измерительного гидрофона и его экспериментальное определение. Измерительная Техника, (10), 53–57 (2022). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2022-10-53-57 ; https://elibrary.ru/tgatyu
  6. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: учебник для бакалавров. Изд. 12-е, испр. и доп. Юрайт, Москва (2014).
  7. Исаев А. Е., Хатамтаев Б. И. Определение фазочастотной характеристики гидрофона по амплитудно-частотной характеристике. Измерительная техника, (7), 49–54 (2021). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-7-48-53 ; https://elibrary.ru/duaabo
  8. Исаев А. Е., Поликарпов А. М. Представление частотной характеристики гидрофона формулой как практическая целесообразность и расширение возможностей цифровой платформы метрологии. Альманах современной метрологии, (2(38)), 89–105 (2024). https://elibrary.ru/tlmbkx
  9. Masahiro Yoshioka. Difference between nominal and measured active element sizes of hydrophones. Japanese Journal of Applied Physics, 47(5), 3926–3928 (2008). https://doi.org/10.1143/JJAP.47.3926
  10. Исаев А. Е., Хатамтаев Б. И. Эквивалентный размер и акустический центр измерительного гидрофона. Измерительная техника, (12), 58–63 (2022). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2022-12-58-63 ; https://elibrary.ru/gtxojz

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).