Статус документа
Статус документа

ГОСТ Р МЭК 61161-2019



НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений

МОЩНОСТЬ УЛЬТРАЗВУКА В ЖИДКОСТЯХ

Общие требования к выполнению измерений методом уравновешивания радиационной силы

State system for ensuring the uniformity of measurements. Ultrasonic power in liquids. General requirements to measuring by method of radiation force balance



ОКС 17.020

Дата введения 2020-09-01



Предисловие

     

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений" (ФГУП "ВНИИФТРИ") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 053 "Основные нормы и правила в области метрологии"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 октября 2019 г. N 1056-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 61161:2013* "Ультразвук. Измерение мощности. Методы уравновешивания радиационной силы и требования к их выполнению" (IEC 61161:2013 "Ultrasonics - Power measurement - Radiation force balances and performance requirements", IDT).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВЗАМЕН ГОСТ Р МЭК 61161-2009

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

     1 Область применения


Настоящий стандарт распространяется на методы измерения мощности ультразвука в жидкостях и устанавливает:

- метод измерения полной мощности акустического излучения ультразвуковыми преобразователями, основанный на уравновешивании радиационного давления звуковой волны;

- общие принципы построения систем уравновешивания, в которых препятствие (мишень) преграждает измеряемое звуковое поле;

- ограничения на условия использования метода, связанные с эффектами кавитации и повышения температуры среды;

- количественные ограничения применения метода, обусловленные расхождением или фокусированием ультразвукового пучка;

- сведения об оценке акустической мощности для сходящихся и расходящихся ультразвуковых пучков методом измерения радиационной силы;

- сведения о суммарной неопределенности результатов измерения.

В настоящем стандарте приведена информация об оценке акустической мощности для сходящихся и расходящихся ультразвуковых пучков методом измерения радиационной силы, а также суммарной неопределенности результатов измерения.

Настоящий стандарт применим:

- к измерениям мощности ультразвука, не превышающей 1 Вт в диапазоне частот от 0,5 до 25 МГц, с использованием системы уравновешивания радиационной силы звуковой волны;

- измерениям мощности ультразвука не более 20 Вт в диапазоне частот от 0,75 до 5 МГц с использованием системы уравновешивания радиационной силы звуковой волны;

- измерениям полной мощности ультразвукового поля в виде коллимированного, расходящегося или сфокусированного пучков;

- системам уравновешивания радиационной силы с использованием гравитации или обратной связи.

(См. А.1 приложения А.)

Примечания

1 Сфокусированный пучок является сходящимся в области, расположенной до фокуса, и расходящимся за его пределами.

2 Измерения ультразвуковой мощности в полях высокой интенсивности (HITU), т.е. более 1 или 20 Вт на частотах не более 25 или 5 МГц соответственно, изложены в МЭК 62555.

     2 Нормативные ссылки


В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт. Для датированных документов применяют только указанное издание ссылочного стандарта, а для недатированных - последнее издание, включая все изменения.

IEC 61689:2007, Ultrasonics - Physiotherapy systems - Field specifications and methods of measurement in the frequency range 0,5 MHz to 5 MHz (Ультразвук. Аппараты для ультразвуковой терапии. Требования к параметрам излучаемого поля и методам их измерения в диапазоне частот от 0,5 до 5 МГц)

     3 Термины и определения


В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 акустическое течение (acoustic streaming): Объемное перемещение жидкости под действием звукового поля.

3.2 свободное поле (free field): Звуковое поле в гомогенной изотропной среде, влиянием границ которой на звуковые волны можно пренебречь (изменено по сравнению с МЭК 60050-801:004).

3.3 выходная мощность Р, Вт (output power): Усредненная во времени ультразвуковая мощность излучения ультразвукового преобразователя в условиях свободного поля и в определенной среде, предпочтительно в воде.

3.4 радиационная сила (акустическая радиационная сила) F, Н (radiation force, acoustic radiation force): Усредненная во времени сила, приложенная к телу при воздействии на него звукового поля, за исключением составляющих, связанных с акустическими течениями; или в более общем смысле усредненная во времени сила (за исключением составляющих, связанных с акустическими течениями) в звуковом поле, проявляющаяся на границе раздела двух сред с различными акустическими свойствами.

3.5 радиационное давление (акустическое радиационное давление), Па (radiation pressure, acoustic radiation pressure): Радиационная сила, воздействующая на единичную площадь.

Примечание - Этот термин широко используется в литературе. Однако, строго говоря, радиационная сила на единицу площади является тензорной величиной [4], и с точки зрения строго научной терминологии ее следовало бы относить к тензору акустических радиационных напряжений. В настоящем стандарте предпочтение, как правило, отдается интегральному значению "акустической радиационной силы". Однако при употреблении в тексте настоящего стандарта термина "акустическое радиационное давление" под ним следует понимать отрицательное значение радиационного напряжения в направлении оси пучка.

3.6 мишень (target): Устройство, специально разработанное для того, чтобы преграждать существенную часть ультразвукового поля и реагировать на радиационную силу.

3.7 ультразвуковой преобразователь (ultrasonic transducer): Устройство, способное преобразовывать электрическую энергию в механическую в ультразвуковом диапазоне частот и/или обратно механическую энергию в электрическую.

3.8 радиационная проводимость G, С (radiation conductance): Отношение акустической выходной мощности к квадрату эффективного (среднеквадратичного) электрического напряжения на входе преобразователя.

Примечание - Эта величина использована для того, чтобы характеризовать электроакустическое преобразование ультразвуковых датчиков.

Эту величину используют для определения параметров электроакустического преобразования ультразвуковых преобразователей.

     4 Обозначения


В настоящем стандарте использованы следующие обозначения:

a

- радиус круглого ультразвукового преобразователя.

,

- размера прямоугольного ультразвукового преобразователя в направлениях х и у соответственно (так что 2 и 2 - размеры длины его сторон).

c

- скорость звука (как правило, в воде).

,

- геометрические фокусные расстояния фокусирующего ультразвукового преобразователя в плоскостях x-z и y-z соответственно.

d

- геометрическое фокусное расстояние фокусирующего ультразвукового преобразователя в том случае, когда .

F

- радиационная сила, действующая на мишень в направлении падения ультразвуковой волны.

g

- ускорение свободного падения.

G

- радиационная проводимость.

- диагонали прямоугольного преобразователя .

- гармоническое среднее и как .

k

- волновое число ().

P

- выходная мощность ультразвукового преобразователя.

s

- нормированное расстояние от круглого ультразвукового преобразователя ().

z

- расстояние между мишенью и ультразвуковым преобразователем.

- амплитудный коэффициент затухания плоских волн в среде (как правило, в воде).

,

- фокальные полууглы прямоугольного фокусирующего ультразвукового преобразователя в плоскостях x-z и y-z соответственно.

, , если преобразователь плоский и его фокусные расстояния отсчитывают от плоскости его излучающей поверхности.

- фокальный (полу-)угол фокусирующего ультразвукового преобразователя; для преобразователя сферической кривизны, если его фокусное расстояние отсчитывают от "дна" "чаши";

, фокусное расстояние которого отсчитывают от края активной части "чаши" или в том случае, если преобразователь плоский.

- угол между направлением падения ультразвуковой волны и нормалью к отражающей поверхности мишени.

- длина ультразвуковой волны в среде распространения (как правило, в воде).

- плотность среды распространения (как правило, воды).


Примечания

1 Под направлением падающей волны в определениях для F и подразумевается в более общем смысле ось звукового поля.

2 Строго говоря, для фокусирующего преобразователя его форма и способ фокусирования не зависят друг от друга, т.е. круглый преобразователь может также иметь два различных фокальных угла. Однако исходя из практики ультразвуковых измерений настоящий стандарт рассматривает только два варианта: с однофокусным круглым преобразователем и с прямоугольным преобразователем, имеющим два фокальных угла (которые, конечно, могут быть равными).

     5 Требования к системам уравновешивания радиационной силы

     5.1 Общие положения


Система уравновешивания радиационной силы должна состоять из мишени, связанной с весами. Ультразвуковой пучок должен быть направлен вертикально сверху или снизу или горизонтально на мишень, и его воздействующую на мишень радиационную силу следует измерить с помощью весов. Ультразвуковую мощность следует определять по разнице между значениями силы, с которой мишень воздействует на весы, при приложении к ней ультразвукового излучения и при его отсутствии в соответствии с выражениями, приведенными в приложении В. Калибровку системы можно выполнить посредством прецизионных грузиков известной массы.

Примечание - Возможные типы конструкции системы уравновешивания представлены на рисунках F.1-F.7 приложения F. Каждая конструкция имеет свои особенности, рассмотренные в приложении F.

     5.2 Типы мишеней

5.2.1 Общие положения

Доступ к полной версии документа ограничен
Полный текст этого документа доступен на портале с 20 до 24 часов по московскому времени 7 дней в неделю.
Также этот документ или информация о нем всегда доступны в профессиональных справочных системах «Техэксперт» и «Кодекс».
Нужен полный текст и статус документов ГОСТ, СНИП, СП?
Попробуйте «Техэксперт: Лаборатория. Инспекция. Сертификация» бесплатно
Реклама. Рекламодатель: Акционерное общество "Информационная компания "Кодекс". 2VtzqvQZoVs