NF C74-351-2-2008 Ultrasonics - Hydrophones - Part 2 calibration for ultrasonic fields up to 40 MHz 《超声波学 水听器 第2部分 超声波场小于40MHz水听器的校准》.pdf

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1、 7 6 dite et diffuse par lUnion Technique de lElectricit (UTE) Tour Chantecoq 5, rue Chantecoq 92808 Puteaux Cedex Tl. : + 33 (0) 1 49 07 62 00 Tlcopie : + 33 (0) 1 47 78 73 51 Courriel : uteute.asso.fr Internet : http:/www.ute- diffuse galement par lAssociation Franaise de Normalisation (AFNOR) 11,

2、 rue Francis de Pressens 93571 La Plaine Saint-Denis Cedex Tl. : 01 41 62 80 00 Impr. UTE 2008 Reproduction interdite 7 Indice de classement : ICS : 17.140.50 Partie 2 : Etalonnage pour les champs ultrasonores jusqu 40 Mhz E : Ultrasonics Hydrophones Part 2 : Calibration for ultrasonic fields up to

3、40 MHz D : Ultraschall Hydrophone Teil 2 : Kalibrierung fr Ultraschallfelder bis zu 40 MHz Norme franaise homologue par dcision du Directeur Gnral dAFNOR le 27 fvrier 2008, pour prendre effet compter du 27 mars 2008. Avec les parties 1 et 3 de la norme homologue NF EN 62127, remplace les normes homo

4、logues NF EN 61101, de fvrier 1994, NF EN 61102, de fvrier 1994 et son amendement A1, davril 1994, NF EN 61220, de dcembre 1995 et NF EN 62092, de fvrier 2006 qui restent en vigueur jusquen septembre 2010. Correspondance La norme europenne EN 62127-2:2007 a le statut dune norme franaise. Elle reprod

5、uit intgralement la publication CEI 62127-2:2007. Analyse Le prsent document spcifie : les mthodes dtalonnage absolues de l ; les mthodes dtalonnage (comparatives) relatives de l. Des recommandations et rfrences des documents valids sont faites pour les mthodes dtalonnage relatives et absolues dans

6、la plage de frquences couverte par le prsent document. Descripteurs Appareil lectromdical, lectroacoustique, appareil ultrasons, ultrason, hydrophone, frquence de fonctionnement, talonnage, interfromtrie, comparaison. Modifications Par rapport aux documents remplacs, mise jour des spcifications tech

7、niques. Corrections NF EN 62127-2 - II - Ce document constitue la version franaise complte de la norme europenne EN 62127-2:2007 qui reproduit le texte de la publication CEI 62127-2:2007. Les modifications du CENELEC (dans le prsent document, lannexe ZA uniquement) sont signales par un trait vertica

8、l dans la marge gauche du texte. Cette Norme Franaise fait rfrence des Normes internationales. Quand une Norme internationale cite en rfrence a t entrine comme Norme Europenne, ou bien quand une norme dorigine europenne existe, la Norme Franaise issue de cette Norme Europenne est applicable la place

9、 de la Norme internationale. LUnion Technique de llectricit sest abstenue au CENELEC sur le projet de EN 62127-2, le 21 dcembre 2006. _ 7 77 9 7 77 (EN ou HD) 9 (NF ou UTE)CEI 60050-801 (1994) - NF C 01-801 (1999) CEI 605651 EN 60565 (2007)2 NF EN 60565 (2007) (C 97-915) CEI 61161 (2006) EN 61161 (2

10、007) NF EN 611613 (C 97-905) CEI 618281 EN 61828 (2001)2 NF EN 61828 (2006) (C 74-338) CEI 62127-11 EN 62127-1 (2007)2 NF EN 62127-1 (2008) (C 74-351-1) CEI 62127-31 EN 62127-3 (2007)2 NF EN 62127-3 (2008) (C 74-351-3) Note : Les documents de la classe C sont en vente lUnion Technique de llectricit

11、Tour Chantecoq 5, rue Chantecoq 92808 Puteaux Cedex Tl. : + 33 (0) 1 49 07 62 00 ainsi quau service diffusion de lAssociation franaise de normalisation 11, rue Francis de Pressens 93571 La Plaine Saint-Denis Cedex Tl. : 01 41 62 80 00. Les documents CEI sont en vente lUTE. _ 1 Rfrence non date. 2 Ed

12、ition valide ce jour. 3 En prparation. - III - NF EN 62127-2 77 7 7 77 Secrtariat : UTE AFFSAPS ( Agence Franaise de Scurit des Produits de Sant) AFNOR (ASSOCIATION FRANCAISE DE NORMALISATION) CEA (COMMISSARIAT A LENERGIE ATOMIQUE) CEISO EUROGIP FRANCE TELECOM IMASONIC SAS INSTITUT GUSTAVE ROUSSY LA

13、BORATOIRE NATIONAL DE METROLOGIE ET DESSAIS LANDAUER LCIE (LABORATOIRE CENTRAL DES INDUSTRIES ELECTRIQUES) MINISTERE DU TRAVAIL ET DES AFFAIRES SOCIALES OPRI (OFFICE DE PROTECTION CONTRE LES RAYONNEMENTS IONISANTS) SNITEM (SYNDICAT NATIONAL DE LINDUSTRIE DES TECHNOLOGIES MEDICALES) SOCIETE FRANCAISE

14、 DES PHYSICIENS DHOPITAL TRIXELL _ NORME EUROPENNE EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD Octobre 2007 CENELEC Comit Europen de Normalisation Electrotechnique Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung European Committee for Electrotechnical Standardization 7 2007 CENELEC - Tous droits dexploitatio

15、n sous quelque forme et de quelque manire que ce soit rservs dans le monde entier aux membres du CENELEC. Ref. n. EN 62127-2:2007 F ICS 17.140.50 Remplace partiellement EN 61101:1993, EN 61102:1993 + A1:1994, EN 61220:1995 et EN 62092:2001Version franaise (CEI 62127-2:2007) Ultraschall - Hydrophone

16、- Teil 2: Kalibrierung fr Ultraschallfelder bis zu 40 MHz (IEC 62127-2:2007) Ultrasonics - Hydrophones - Part 2: Calibration for ultrasonic fields up to 40 MHz (IEC 62127-2:2007) La prsente Norme Europenne a t adopte par le CENELEC le 2007-09-01. Les membres du CENELEC sont tenus de se soumettre au

17、Rglement Intrieur du CEN/CENELEC qui dfinit les conditions dans lesquelles doit tre attribu, sans modification, le statut de norme nationale la Norme Europenne. Les listes mises jour et les rfrences bibliographiques relatives ces normes nationales peuvent tre obtenues auprs du Secrtariat Central ou

18、auprs des membres du CENELEC. La prsente Norme Europenne existe en trois versions officielles (allemand, anglais, franais). Une version dans une autre langue faite par traduction sous la responsabilit dun membre du CENELEC dans sa langue nationale, et notifie au Secrtariat Central, a le mme statut q

19、ue les versions officielles. Les membres du CENELEC sont les comits lectrotechniques nationaux des pays suivants: Allemagne, Autriche, Belgique, Bulgarie, Chypre, Danemark, Espagne, Estonie, Finlande, France, Grce, Hongrie, Irlande, Islande, Italie, Lettonie, Lituanie, Luxembourg, Malte, Norvge, Pay

20、s-Bas, Pologne, Portugal, Rpublique Tchque, Roumanie, Royaume-Uni, Slovaquie, Slovnie, Sude et Suisse. EN 62127-2:2007 2 Le texte du document 87/353/CDV, future dition 1 de la CEI 62127-2, prpar par le CE 87 de la CEI, Ultrasons, a t soumis la procdure dacceptation unique parallle CEI-CENELEC et a t

21、 approuv par le CENELEC comme EN 62127-2 le 2007-09-01. EN 62127-1, EN 62127-2 et EN 62127-3 sont publies simultanment. Ensemble, ces Normes Europennes annulent et remplacent EN 61101:1993, EN 61102:1993 + A1:1994, EN 61220:1995 et EN 62092:2001. Les dates suivantes ont t fixes: date limite laquelle

22、 la EN doit tre mise en application au niveau national par publication dune norme nationale identique ou par entrinement (dop) 2008-06-01 date limite laquelle les normes nationales conflictuelles doivent tre annules (dow) 2010-09-01 LAnnexe ZA a t ajoute par le CENELEC. _ 3 EN 62127-2:2007 SOMMAIRE

23、Avant-propos1INTRODUCTION61 Domaine dapplication 72 Rfrences normatives.73 Termes, dfinitions et symboles84Liste des symboles.135 Prsentation des modes opratoires dtalonnage 155.1Principes.155.2 Rcapitulatif des modes opratoires dtalonnage .165.3 Dclaration des rsultats .175.4 Priodes dtalonnage rec

24、ommandes.196 Exigences gnriques dun systme dtalonnage dhydrophone .196.1 Positionnement mcanique196.1.1 Gnralits196.1.2 Prcision de la position axiale de lhydrophone.196.1.3 Prcision de la position latrale de lhydrophone 196.2 Mesures et stabilit de la temprature .206.3Dimension de lhydrophone206.4

25、Rcipient de mesure et proprits de leau 206.5Mesure de la tension de sortie.217 Considrations lectriques .217.1Type de signal.217.2 Mise la masse 217.3Mesure de la tension de sortie de lhydrophone227.3.1 Gnralits227.3.2 Charge lectrique avec appareil de mesure227.3.3 Charge lectrique par rallonges de

26、 cble .227.3.4Bruit237.3.5 Diaphonie (capteur de radiofrquence) et interfrence acoustique237.3.6 Pramplificateurs dhydrophone intgrs238 Prparation des hydrophones .238.1 Gnralits .238.2Humidification.238.3Support de lhydrophone248.4 Influence du cble .249 talonnage rciproque en champ libre249.1 Gnra

27、lits .249.2Objet.249.3 Principes gnraux249.3.1 Gnralits249.3.2 Mthode dtalonnage rciproque trois transducteurs 259.3.3 Mthode dtalonnage par auto-rciprocit.259.3.4 Mthode dtalonnage rciproque deux transducteurs .259.4 Mthode dtalonnage rciproque deux transducteurs .259.4.1Appareils.259.4.2 Mode opra

28、toire.25 EN 62127-2:2007 4 10 talonnage en champ libre par exploration planaire.2610.1 Gnralits2610.2Objet.2610.3 Principe gnral.2610.4 Exigences lies au mode opratoire.2810.4.1Balayage de lhydrophone2810.5 Mode opratoire.2810.5.1Mesure de la puissance2810.5.2Montage du transducteur2810.5.3Condition

29、s de mesure.2810.5.4Mesures.2910.6Corrections et sources dincertitude.2911 talonnage en champ libre par interfromtrie optique 2911.1 Gnralits2911.2Principe.2912 talonnage par comparaison laide dun hydrophone normalis.2912.1 Gnralits2912.2Objet.3012.3Principe.3012.4 Exigences lies au mode opratoire.3

30、012.4.1Transducteur source3012.4.2Signal dattaque du transducteur source.3112.4.3 Systme de mesure3112.5 Mode opratoire.3112.5.1 Mesures (Type I) : dtermination de la rponse directionnelle dun hydrophone3112.5.2 Mesures (Type II) : talonnage par comparaison laide dun hydrophone normalis3212.6Dimensi

31、on maximale de lhydrophone.32Annexe A (informative) Evaluation de lincertitude dans ltalonnage en champ libre des hydrophones.33Annexe B (informative) Comportement des capteurs polymres PVDF dans les champs ultrasoniques haute intensit36Annexe C (informative) Corrections de charge lectrique40Annexe

32、D (informative) talonnage absolu des hydrophones laide de la technique dexploration planaire41Annexe E (informative) Proprits de leau .50Annexe F (informative) talonnage absolu des hydrophones par interfromtrie optique jusqu 40 MHz .52Annexe G (informative) Concepts de forme donde63Annexe H (informa

33、tive) Spectromtrie de temporisation Exigences et brve prsentation de la technique .73Annexe I (informative) Dtermination de la rponse en phase des hydrophones76Annexe J (informative) Considrations lies la taille maximale de llment actif dun hydrophone82Annexe ZA (normative) Rfrences normatives dautr

34、es publications internationales avec les publications europennes correspondantes.85Bibliographie.86 5 EN 62127-2:2007 Figure F.1 Configuration exprimentale de la technique de la feuille interfromtrique55Figure F.2 Sensibilit en circuit ouvert en bout de cble, Mc, dun hydrophone membrane coplanaire.5

35、7Figure F.3 Forme donde dhydrophone gnre par un hydrophone membrane coplanaire de 9 m plac au foyer dun transducteur de 5 MHz (longueur focale de 51 mm)58Figure F.4 Forme donde (dplacement) de linterfromtre gnre avec la pellicule place au foyer du transducteur de 5 MHz (position focale de 51 mm).59F

36、igure F.5 Spectre de frquences de la forme donde de dplacement (courbe infrieure) et forme donde de dplacement diffrencie (courbe suprieure).59Figure F.6 Sensibilit du diamtre dun lment actif de 0,2 mm dun hydrophone membrane deux feuilles de 9 m dtermine intervalles de 5 MHz dans la plage de frquen

37、ces comprise entre 5 MHz et 60 MHz 60Figure G.1 Coordonnes dun point du champ, P, dans le champ proche dun transducteur source circulaire plan de rayon 70taFigure I.1 Phase de la sensibilit en circuit ouvert en bout de cble de deux hydrophones membrane 78Figure I.2 Phase de la sensibilit en circuit

38、ouvert en bout de cble dun hydrophone aiguille de 0,2 mm de diamtre 80Tableau 1 Liste des valeurs dincertitude typiques obtenues par les mthodes dtalonnage spcifies dans la prsente norme et pour la plage de frquences indique ici 17Tableau E.1 Vitesse du son c 36, 37 et impdance acoustique spcifique,

39、 c, en fonction de la temprature, pour la propagation dans leau .50Tableau G.1 Concepts de forme donde temporelle et de position de lhydrophone dcrits dans la prsente Annexe .63Tableau I.1. Exemple dincertitudes (o un facteur de couverture k = 2 est utilis) dans le cas de ltalonnage de phase HTDS du

40、n hydrophone aiguille de 0,2 mm de diamtre, exprim un niveau de confiance de 95 % .78 EN 62127-2:2007 6 INTRODUCTION La rpartition spatiale et temporelle de la pression acoustique dun champ ultrasons en milieu liquide est gnralement dtermine laide d ultrasons miniatures. Ces dispositifs ne sont pas des appareils de mesure proprement parler et ncessitent un talonnage. La prsente partie de la CEI 62127 a pour objet de spcifier les mthodes dtalonnage utiliser pour dterminer la rponse dun dans la gamme ultrasonore, cest-dire au-dessus de 20 kHz et jusqu