超声波声场测定法及其标准

　　1 国际动向

　　当前随着经济的全球化,在通商与贸易中积极寻求消除技术壁垒。为此则要求执行世界通用规则的适合性评定方式,必须确认其基准的各国计量标准的同等性。各种不同量的国际计量标准,要求按照巴黎国际计量局(BIPM)办事处的公制条约执行,关于具体标准的实施方法,由国际咨询委员会(CIPM)下设的各计量咨询委员会负责处理。迄今为止,公制条约是以长度、时间、温度等基本量为对象,但随着科学、产业的扩展,声响、硬度、粘度、流量等的组合量的维持范围也正在逐步扩大。1998年9月第87届CIPM经讨论同意设立新声响、超声波、振动咨询委员会(CCAUV:Consultative Committee for Acoustics,Ultrasoundand Vibration)。

　　那么,确认各国计量标准的同等性,最切实可行的方法就是进行国际对比。然而,全世界的计量标准研究所(NMI)一同参与国际对比,从所需时间及器材的稳定性来说是不可能的。因此,实际上采取双重的国际对比体制。一个是以CIPM为主,全世界独立首次建立标准的NMI为中心的CIPM国际对比;另一个是区域计量机构(RMO)为主的区域国际对比。两者的结果是通过参与两种国际对比的连锁机构相协调结合进行。RMO在亚洲太平洋地区有亚洲太平洋计量规划(APMP),在欧洲有EUROMET,在美洲有SIM,SIM属全美洲的区域机构,APMP目前由日本担任主席。所有国际对比的结果,反映在以公制条约的世界相互承认协定文件,最终以各NMI的校准能力作保证。第1届CCAUV于1999年7月在BIPM召开,会议决定表1所示CIPM国际对比的内容。日本表示在音响领域由电子技术综合研究所参加,振动领域由计量研究所参加。但遗憾的是超声波领域因标准尚不具备,只好等待日后参加。目前,日本也正在筹备制订超声波标准。

　　2 功率测定法与标准

　　作为功率测定法可采用电、力学、光学、热方法等各种方法。电方法当频率升高时,准确度则下降。此外,热方法灵敏度低。这里仅就利用辐射压力的力学方法及利用光衍射的光学方法作一叙述。由测定基本量的质量而推导出的辐射压力法,作为标准测定法,已获得认定。

　　2.1 辐射压力法

　　超声波在水中行进时,即使没有水流也可起到力的作用。这种力称为辐射压力。基于超声波的非线形效应属一种静态微小的力,与通常交流变化的声压是有区别的。在十分宽广之一部分水中存在行进的超声波时,利用靶将超声波束完全遮蔽,测定辐射压力。作为靶通常采用的有两种。由于必须避开驻波,平板靶采用完全吸收声波的吸音体。圆锥靶既可采用吸音体,也可采用反射体。反射波借助于侧面的吸音体而吸收。