Estudio de la calibración de sensores acústicos por el método de reciprocidad para diferentes geometrías. Aplicación a la evolución temporal de la sensibilidad de los hidrófonos en instalaciones in situ

Abstract

Este proyecto consiste en un estudio de los dos principales métodos empleados para calibrar transductores acústicos: el método de comparación directa y el método de reciprocidad. El primero presenta la desventaja de que requiere que al menos uno de los dos transductores empleados esté previamente calibrado, pero cuenta con la ventaja de que precisa de menor equipamiento y la toma de medidas es más simple. El método de reciprocidad necesita de tres transductores, pero ofrece la ventaja de que es posible realizar calibraciones sin la necesidad de tener ningún transductor de referencia. En las calibraciones realizadas habitualmente, en laboratorio, los transductores a calibrar son situados enfrentados entre sí al aplicar el método de comparación directa, y en los vértices de un triángulo equilátero al utilizar el método de reciprocidad. Existen, sin embargo, instalaciones de sensores como los telescopios submarinos de neutrinos ANTARES o KM3NeT, situadas a gran profundidad bajo el mar, donde debido a la difícil accesibilidad no es posible situar los transductores de acuerdo a la geometría de un triángulo equilátero. El método de reciprocidad también permite trabajar con geometrías asimétricas, y esta posibilidad, junto con la ventaja de no utilizar transductores de referencia, convierte a este método en el método de calibración más interesante para llevar a cabo calibraciones in situ en instalaciones o redes de sensores.

This project consists of an analysis of the two main methods used to calibrate acoustic transducers: the comparison method and the reciprocity method. The first one has the advantage that the procedure to take the measurements is simple. Its disadvantage is that it’s needed that at least one of the two transducers required is previously calibrated. On the other hand, the reciprocity method, which requires three transducers, has the advantage that allows to make calibrations having no calibrated transducer. Usually, calibrations are performed in laboratories, where the transducers are located opposite each other when applying the comparison method, and placed in an equilateral triangle geometry when applying the reciprocity method. However, sometimes it’s needed to calibrate transducers belonging to submarine acoustic sensor networks like ANTARES and KM3NeT, located deep under the sea, and it’s not possible to place them in the traditional symmetric geometries. Besides not requiring previously calibrated transducer, the reciprocity method also allows to work with asymmetric geometries, and that makes this method the most interesting one to calibrate transducers in situ on sensor networks.