IEC 62127-2:2025

Ultrasonics - Hydrophones - Part 2: Calibration for ultrasonic fields

IEC 62127-2:2025 specifies:
- absolute hydrophone calibration methods;
- relative (comparative) hydrophone calibration methods.
Recommendations and references to accepted literature are made for the various relative and absolute calibration methods in the frequency range covered by this document.
This document is applicable to
- hydrophones used for measurements made in water and in the ultrasonic frequency range 50 kHz to 100 MHz;
- hydrophones employing piezoelectric sensor elements, designed to measure the pulsed wave and continuous wave ultrasonic fields generated by ultrasonic equipment;
- hydrophones with or without a hydrophone pre-amplifier.
IEC 62127-2:2025 cancels and replaces the first edition published in 2007, Amendment 1:2013 and Amendment 2:2017. This edition constitutes a technical revision.
This edition includes the following significant technical changes with respect to the previous edition:
a) the upper frequency limit of 40 MHz has been removed;
b) hydrophone sensitivity definitions have been changed to recognize sensitivities as complex-valued quantities;
c) directional response measurement and effective size determination procedures have been updated in 12.5.1 to align with recent changes in IEC 62127-3;
d) Annex F has been amended to comprise a calibration technique for high-frequency complex-valued calibration;
e) the reciprocity method description in Annex K was extended to also comprise focusing transducers.

Ultrasons - Hydrophones - Partie 2: Etalonnage des champs ultrasoniques

L'IEC 60601-2-40:2025 s'applique à la SECURITE DE BASE et aux PERFORMANCES ESSENTIELLES des ELECTROMYOGRAPHES et des APPAREILS A POTENTIEL EVOQUE, désignés ci-après sous le terme APPAREILS EM.
Si un article ou un paragraphe est spécifiquement destiné à être applicable uniquement aux APPAREILS EM, ou uniquement aux SYSTEMES EM, le titre et le contenu de cet article ou de ce paragraphe l’indiquent. Si cela n’est pas le cas, l’article ou le paragraphe s’applique à la fois aux APPAREILS EM et aux SYSTEMES EM, selon le cas.
Les APPAREILS EM suivants sont exclus de la liste:
- APPAREILS EM destinés à une application thérapeutique;
- APPAREILS EM destinés à être utilisés avec les neurostimulateurs électriques transcutanés et les stimulateurs musculaires électriques (APPAREILS EM couverts par l'IEC 60601-2-10).
L'IEC 60601-2-40:2024 annule et remplace la deuxième édition parue en 2016. Cette édition constitue une révision technique.
Cette édition inclut les modifications techniques majeures suivantes par rapport à l'édition précédente:
a) des exigences relatives aux stimulateurs à tension constante ont été ajoutées;
b) des exigences relatives aux STIMULATEURS VISUELS ont été clarifiées.
L'IEC 62127-2:2024 spécifie:
- les méthodes d'étalonnage absolues de l'hydrophone;
- les méthodes d'étalonnage (comparatives) relatives de l'hydrophone.
Des recommandations et des références à des documents validés sont indiquées pour les différentes méthodes d'étalonnage relatif et absolu dans la plage de fréquences couverte par le présent document.
Le présent document s'applique:
- aux hydrophones utilisés pour des mesurages réalisés dans l'eau et dans la plage de fréquences ultrasonores comprise entre 50 kHz et 100 MHz;
- aux hydrophones qui utilisent des capteurs piézoélectriques, conçus pour mesurer les champs ultrasoniques à ondes pulsées et entretenues, générés par les équipements à ultrasons;
- aux hydrophones avec ou sans préamplificateur d'hydrophone.
L'IEC 62127-2:2025 annule et remplace la première édition parue en 2007, l'Amendement 1:2013 et l'Amendement 2:2017. Cette édition constitue une révision technique.
Cette édition inclut les modifications techniques majeures suivantes par rapport à l'édition précédente:
a) la limite de fréquence supérieure de 40 MHz a été supprimée;
b) les définitions de la sensibilité de l'hydrophone ont été modifiées afin de reconnaître les sensibilités comme des grandeurs à valeur complexe;
c) les procédures de mesure de la réponse directionnelle et de détermination de la taille efficace ont été mises à jour au 12.5.1 pour s'aligner sur les modifications récentes de l'IEC 62127-3;
d) l'Annexe F a été modifiée pour inclure une technique d'étalonnage pour l'étalonnage à haute fréquence à valeurs complexes;
e) la description de la méthode par réciprocité de l'Annexe K a été élargie pour comprendre également les transducteurs à focalisation.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 06-Jan-2025
• ICS: 17.140.50 - Electroacoustics
• Technical Committee: TC 87 - Ultrasonics
• Drafting Committee: WG 8 - TC 87/WG 8
• Current Stage: PPUB - Publication issued
• Start Date: 13-Dec-2024
• Due Date: 07-Jan-2025
• Completion Date: 07-Jan-2025

Relations

• Revises: IEC 62127-2:2007/COR1:2008 - Corrigendum 1 - Ultrasonics - Hydrophones - Part 2: Calibration for ultrasonic fields up to 40 MHz
• Effective Date: 05-Sep-2023
• Revises: IEC 62127-2:2007/AMD1:2013 - Amendment 1 - Ultrasonics - Hydrophones - Part 2: Calibration for ultrasonic fields up to 40 MHz
• Effective Date: 05-Sep-2023
• Revises: IEC 62127-2:2007 - Ultrasonics - Hydrophones - Part 2: Calibration for ultrasonic fields up to 40 MHz
• Effective Date: 05-Sep-2023
• Revises: IEC 62127-2:2007/AMD2:2017 - Amendment 2 - Ultrasonics - Hydrophones - Part 2: Calibration for ultrasonic fields up to 40 MHz
• Effective Date: 05-Sep-2023

Standards Content (Sample)

IEC 62127-2 ®
Edition 2.0 2025-01
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
Ultrasonics – Hydrophones –
Part 2: Calibration for ultrasonic fields

Ultrasons – Hydrophones –
Partie 2: Etalonnage des champs ultrasoniques
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INTERNATIONAL
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INTERNATIONALE
Ultrasonics – Hydrophones –
Part 2: Calibration for ultrasonic fields

Ultrasons – Hydrophones –
Partie 2: Etalonnage des champs ultrasoniques

INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
INTERNATIONALE
ICS 17.140.50 ISBN 978-2-8327-0091-4

– 2 – IEC 62127-2:2025 © IEC 2025
CONTENTS
FOREWORD . 8
INTRODUCTION . 10
1 Scope . 11
2 Normative references . 11
3 Terms and definitions . 12
4 List of symbols . 21
5 Overview of calibration procedures . 24
5.1 Principles . 24
5.2 Summary of calibration procedures . 25
5.3 Reporting of results . 26
5.4 Recommended calibration periods . 28
6 Generic requirements of a hydrophone calibration system . 28
6.1 Mechanical positioning . 28
6.1.1 General . 28
6.1.2 Accuracy of the axial hydrophone position . 28
6.1.3 Accuracy of the lateral hydrophone position . 29
6.2 Temperature measurements and temperature stability . 29
6.3 Hydrophone size . 29
6.4 Measurement vessel and water properties . 30
6.5 Measurement of output voltage . 30
7 Electrical considerations . 30
7.1 Signal type . 30
7.2 Earthing . 31
7.3 Measurement of hydrophone output voltage . 31
7.3.1 General . 31
7.3.2 Electrical loading by measuring instrument . 31
7.3.3 Electrical loading by extension cables . 31
7.3.4 Noise . 32
7.3.5 Cross-talk (radio-frequency rf pick-up) and acoustic interference . 32
7.3.6 Integral hydrophone pre-amplifiers . 32
8 Preparation of hydrophones . 32
8.1 General . 32
8.2 Wetting . 32
8.3 Hydrophone support . 32
8.4 Influence of cable . 33
9 Free field reciprocity calibration . 33
9.1 General . 33
9.2 Object . 33
9.3 General principles . 33
9.3.1 General . 33
9.3.2 Three-transducer reciprocity calibration method . 33
9.3.3 Self-reciprocity calibration method . 34
9.3.4 Two-transducer reciprocity calibration method . 34
9.4 Two-transducer reciprocity calibration method . 34
9.4.1 General . 34
9.4.2 Auxiliary transducers . 34

9.4.3 Reflector . 35
9.4.4 Measurement field . 35
9.4.5 Reciprocity approach . 35
9.4.6 Measurement procedure . 35
10 Free field calibration by planar scanning . 35
10.1 General . 35
10.2 Object . 36
10.3 General principle . 36
10.4 Procedural requirements . 38
10.4.1 Hydrophone scanning . 38
10.4.2 Power measurement . 38
10.4.3 Transducer mounting . 38
10.4.4 Measurement conditions . 38
10.4.5 Measurements . 39
10.5 Corrections and sources of uncertainty . 39
11 Free field calibration by optical interferometry . 39
11.1 General . 39
11.2 Principle . 39
12 Calibration by comparison using a standard hydrophone . 39
12.1 General . 39
12.2 Object . 39
12.3 Principle . 40
12.4 Procedural requirements . 40
12.4.1 Source transducer . 40
12.4.2 Source transducer drive signal . 40
12.4.3 Measurement system . 40
12.5 Procedure . 41
12.
...