Способ определения модуля коэффициента отражения акустической волны от плоской границы и устройство для его осуществления

 

14 Способ определения модуля коэффициента отражения акустической волны от плоской границы, заключающийся в том, что излучают акустические волны, измеряют угол их отражения , принимают акустические волны по двум совмещенным в одной точке каналам приема, и определяют модуль коэффициента отражения как отношение модулей принятых волн, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, при приеме осуществляют пространственную фильтрацию измеряемых волн в соответствии с зависимостью cosS-cosof по первому и cosQ-f-coscji-no второму, каналам приема , где 9 - угол между нормалью к границе и направлением прихода в точку приема отраженной от границы волны ot- угол, отсчитываемый .от нормали к границе. сл оо со (X) о:

SU„„1033876

СОКИ СОВЕТСНИХ РОЗ ЛИЯЮ, РЕСПУБЛИК

359 G 01 Н. /12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬПИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3225569/18-28 (22) 26.12.80 (46) 07.88.83. Бюл. И 29 (72) А.И.Величко, Н.В.Гриценко и В.А.Киршов ,(3) 534.232 ° 15.34.612-14(088.8) (56) 1. Бреховских Л.M. Волны в сло.истых средах. M., "Наука", 1973, с. 10 (прототип), (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОЙ ВОЛHbt ОТ ПЛОСКОЙ ГРАНИЦЫ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, .(57). 1. Способ определения модуля . коэффициента отражения акустической волны от плоской границы, заключающийся в том, что излучают акустические волны, измеряют угол их отражения, принимают акустические волны по двум совмещенным в одной точке каналам приема, и определяют модуль коэффициента отражения как отношение модулей принятых волн, о т л ич а ю шийся тем> что, с целью повышения точности, при приеме осуществляют пространственную фильтрацию измеряемых волн в соответствии с зависимостью cQse соЫ по первому и cos8+cnsd. второму. каналам приема, где О - угол между нормалью к границе и направлением прихода в точку приема отраженной от границы волны о - угол. отсчитываемый от нормали к границе.

2. Устоойство для осуществления способа по и. 1. содержащее излучатель и два акустически связанных с ним приемника, совмещенных в од" ной точке, два детектора, входами соединенные с соответствующими приемниками, и решающий блок, входами подключенный к выходам детекторов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности, оно снаб»

033876 жено последовательно соединейными усилителем с переменным коэффициентом усиления и блоком вычитания,включенными между первыми приемником и детектором,и сумматором,включенныммежду вторыми приемником и детектором, второй приемник подключен к входу блока вычитания, а выход уси лителя соединен с входом сумматора.

Изобретение" дтносится к измери" тельной технике и мажет использоваться в гидроакустике.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является .способ определения модуля коэффициента отражения акустической волны от плоской границы, заключающийся в том, что излучают акустические волны, измеряют угол их отражения, при нимают акустические волны по двум, совмещенным в одной точке, каналам приема и определяют модуль коэффициента отражения, как отношение модулей принятых волн $1 ).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для определения модуля коэффициента отражения акустической волны от плоской границы, содержащее излучатель и два акустически связанные с ним приемника, совмещенные в одной точке, два детектора, входами соединенные с соответствующими приемниками, решающий блок, входами подключенный к выходам детекторов 1 )

Недостатком способа и устройства является невысокая точность определенив модуля, вследствие большой погрешности измерения разности Фаз, невозможность проведения измерений

30 не на фиксированной частоте, Цель изобретения - повышение точности определения модуля путем измерений по шумовому сигналу.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения модуля коэффициента отражения акустических волн от плоской границы, заключающемуся в том, что излучают акустические волны, измеряют угол их

2 отражения, принимают акустические волны по двум совмещенным в одной точке каналам приема и определяют модуль коэффициента отражения как отношение модулей принятых волн, при приеме осуществляют простран"ственную фильтрацию измеряемых волн в соответствии с зависимостью cosBcos aLno первому и cos8+coscL по второ-. му каналам приема, где 6 - угол меж" ду нормалью к границе и направлением прихода в точку приема отраженной от границы волны, о - угол, отсчитываемый от нормали к границе.

Устройство для определения модуля коэффициента отражения акустической волны от плоской границы, содер-. жащее излучатель и два акустически связанных с лим приемника, совмещенных в одной точке, два детектора, входами соединенные с соответствующими приемниками, и решающий блок, входами подключенный к выходам детекторов, снабжено последовательно соединенными усилителем с переменным коэффициентом усиления и блоком вычитания, включенными между первыми приемником и детектором, и сумма" тором, включенным между вторыми приемником и детектором, второй приемник подключен к входу блока вычи" тания, а выход усилителя соединен с входом сумматора.

Способ определения модуля коэффициента отражения акустических волн от плоской границы осуществляется следующим образом.

Поскольку оба канала откалиброваны по давлению, то в плоской волне справедливо отношение >< PcosaV pr,. (p e- v I

Составитель В.Лопухин

Редактор П.Иакаревич Техред О. Неце Корректор А.Тяско

Заказ 5610/43, Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Определение модуля коэффициента отражения осуществляется по формуле 1Р! сов 9соовМ- C(v) Р1 cos 8cosy+ pc i>i где Ч - разност ь фаз между звуковым давлением и компонентой колебательной скорости;

: 8 - угол отражения акустических

- волн от границы;

- плотность. среды;

С - скорость звука в среде; о - угол относительно нормали к среде;

P - звуковое давление.

V=Pcos ос 9С, где Ч - компонента .колебательной скорости, из формулы (1 I получаем

lPcos9- рСЧ I К1=

r PcQs e+ pC V t (з) поэтому 9- cosоС (4) и

Из формулы (4 ) видно, что в измерении сдвига фаз нет необходимости, за счет чего повышается точность определения модуля,-и относительная погрешность определится из Формулы

21 ПЧ1э Е

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит излучатель

1 и два акустически связанных с ним

1033876 4 приемника 2 и 3, совмещенных в одной точке, два детектора 4 и 5, входами соединенные с соответствующими приемниками- 2 и 3, решающий блок 6, входами подключенн .й к выходам детекторов 4 и 5, последовательно соединенные усилитель 7 с переменным коэффициентом усиления и блок 8 вычитания, включенные между

10 первыми приемником 2 и детектором 4, и сумматор 9, включенный, между вто" рыми приемником 3 и детектором 5, второй приемник 3 подключен к входу блока 8 вычитания, а выход усилителя

7 соединен с входом сумматора 9.

1Устройство работает следующим об,разом, Акустические волны от излучателя

1 принимаются и преобразуются приемником 2 акустического давления в электрический сигнал, который поступает на усилитель 7, коэффици" ент передачи которого равен cos 8 .

На выходе усилителя 7 появляется сигнал, равный Р. cos 8 . Если второй приемник 3 откалиброван по давлению, то сигнал на его выходе равен pCV.

Сигнал на выходе блока 8 вычитания

3О равен Р соьО-рСЧ . Си гнал на выходе сумматора 9 равен Pcos8+pCV-. После детектирования этих сигналов в детекторах 4 и 5 в решающем блоке 6 вычисляют отношение их модулей, которое и определяет модуль коэффициента отражения (К).

Использование изобретения позволяет вести измерение при шумовом режиме излучения волн, а.также позволяет сократить время определе"

40 ния модуля.