Устройство для измерения коэффициента звукопоглощения

 

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЗВУКОПОГЛаЦЕНИЯ, содержащее соединенные последовательно генератор качающейся частоты и усилитель обратной связи приемник звука, подключенный к входу усилителя обратной связи, излучатель звука и регистратор с частотной-зависимой развертки , входы которых, соединены, .отличающееся тем, что. с целью повышения чувствительности, точности и производительности, оно снабжено эквалайзером, включенным между усилителем обратной связи и излучателем звука, соединенными последовательно первым коммутирующим блоком, генератором опорного напряжения, дифференциальным усилителем , вторым коммутирующим блоком, аналого-цифровым преобразователем, микро-ЭВМ и цифропечатающим блоком, амплитудным селектором, включенным между вторым выходом первого коммутирующего блока и вторым входом дифференциального усилителя, второй выход амплитудного селектора соеди9 нен с вторым входом второго коммутирунщего блока, выходы регистрато- pa с частотно-зависимой разверткой соединены соответственно с входом первого коммутирующего блока и с третьим входом второго коммутируюгщего блока. СО ;о 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COUHMN РЕСПУБЛИК

0% (И) gyp G 01 N 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ARTOPCNOMV СЮЩВТВ\ЬСТВМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OfHPblTV9 (2.1 ) 3583764/25-28 (22) 22.04.83 (46) 23.12.84 Бюл. Ф 47 (72) Ю.П. Чистосердов, Э.С; Борисенко и В.М. Бондаренко (53) 620 ° 179 (088. 8} (56) 1. Колесников А.E. Ультразвуковые измерения, М., Изд-во Стандартов, 1970, r. 96-97.

2. Авторское свидетельство СССР

У 697912, кл;- G 01 К 29/00, 1979 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

КОЭФФИЦИЕНТА ЗВУКОПОГЛОЩЕНИЯ, содержащее соединенные последовательно генератор качающейся частоты и усилитель обратной связи, приемник звука, подключенный к входу усилителя обратной связи, излучатель звука и регистратор с частотно-зависимой развертки, входы которых соединены, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения чувствительности, точности и производительности, оно снабжено эквалайзером, включенным между усилителем обратной связи и излучателем звука, соединенными последовательно первым коммутирующим блоком, генератором опорного напряжения, дифференциальным усилителем, вторым коммутирующим блоком, аналого-цифровым преобразователем, микро-ЭВМ и цифропечатающим блоком, амплитудным селектором, включенным между вторым выходом первого коммутирующего блока и вторым входом дифференциального усилителя, второй выход амплитудного селектора соединен с вторым входом второго коммутирующего блока, выходы регистратора с частотно-зависимой разверткой соединены соответственно с входом первого коммутирующего блока и с третьим входом второго коммутирую.щего блока.

1130794

Изобретение относится к акусти- ческим измерениям и может быть использовано для измерения коэффициента звукопоглощения в гидрофизичес- ° ких исследованиях.

Известно устройство для измерения коэффициента звукопоглощения, содержащее сОединенные последовательно частотомер, генератор, непрерывных колебаний, усилитель и акустический преобразователь, регистратор (1) .

Недостатком устройства является малая автоматизация измерений, обусловленная выполнением измерений в одном эксперименте на фиксированной частоте генератора.

15

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения коэффициен

20 та звукопоглощения, содержащее сое- диненные по следовательно генератор качающейся частоты и усилитель обратной связи, приемник звука, подключенный к входу усилителя обратной связи, излучатель звука и регистратор с частотно-зависимой разверткой, входы которых соединены (2) .

Недостатками известного устройства являются малая чувствительность и точность измерений, а также высокая трудоемкость обработки получаемой информации, обусловленные неравномерностью амплитудно-частотных характеристик излучателя и прием" ника звука. 35

Цель изобретения — повышение чувствительности, точности и производительности измерений за счет вы,равнивания амплитудно-частотной характеристики замкнутой автоцирку- 40 ляционной цепи, расширения частотного диапазона измерений и автоматизации процесса обработки данных.

Поставленная цель достигается тем, что для измерения коэффициента 45 звукопоглощения, содержащее соединенные последовательно генератор качающейся частоты и усилитель обрат ной связи, приемник звука, подключенный к входу усилителя обратной 50 связи, излучатель звука и регистра.тор с частотно-зависимой развертки, входы которых соединены, снабжено эквалайзером, включенным между усилителем обратной связи и излучате- 55 лем звука, соединенными последовательно первым коммутирующим блоком, генератором опорного напряжения, дифференциальным усилителем, вторым коммутирующим блоком, аналого-цифро" вым преобразователем, микро-3НМ и цифропечатающим блоком, амплитудным селектором, включенным между вторым выходом первого коммутирующего блока и вторым входом дифференциального усилителя, второй выход амплитудного селектора соединен с вторым входом второго коммутирующего блока,. выходы регистратора с частотно-зависимой разверткой соединены соответственно с входом первого коммутирующего блока и третьим входом второго коммутирующего блока.

На чертеже представлено устройство для измерения коэффициента звукопоглощения, содержащее соединенные последовательно генератор 1 качающейся частоты и усилитель 2 обрат" ной связи, приемник 3 звука, подключенный к входу усилителя 2 обратной связи излучатель 4 звука и регистратор 5 с частотно-зависимой развер кой, входы которых соединены. Приемник 3 звука и излучатель 4 звука расположены на расстоянии L, Устройство снабжено также эквалайзером

6, включенным между усилителем 2 обратной связи и излучателем- 4 звука, соединенными последовательно первым коммутирующим блоком 7, генератором

8 опорного напряжения, дифференциальным усилителем 9, вторым коммутирующим блоком 10, аналого-цифровым пре-. образователем 11, микро-ЭВМ 12 и цифропечатающим блоком 13, амплитудным селектором 14, включенный между вторым выходом первого коммутирующего блока 7 и вторым входом-дифференциального усилителя 9,второй выход амплитудного селектора 14 соединен с вторым входом второго коммутирующего блока 10, выходы регистратора

5 с частотно-зависимой разверткой соединены соответственно с входом первого коммутирующего блока 7 и с третьим входом второго коммутирующе-; го блока 10.

Устройство для измерения коэффициента эвукопоглощения работает

О следующим- образом.

Генератор 1 качающейся частоты подает непрерывный ряд частот малой амплитуды на вход усилителя 2 обрат" ной связи. Так как усилитель 2 обратной связи включен электрически последовательно с эквалайзером 6, 3 11 излучателем 4 звука и приемником 3 звука, на выходе усилителя 2 обрат- ной связи формируется ряд последова- тельных амплитудных пиков на рабочих частотах f>, для которых выпол- няется баланс фаз. Назначение эквалайзера 6 состоит в том, чтобы выравнять амплитудно-частотную характеристику автоциркуляционной цепи акустической положительной обратной связи и привести уровни амплитудных пиков на рабочих частотах f ê максимальным значениям U которые определяются калибровкой в эталонной жидкости, например, в дис тиллированной воде. При измерениях в исследуемой среде амплитудные пики изменяются, но в разной степени на различных частотах. Поглощение звука определяется по изменению амплитуд пиков в исследуемой среде

U относительно. реперного уровня

U, установленного калибровкой в эталонной жидкости.

При проведении калибровки устройства в эталонной жидкости первый коммутирующий блок 7 переключается в ре" жим "Калибровка" и сигнал, снимае-. мый с усилителя 2 обратной связи эквалайзером 6 на всех частотах рабочего диапазона, приводится к одному эталлоному уровню, соответствующему максимальному коэффициенту передачи автоциркуляционной цепи. Затем эталонный сигнал, преобразованный эквалайзером 6, снимается с регистратора 5 с частотнозависимой разверткой и подается на генератор 8 опорного напряжения.

Генератор 8 опорного напряжения вырабатывает напряжение положительной полярности с уровнем амплитуды Uy> которое посгупает на один из входов дифференциального усилителя 9. При

30794 4 работе в исследуемой среде первый коммутирующий блок 7 переключается в положение "Работа" и амплитудные пики с регистратора Ь с частотно-зависимой разверткой подаются на амплитудный селектор 14. Амплитудный, селектор 14 выделяет амплитуды пикой

U< получаемые в исследуемых средах, и подает их на инвертируемый вход

1р дифференциального усилителя 9. Одновременно с выделением амплитуд пиков амплитудный селектор 14 вырабатывает запускающие импульсы положительной полярности, которые подаются на второй вход второго коммутирующего блока 10. После поступления запускающего импульса с амплитудного селектора 14 второй коммутирующий блок

10 открывает первый и третий входы и пропускает выбросы раэностных напряжений 0=11 -U с дифференциального усилителя 9 и соответствующие им напряжения частоты Е„ от регистратора S с частотно-зависимой разверткой на входы аналого-цифрового преобразователя 11. Для окончательного получения значений коэффициентов эвукопоглощения на частотах f анаFj лого-цифровой преобразователь 11 определяет цифровые значения 5U и

Е1 и подает их на вход микро-ЭВМ 12, которая по заданной программе обрабатывает получаемую информацию реальном масштабе времени. В итоге цифровые значения коэффициентов звукопоглощения

35 поступают на цифропечатающий блок 13 и текущие значения их по частоте автоматически регистрируются в виде таблицы.

Предлагаемое устройство позволяет ° повысить точность, чувствительность и производительность измерений за счет применения эквалайзера и блоков, автоматизирующих. процесс измерения..

1130794

Составитель К..Хилков

Редактор Е. Лушникова Техред М.Гергель

Корректор И. Эрдейи

Заказ 9603/32 Тиралс 822

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Укгород, ул. Проектная, 4