Устройство для измерения коэффициента отражения звука от пластин

 

Изобретение относится к технической акустике и может быть использовано при контроле качества панелей и перегородок. Целью изобретения является повышение точности контроля при наклонном падении звука на пластину за счет расширения области интерференции падающей и отраженной волн. Устройство содержит два звуковых приемника в виде плоских антенн, установленных в одной плоскости и жестко закрепленных на оси механизма врашения. При этом одна из антенн установлена перед исследуемой пластиной, а вторая - вне этой пластины. К антеннам подсоединены электронные блоки, выходы которых подключены к входам вычитающего блока. Непрерывный или импульсный электрический сигнал поступает на излучатель, который облучает исследуемую пластину. Акустический сигнал регистрируется двумя антеннами. Поскольку первая антенна размещена перед пластиной, то акустическое поле в месте ее расположения складывается из падающей и отраженной волн. Вторая антенна расположена в свободном поле и поэтому она измеряет только падающую звуковую волну. Путем вычитания сигналов с обеих антенн получают значение отраженной волны, по которой и рассчитывают коэффициент отражения. В устройстве дифракционные составляющие акустической помехи от краев пластины будут существенно уменьшены за счет пространственной избирательности двух приемных прозрачных антенн. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 G 01 N 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

На фиг.1 представлено устройст во для измерения коэффициента отражения звука от пластин в среде в поле плоской волны излучателя; на фиг.2 — частный случай выполнения блока устройства, в котором в качестве приемных прозрачных антенн используются антенны бегущей волны; на фиг. 3 и 4 — случаи выполнения блока устГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4419125/25-28 (22) 03.05.88 (46) 15.03.90. Бюл. Ф 10 (72) С.В.Колесников, К.В.Маляров и A.Ñ.Ôåäîðoâ (53) 620.179.16(088.8) (56) Евтюков А.П., Колесников А.Е. и др. Справочник по гидроакустике.

Л.:Судостроение, 1982, с.219-222.

Колесников А.E. Акустические измерения. Л.: Судостроение, 1983, с.226 (прототип). (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ ЗВУКА ОТ ПЛАСТИН (57) Изобретение относится к технической акустике и может быть использовано при контроле .качества панелей и перегородок, Целью изобретения является повышение точности контроля при наклонном падении звука на пластину за счет расширения области интерференции падающей и отраженной волн. Устройство содержит два звуковых приемника в виде плоских антенн, установленных в одной плоскости и жестко закрепленных на оси механизма вращения. При этом одна из

Изобретение отвосися к технической акустик» и может быть использовано при контроле качества панелей и перегородок.

Цель изобретения — повышение точности контроля при наклонном падении звука на пластину за счет расширения области интерференции падающей и отраженной волн.

Л0 1550414 А 1 антенн установлена перед исследуемой пластиной, а вторая — вне этой пластины. К антеннам подсоединены электронные блоки, выходы которых подключены к входам вычитающего блока. Непрерывный ипи импульсный электрический сигнал поступает на излучатель, который облучает исследуемую пластину. Акустический сигнал регистрируется двумя антеннами.

Поскольку первая антенна размещена перед пластиной, то акустическое поле в месте ее расположения складывается иэ падающей и отраженной волн.

Вторая антенна расположена в свободном пола и поэтому она измеряет только падающую звуковую волну, Путем вычитания сигналов с обеих антенн получают значение отраженной волны, по которой и рассчитывают коэффициент отражения, В устройстве дифракционные составляющие акустической помехи от краев пластины будут существенно уменьшены эа счет пространственной избирательности двух приемных прозрачных антенн.

4 ил.

1550414 ройства, в котором в качестве приемй!ых прозрачных антенн используются

Плоские антенные решетки электроакус-! ических преобразователей.

Устройство содержит электрический генератор 1, например, генератор синусоидальных колебаний (непрерывных

@пи импульсных). Выход электрическо-! о генератора 1 подключен к излучателю 2, который излучает акустичес-! кий сигнал B среду 3 (воду). Акустический сигнал регистрируется двумя приемными идентичными прозрачными антеннами 4, например, плоскими антенными решетками из приемников давления ипи колебательной скорости, .йибо антеннами бегущей волны. Приемные прозрачные антенны 4 размещены на расстоянии от излучателя 2, равИом!

О!

) (а+2Ь)

Ь 2 - †- р

9l где L — расстояние между излучателем

2 и приемными антеннами 4; 25 а — расстояние между приемными антеннами 4;

Ъ вЂ” геометрический размер приемной антенны 4 в вертикальной плоскости; 30 A — - длина волны в среде.

Выходы приемных антенн 4 подключены соответственно на входы блоков

5 формирования характеристик антенны. Выходы блоков 5 подключены к входам блока 6 вычитания, Вычита35 ние сигналов, на выходе сумматора можно достигнуть, если складывать один из сигналов со знаком "-". К блоку б подсоединен блок 9 регистрации.

Две идентичные антенны 4 размещены в одной плоскости вдоль оцной оси механизма 7 вращения на расстоянии одна от другой более половины наибольшего геометрического размера антенны 4 и не менее длины волны в среде от нижнего края пластины 8 до верхнего края второй приемной антенны 4.

Устройство работает следующим

50 образом. непрерывный или импульсный электрический сигнал от электрического генератора 1 поступает на излучатель

2, который излучает сигнал в среду 3.

Акустический сигнал регистрируется

I двумя приемными прозрачными антеннами. Первая приемная антенна 4 размещается перед исследуемой пластиной

8, а вторая — в свободном поле излучателя 2 под первой антенной. Акустическое поле в месте размещения первой приемной антенны 4 складывается из падающей плоской волны от излучателя 2, зеркально отраженной плоской волны от пластины 8 и поля рассеянного краями исследуемой пластины 8. Акустическое поле в месте расположения второй приемной антенны 4 равно только падающей плоской волне от излучателя

2. При повороте пластины 8 на угол сс главные лепестки характеристик направленности приемных антенн 4 синхронно поворачиваются на угол 2 с6.

Синхронный поворот главных лепестков характеристик направленности антенн

4 можно выполнить несколькими вариантами конструкций, которые показаны на фиг.2-4.

Поворот главных лепестков характеристик направленности антенн 4 на угол 2 с можно выполнить механизмом

7 вращения нескомпенсированных антенн 4 на угол 2с6, который выполнен в виде редуктора, вращающего пластину на угол ot а антенны 4 — на угол

2Ы; блоками 5, которые при повороте пластины на угол QL механизмом 7 вращения поворачивают главные лепестки характеристик направленности антенн 4 на угол 2с ; механизмом 7 вращения, поворачивающим пластину 8 и антенны 4 на угол с ; блоками 5, поворачивающими дополнительно главные лепестки характеристик направленности антенны 4 на угол К .

При механическом повороте пластины 8 на угол с и антенн 4 на угол 2сС, синхронный поворот пластины 8 и антенн 4 осуществляется через механический редуктор. При электронно-механическом повороте главных лепестков антенны 4 и пластина 8 могут поворачиваться одним механизмом

7 вращения. При электронном повороте главных лепестков антенн 4, последние жестко закреплены вдоль оси механизма 7 вращения и не поворачиваются в пространстве. При механическом повороте главных лепестков характеристик направленности антенн 4, например, антенн бегущей волны, ось вращения приемных антенн 4 может быть максимапьно приближена к исследуемой пластине 8. При механическом повороте главных лепестков приемных антенн 4, расстояние между осью механизма 7 spG

5 15 щения, приемных антенн 4 и пластиной

8 выбирается таким, чтобы приемная антенна 4 могла вращаться, не задевая пластины 8.

При электронном сканировании главными лепестками характеристик.направленности антенн 4, пластина 8 размещается от приемных антенн 4 на расстоянии, обеспечивающем отсутствие касания с антенной 4. При электронно-механическом повороте главных лепестков характеристик направленности антенн 4, плоскость размещения антенн 4 может быть совмещена с поверхностью исследуемой пластины 8, что позволяет испольэовать большую часть отражающей поверхности для определения коэффициента отражения звука от пластины 8 (фиг. 3) .

Выходы приемных антенн 4 подключены соответственно параллельно на входы приемных блоков 5, на выходе которых формируются характеристики направленности антенн 4 в заданном направлении. Электронные блоки 5 настраиваются таким образом, чтобы сигналы на их выходах были равны по амплитуде и фазе при отсутствии отражающей пластины 8. При этом выравнивание фаз и амплитуд производится настроечными элементами, входящими в состав блоков 5. Вычитание сигналов на выходе вычитающего устройства

6 можно выполнить, если сигналы на выходе блоков 5 сдвинуть друг относительно друга с помощью настроечных о элементов на 180 и суммировать их на сумматоре, Если регистратор на выходе схемы вычитания откалибровать так, что при отсутствии пластины 8 его показания при подключении только одной

50414 6 приемной антенны 4, максимум характеристики которой направлен на излучатель 2, принять за единицу, то показания его при введении пластины 8 и включении обеих антенн 4 дадут в долях от этой принятой единицы значение модуля коэффициента отражения звука от пластины, умноженного на некоторый фазовый множитель, При этом дифракционные составляющие акустической помехи от краев пластины 8 будут существенно уменьшены за счет пространственной избирательности антенн 4.

Формула изобретения

Устройство для измерения коэффи2р циента отражения звука от пластин, содержащее звуковой излучатель, генератор электрических сигналов, подсоединенный к звуковому излучателю, звуковой приемник в виде звукопрозрач25 ной антенны, блок формирования характеристик антенны, соединенный с выходом антенны, и механизм вращения, на оси которого закреплена антенна, о т л и ч а ю щ е е с я

3р тем, что, с целью повышения точности контроля при наклонном падении звука на пластину падающей и отраженной волн, оно снабжено вторым звуковым приемником в виде звукопрозрачной антенны, идентичной первой и закрепленной на оси механизма вращения, и установленным в плоскости первого приемника, вторым блоком формирования характеристик антенны, под4р ключенным к втсрой антенне, вычитающим блоком, к входам которого подключены выходы блоков формирования характеристик антенны, и блоком регистрации.

1550414

Составитель Г.Федоров

Техред N.Äèäûê Корректор М.Пожо

Редактор И.Касарда

Заказ 268 Тираж 503 Подписное

ВЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат ™Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,- 101