Способ определения коэффициента отражения звуковых волн на низких частотах

Способ определения коэффициента отражения звуковых волн на низких частотах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в морской сейсморазведке при поисках полезных ископаемых, в частности при разведке морского шельфа. Сущность изобретения: в направлении исследуемой поверхности излучается цуг высокочастотных сигналов с частотами fi и fa, в результате нелинейного взаимодействия которых возникает направленное низкочастотное излучение на разностной частоте F fi - fa. Отраженный низкочастотный сигнал принимается с применением накопления , причем в качестве опорного синхронизирующего сигнала используется по крайней мере один из высокочастотных сигналов. В результате повышается соотноние сигнал/шм для низкочастотного сигнала , что позволяет с повышенной точностью определить локальный коэффициент отражения на низких частотах. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 Н 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

П О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

О 1

1 ! »

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4786611/25 (22) 30.01.90 (46) 23.10,92, Бюл, N- 39 (71) Институт прикладной физики АН СССР (72) Д, М, Донской, А, М. Сутин, К, А. Наугольных и Ю. С, Степанов (56) Заявка Японии N. 59-37776, кл. G 01 Н 15/00, 1984.

Nicholls B, Н, Recent approaches to the

measurement of acoustis impedance and

materials chareterization. Ultrasonics, 1980, 18, М 12, р. 71 — 75. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ ЗВУКОВЫХ ВОЛН

НА НИЗКИХ ЧАСТОТАХ (57) Использование: в морской сейсморазведке при поисках полезных ископаемых, в

Изобретение относится к акустике и может быть использовано в морской сейсморазведке для определения локального коэффициента отражения от дна моря.

В настоящее время для измерения коэффициента отражения от дна моря используют способы, основанные на излучении акустического сигнала заданной частоты и приеме отраженного сигнала, по амплитуде которого определяют значение коэффициента отражения, Недостатком применения этого способа для низких частот является необходимость создания антенн больших размеров (десятки — сотни метров) для формирования направленного излучения.

Известен способ измерения локального коэффициента отражения, основанный на параметрическом излучении низкочастотного звукового сигнала, который свободен

„,. Ж„, 1770921А1 частности при разведке морского шельфа.

Сущность изобретения: в направлении исследуемой поверхности излучается цуг высокочастотных сигналов с частотами f1 и f2, в результате нелинейного взаимодействия которых возникает направленное низкочастотное излучение на разностной частоте . F = f1 — fz. Отраженный низкочастотный сигнал принимается с применением накопления, причем в качестве опорного синхронизирующего сигнала используется по крайней мере один из высокочастотных сигналов. В результате повышается соотноние сигнал/шм для низкочастотного сигнала, что позволяет с повышенной точностью определить локальный коэффициент отражения на низких частотах. от вышеуказанных недостатков. Способ включает излучение в направлении исследуемой поверхности высокочастотного бигармонического сигнала с близкими частотами

f< и f2. B результате нелинейного взаимодействия этих высокочастотных сигналов в воде формируется направленное излучение низкой частоты F = f> — f2 (параметрическое излучение).

Недостатком способа является его низкая чувствительность, так как низкочастотный сигнал имеет малую амплитуду вследствие низкой эффективности нелинейного взаимодействия. В результате отраженный от поверхности дна сигнал слабо различим на фоне помех, Целью изобретения является повышение точности способа за счет увеличения отношения сигнал/помеха.

1770921

НРр

QF= Р

Формула изобретения

Составитель А,Сутин

Редактор Г.Бельская Техред М.Моргентал Корректоо Л.Ливринц

Заказ 3741 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ./ л1

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения коэффициента отражения звуковых волн, основанном на излучении в направлении исследуемой поверхности цуга высокочастотных сигналов на частотах f) и fz и приеме отраженного сигнала разностной частоты F = f< — fg, дополнительно осуществляют прием отраженного от исследуемой поверхности высокочастотного сигнала (по крайней мере на одной из высоких частот), используют его в качестве опорного для синхронного накопления низкочастотного сигнала и по уровню накопленного сигнала определяют коэффициент отражения, В известных способах синхронного накопления в качестве опорного сигнала используются электрические сигналы с задающего генератора, и степень корреляции между акустическими принятыми сигналами и опорными электрическими сигналами часто нарушается за счет флуктуации скорости звука в среде, относительным перемещением излучателя и приемника акустических волн относительно отражающей поверхности вследствие волнения моря и других причин, В предлагаемом способе накопленные и отраженные сигналы всегда достаточно коррелированы, так как время их распространения абсолютно одинаково и накопление можно осуществлять сколь угодно долго, увеличивая число накопленных реализаций N, Увеличение соотношения сигнал/шм при синхронном накоплении на фоне некогерентнога шума составляет 10 Ig N.

По измеренному уровню отраженного низкочастотного сигнала определяют коэффициент отражения yF по формуле где Н вЂ” расстояние до исследуемой поверх5 ности;

Рр и P> — амплитуды давления на разностной частоте F в точке приема и непосредственно в месте нахождения отражающей поверхности.

10 Последняя величина может быть непосредственно измерена при калибровке излучателя или рассчитана исходя из теории параметрических излучателей.

Таким образом, с увеличением чувстви15 тельность при определении PF соответственно увеличивается чувствительность определения коэффициента отражения р .

Способ определения коэффициента отражения звуковых волн на низких частотах, основанный на излучении в направлении исследуемой поверхности луча высокочастотных сигналов на частотах f1 и f2, приеме отраженного от поверхности сигнала разностной частоты f< — f2 и определения коэффициента отражения, отличаю щи йся тем, что., с целью увеличения точности способа путем повышения отношения сигнал/помеха дополнительно осуществляют прием отраженного от исследуемой поверхности высокочастотного сигнала по крайней мере на одной из излученных высоких частот, используют его в качестве опорного для синхронного накопления низкочастотных сигналов, а коэффициент отражения определяют по уоовню накопленного сигнала.