Способ измерения абсолютной величины звукового давления в сплошных средах

Способ измерения абсолютной величины звукового давления в сплошных средах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАН И Е (п)457026

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 21.07.72 (21) 1808657/18-10 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.01.75. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 11.03.75 (51) М. Кл. G 01n 29/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 534.612(088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. А, Зверев и А. И. Калачев

Научно-исследовательский радиофизический институт (71) Заявитель

1, :-". (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АБСОЛЮТНОЙ ВЕЛИЧИНЫ >

ЗВУКОВОГО ДАВЛЕНИЯ В СПЛОШНЪ|Х СРЕДАХ

2 а U

Р,=

4„Со

<2+а А) С Г(0> u, Изобретение относится к методам измерения звукового давления в сплошных средах.

Известны способы измерения звукового да аления путем возбуждения в средах двух пересекающ ихся под произвольным углом 0 акустических волн различных частот с последующим преобразованием полученного после взаимодействия волн спектра акустических колебаний в спектр электрических колебаний и измерения индекса фазовой модуляции высокочастогной волны, по KQTopolMу вычисляют абсолютную величину звукового давления в среде по известной формуле.

При использовании этого способа необходимо наличие сложной фазометричеокой аппаратуры для измерения .в широкой полосе очень малых индексов фазовой модуляции, порядка 10 — з — 10 — 5 рад. Чувствительность способа ограничивается уровнем шумов,,применяемых усилителей и детекторов, что влечет за собой возникновение погрешностей измерения.

С целью увеличения точности и упрощения измерения абсолютной величины звукового давления, что измеряют амплитуды вспомогательной волны и волн комбинационных частот и вычисляют абсолютную величину звукового давления в сплошных средах по формуле: где Cp — окорость зву ка в среде, 5 оо — плотность среды, В/А — пара метр нелиней носги среды, то< несущая частота, — длина .пути взаимодействия, 0 — угол .пересечения взаимодействую10 i èõ Волн, У вЂ” амплитуды комбинационных частот, U> — амплитуда несущей частоты, Рх — абсолютная величина звукового да вления.

15 На чертеже п редста влена блок-схема устройства, поя сняющая предлагаемый способ.

Устройство содержит генератор BbIcOIKO÷àñтотных колебаний 1, соединенный с излучателем вспомогательных высокочастотных зву20 ковых тоолебаний 2, помещенным в сплошную среду ил и,на ее гра ницу 3. В ту же среду помещен пьезоприемник 4, соединенный с фильтрами 5 и 6, выходы:которых соединены соответственно с и ндикаторами 7 и 8.

25 Излучатель 2 создает волну, на правленную под произволь ньвм углом 0 к измеряемо му н изкочастотному колебанию среды 3. Для получения максимальных амплитуд напряжений высокочастотных колебаний на пьезоприемни457026 ке 4 его юстируют на максимум приема вспомогательного высокочастотного колебания.

Один из фильтров настроен на частоту од генератора 1, а другой — на любую из комбинационных частот о +ж2 или кд — сд2) где ®2— частота измеряемого колебания.

Пьезоприемник 4 принимает колебания, ка к первичных вд, со> так и комбинационных о &c0g частот, и на нем образуются соответствующие электрические напряжения:

U>, U> — напряжения колебаний перв ичных частот, U+, U — напряжения комбинационных частот, обозначенных в дальнейшем U . Затем фильцром 5, например, выделяют переменное напряжение Уд с частотой оь а фильтром 6— переменное на пряжение U+ или U — любой из комбинационных частот. Выделенные напряжения U> и U пропорциональные амплитудами звукового давления в .высокочастотной волне Рд и в комбинационных волнах P+ измеряют с помощью индикаторов 7 и 8 соответственно.

Измеренные индикаторами 7 и 8 напряжения U и U+ подставляют в формулу (1) для расчета абсолютной величины звукового давления Р2 низкой частоты, з U

Р,=

4орСр ( (2+В/.4),.L.F (e) U, где функция

sin д — (1 — cos 6) ® (2созО+В/А) (Л 1 (2+Д/А) (1 — созе) представляет собой угловую зависимость эффекта взаимодействия, где Co — скорость звука в среде, ро —,плотность среды, В/А — параметр нелинейности среды, а — частота вспомогательной высокочастотной волны, 1 — длинна пути взаимодействия, Л вЂ” длина низкочастотной волны, Π— угол пересечения вза имодействующих,волн.

Величины ро, Со, B/À, характеризующие среду, известны из таблиц. Величины в, с02, 2С, О, 1 измеряются. Длина волны Л = и

Ю1 функция Р (e) рассчитывается. Амплитуды .напряжения комбинационных частот U+ и вспомогательной волны Уд измеряются, берутU ся их отношения и подста вляются в форю У мулу (1) для расчета абсолютной величины звукового давления.

Предмет изобретения

Способ измерения абсолютной величины звуковото давления в оплошных средах путем возбуждения в измеряемой среде вспомогательной акустической, волны под произвольным углом к волне, амплитуда давления которой .измеряется, с последующим,преобразованием полученного после взаимодействия волн спектра акустических колебаний в спектр электрических колебаний, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения точности и упрощения измерения абсолютной величины звукового давления, измеряют амплитуды вспомогательной волны и волн комбинационных частот и вычисляют абсолютную величину звукового давления в сплошных средах .по формуле:

4роСо з У (2+В/А) од.L F(8) У где Co — скорость звука в среде, po — плотность среды, В/А — параметр нелинейности среды, сд — несущая частота, — длинна пути взаимодействия, Π— угол пересечения вза имодействующ их,волн.

U+ — амплитуды комбинационных частот, U> — амплитуда несущей частоты, 45 Р2 — абсолютная величина звукового давлен ия.