Устройство для измерения звукового давления

Устройство для измерения звукового давления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено040276 (21) 2319б&1/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 030378,Бюллетень ¹ 9 (45) Дата опубликования описания 13,02,.7е (51) N. Кл.

G 01 Н 3/12

Геердеретееккый кеяетет

Секете теекеатрее СССР ке.декка кеееретекке е еткрыткС (Я) УДК 534.2321534.. 6 12-14 (О 88 . & ) (72) Авторы изобретения С.Л.Коган, В.К.ДолЯ и E Ì.Âàñèëüåâ

Ростовский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет (7l). Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЗВУКОВОГО ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к гидроакустическим измерениям и может быть использовано для измерения звукового давления по методу пьезоэлектрической компенсации .

Известно устройство для самоградуировки обратимого электроакустического преобразователя, содержащее импульсный генератор, преобразователи и электроиэмерительные приборы, а также полностью отражающую границу рабочей среды, расположенную на расстоянии, соответствующем дальней зоне (lj. К недостаткам устройства относятся : возможность самоградуировки только в импульсном режиме, сравнительно невысокая точность градуировки в натурных условиях, которая вызвана нестабильностью отражающих свойств границы рабочей среды.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения звукового давления, которое содержит последовательно соединенные генератор, компенсационный преобразователь, акустически жестко связанный по рабочей поверхности с чувствительным элементом, измерительный прибор f23 .

Недостатком устройства является принципиальное наличие ошибки измерения звукового давления, обусловленной тем, что при конечной толщине оболочки компенсационного преобразователя нулевой сигнал на выходе чувстви, тельного элемента не соответствует компенсации: внутренних пьезоэлектрических сил и внешних сил звукового давления, действующих на рабочую поверхность преобразователя. Кроме того, отмечается особенность градуировки устройства, связанная с необходимостью помещать узел компенсации в акустическое. поле с известным уровнем звукового давления, так как это осуществимо только в лабораторных условиях и предполагает использование сложных вспомогательных устройств.

Цель изобретения - повышение точности измерении и обеспечение самоградуировки устройства. Это достигается тем, что компенсационный преобразователь снабжен постоянными магнитами, установленными с противоположной полярностью через герметиэи» рующие прокладки по его торцам, а чувствительный элемент выполнен из токопроводящей обмотки соосно с компенсационным преобразователем.

596834

На фиr. 1 изоьражена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — узез. компенсации.

Устройство содержит генератор 1, присоединенный к электроду 2 компенсационного преобразователя 3 н точках 4- и 5, и измерительный прибор (индикатор нуля) б, подсоединенный к электрическому выходу витка-электрода 7 в точках 8, 9, 5. У торцов преобразонателя расположены герметизирующие и амортизирующие прокладки 10, постоянные магниты 11, имеющие форму цилиндров. Поверх наружногс электрода 7 расположен чувствительный элемент (многовитковая токопроводящая обмотка) 12, жестко связанный с этим электродом, В простейшем случае чувствительный элемент (токопроводящая обмотка) образована наружным витком-электродом

7 с выводами 8, 9 и-средней точкой 5

То:,.ки 4 и 5 на электродах 2 и 7 являются электрическими выводами компенсационного преобразователя. Электроды для предотвращения электриче- 26 ского замыкания витка разрезаны по образующей вдоль оси цилиндра (разрыв зле тродов по.,;азан в сечении A-А между точками 8 и 9), Обмотка 12 повышает чувствительность электродина- 30 мического преобразователя.

Устройство работает следующим образом.

Помещенный в ознученную измеряемым звуковым давлением рабочую сре- 3g ду преобразователь 3 возбуждают от генератора 1. Фазу и амплитуду генератора изменяют до получения нулевого сигнала индикатора нуля б, что соответствует моменту компенсации внешних сил,. вызванных измеряемым звуковым давлением на рабочей поверхности преобразователя внутренними пьезоэлек трическими силами. По величине измеренного напряжения возбуждения преобразователя (напряжения компенсации) судят о величине звукового давления н рабочей среде.

Самоградуиронку устройства можно выполнить следующим образом.

Узеч компенсации помещают в рабочую."О среду, где поддерживается некоторое значение звукового давления, и измеряют вызванное этим давлением напряжение и на выходе компенсационного преобразователя. Затем возбуждают. ком- 66 пенсационный преобразователь напряжением компенсации U и-измеряют значение последнего н момент .компенсации (Е =Q ). После этого, выключив источник звукового давления и не меняя ре-" жим возбуждения компенсационного преобразователя, измеряют ток 3 его возбуждения и ЭДС Е на выходе обмотки, Компенсационную постоянную Й „ вычисляют по формуле

„„u a в е

lJ„В„

В - составляющая индукции магнитного поля, параллельная оси обмотки;

1 - длина обмотки; р - площадь излучения-.

Зависимость от времени: Ь может быть сделана весьма незначительной, если в качестве узла, создающего магнитное поле, применять постоянные магниты, например, из сплава ЮНДК-24, меняющего индукцию не более, чем на

2Ъ за 30 лет.

Основным преимуществом устройства является отсутствие принципиальной ошибки измерения звукового давления, связанной с конечной толщиной компен сационного преобразователя, отсутствие ограничений к использованию при . высоких гидростатических давлениях и возможность осущестнления простой самоградуиронки в эксплуатационном положении.

Формула изобретения

Устройство для измерения звукового давления по методу пьезоэлектрической компенсации; содержащее последовательно соединенные генератор, компенrаиионный преобразователь,,акустически жестко связанный по рабочей по.— верхности с чувствительным элементом,. измерительный прибор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и обеспечения самоградуировки устройства компенР сационный преобразователь снабжен постоянными магнитами, установленными с противоположной полярностью через герметизирующие пРокладки по егo торцам, .а чувствительный элемент нйполнен из токопроводящей:обмотки.соосно с компенсационным преобразователем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1. Клюкин И.И., Колесников A.Е.

Акустические измерения в судостроении. Л., Судостроение, 1968, стр.б1-62.

2. Авторское свидетельство 9188865, кл. G. 01 Н 3/12, 1965.

596834

Фиг. 2

Составитель A.Салосин

Редакто и, Филиппова, Техред 0, Андрейко Ео екто

Заказ 1124/41 Тираж 831 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4