Способ измерения скоростей нормальных волн в акустических волноводах и устройство для его осуществления

Способ измерения скоростей нормальных волн в акустических волноводах и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

В. В. Тютекин, С. П. Климов, А. А. Мазани

Меркулов.»

K ъ г (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТЕЙ НОРМАЛЬНЫХ

ВОЛН В А1ФСТИЧЕСКИХ ВОЛНОВОДАХ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к акустоизмерйтельной технике и может быть использова-. но для измерения характеристик нормальных волн, их коэффициентов отражения в твердых и жидких акустических волноводах.

5 По основному авт. св. ¹ 661326 известен способ измерения скоростей нормапьных волн в акустических волноводах, основанный на возбуждении в волноводе одновременно нескальких нормальных волн о и регистрации звукового поля в нем, нормальные волны в волноводе возбуждают в непрерывном режиме, непрерывно во времени регистрируют звуковое поле вдоль волновода, полученный сигнал детектируют синхронно с возбуждаю ам сигналом, выделяют составляющие частотного спектра продектированного сигнала и определяют скорость нормальных волн по формуле

С

20 и где С, - скорость нормальных волн; и

LO - частота возбуждающего сигнала;

2 щ - частота нормальных волн;

V - скорость перемещения приемника;

И - номер нормальных волн.

Указанный способ осуществляют устройством, содержащим излучатель, pscnoложенный на торце волновода и соединен ный с генератором, эвукоприемник, подключенный к усилителю, синхронный детектор, аналого-цифровой преобразователь, цифровой вычислительный блок, эвукоприемник установлен с возможностью перемещения вдоль волновода, причем один:

axog caHxpoHHore детектора соединен с входом усилителя, другой вход - с гене ратором; а его выход подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя, вход которого подсоединен к пифрововку вычис лительному блоку $ 1).

Однако ювестный способ не позволяет измерить амплитуду и направление распространения нормальных волн, поскольку при таком способе измерения неотличвчы

1. Способ измерения скоростей нор5S мальных BOJIH в акустичесжих волноводах по авт.св. ¹ 661326, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью измерения амплитуды и направления распространь3 МЙ7 волны с равной по величине и разной по знаку скоростью распространения: в противоположных направлениях.

Белью изобретения является измерение амплитуды и направления распространения нормальных волн.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу измерения скоростей нормальных волн в акустических волноводах, основанном на возбуждении в волно- 1О воде одновременно нескольких нормальных волн и регистрации звукового поля в нем, нормальные волны в волноводе возбуждают в непрерывном режиме, непрерывно во времени регистрируют звуковое поле вдоль волновода, полученный сигнал детектируют синхронно с возбуждаюшим сигналом, выделяют составляющие частотного спектра продектированного сигнала и определяют скорость нормальных волн, генерируют электрический сигнал, сдвинутый на постоянную величину по частоте по отношению к возбуждаюшему си1 налу, принимают прошедший через волновод сигнал и детектируют его синхронно с электрическим сигналам, а амплитуду и направление распространения волн вычисляют по формулам (ии

C.и.- + я V; и- и где ф и и Ц„- частоты и амплитуды составляюших в спектре продектированного сигналат

OJ> - частота возбуждаюшего сигнала;

Π— частота опорного сигнала при детектировании; ф - чувствительность приемника;

\/ -.скорость перемещения приемника;

С„ - направление распространения нормальных волн. . Устройство, осуществляющее предло- ; 4 женный способ, снабжено генератором . электрического сигнала,- подключенным ко второму входу синхронного детектора.

На чертеже изображена блок-схема устройства, осушествляюшего способ из- И мерения характеристик скоростей нормальных волн в акустических волноводах.

Устройство содержит излучатель 1, расположенный на торце волновода 2 и соединенный с генератором 3, звукоприемник 4, подключенный к усилителю 5 синхронный детектор 6, аналого-цифровой преобразователь 7, цифровой вычислитель34 4 ный блок 8. Звукоприемник 4 установлен с возможностью перемещения вдоль волновода 2, причем один вход синхронного детектора 6 соединен со входом усилителя 5, а его выход подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя 7, вход которого подсоединен к цифровому вычислительному блоку 8, генератор 9 электрического сигнала подключен ко второму входу синхронного детектора р.

Способ осуществляют следуюшим образом.

Возбуждают в волноводе 2 нормальные волны при помощи монохроматического, сигнала частоты д, которые представляют собой набор нормальных волн со скоростями Си и амплитудами А „, распространяюшихся как в положительном, так и в отрицательном направлении оси

Х. Перемещают звукоприемник 4 по длине волновода равномерно со скоростью Ч .

Детектируют сигнал, полученный со звукоприемника 4 синхронно с генерируемым генератором 9, сигналом СО (В и С ) причем 5»AI,, Д сс и>и; p>) и" .Получали ют после детектирования сигнал и, равный

0=Xu„cosа. %+О, где ©и= о

CH t и= Аи ф - чувствительность приемника.

Сигнал И содержит в спектре лишь составляющие с частотами, гораздо боль шими и гораздо меньшими,. чем Д .

Преобразуют сигнал (в цифровую форму в аналого-цифровом преобразователе 7 и вычисляют в вычислительном блоке 8 значения О,„и ф- . „, после чего по формулам находят скорости Си, амплитуды А и mmpaanema распртрнен нормальных волн.

Использование изобретения позволяет измерять амплитуды возбуждения и на- правления распространения нормальных волн, характеристики которых необходимо знать при проектировании стержневых и балочных конструкций.

Формула изобретения

5 МЙ73 ния нормальных волн, генерируют электрический сигнал, сдвинутый на постоянную величину по частоте по отношению к возбуждающему сигналу, принимают прошедший через водновод сигнал и де-. 5 тектируют его синхронно с электричеоким сигналом, а амплитуду и направление распространения нормальных волн вычисляют по формулам и

30 .c„„= ч;

1 ф и

l где 9Е и U - частоты и амплитуды

И составляющих в спектре продектирова нного сигнала э

N - частота возбуждающего сигнала;

4 6

Д - частота опорного сигнала при детектированнщ ф - чувствительность приемника

Ч -- скорость перемещения прием нииар

- направление рвспростраи ненни нормальных волн.

2. Устройство для измерения скоростей нормальных волн в акустических волноводах по ввт. св. % 661326, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено гене-. ратором электрического сигнала, подклиъченным ко второму входу синхронного детектора.

Источники информапии, принятые во визжание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 661326, кл. G 018 29/00, 1976 (прототип) .

Составитель А. Шман

Редактор П. Коссей Техред З.Палий Корректор

Г. Решетник

Заказ 8159/73 . Тираж. 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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