Калибровочно-измерительное устройство

 

Изобретение относится к устройствам акустических измерений и может Фиг Л быть использовано для калибровки гидрофонов, предназначенных для измерения гидродинамических шумов в трубопроводах гидравлических систем . Целью изобретения является повышение точности измерений за счет обеспечения идентичности условий калибровки и измерений. Устройство содержит заполненную водой рабочую камеру 1 в виде участка трубопровода с жестко прикрепленным к нему по нормали штуцером 2, узел крепления калибруемого гидрофона 3 в виде штока 4, жестко прикрепленного к поршню 5, установленному внутри штуцера 2 с возможностью перемещения в уплотнительном сальнике 6. В нижней части рабочей камеры 1 установлена излучающая мембрана 9, соединенная с вибратором 10, причем мембрана 9 установлена на съемных фланцах 12. 3 ил. С Ј (Л С а оо оо ос

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTGPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7 б

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

- (21) 4417559/10 (22) 27.04.88 (46) 30.03.91. Бюл. Р 12 (71) Ленинградский кораблестроительный институт (72) М.В.Бернблит, И.К.Пименов, В.Б.Соломянский, А.В.Скатаров и Т.А.Савина (53) 534.232(088.8)

t (56) Колесников А.Е. Акустические измерения. Л.: Судостроение, 1983, с.96-122.

Авторское свидетельство СССР

В 664046, кл. G 01 Н 3/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

N- 750284, кл. G 01 Н 3/00, 1980. (54) КАЛИБРОВОЧИО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к устройствам акустических измерений и может (51)5 H 04 R 29/00, G 01 Н 3/00

2 быть использовано для калибровки гидрофонов, предназначенных для измерения гидродинамических шумов в трубопроводах гидравлических систем. Целью изобретения является повышение точности измерений эа счет обеспечения идентичности условий калибровки и измерений. Устройство содержит заполненную водой рабочую камеру 1 в. виде участка трубопровода с жестко прикрепленным к нему по нормали штуцером 2, узел крепления калибруемого гидрофона 3 в виде штока 4, жестко прикрепленного к поршню

5, установленному внутри штуцера 2 с воэможностью перемещения в уплотнительном сальнике 6. В нижней части рабочей камеры 1 установлена излучающая мембрана 9, соединенная с вибратором 10, причем мембрана 9 установлена на.съемных фланцах 12. 3 ил.

1638804

Изобретение относится к технике акустических измерений и может быть использовано для калибровки гидфофонов, предназначенных для измерения гидродинамических шумов в трубопроводах гидравлических систем.

Цель изобретения — повышение точности измерений путем обеспечения идентичности условий калибровки и измерений.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство; на фиг. 2 — графики частотной зависимости ЭДС на выходе гидрофона, измеренные в штуцере (а), на оси трубопровода (6); на фиг.3— графики паспортной чувствительности (a) и истинной чувствительности в штуцере (6}.

Устройство содержит заполненную водой рабочую камеру I в виде участ

I ка трубопровода с жестко закрепленным по нормали к нему штуцером 2, узел крепления калибруемого гидвофона 3 в виде штока 4, жестко прикрепленного к поршню 5, установленному внутри штуцера 2 с возможностью перемещения в уплотнительном сальнике 6. Кабель 7 гидрофона 3 выведен из штуцера 2, например, чеЬ рез канал на оси штока 4 и подключен к измерительному блоку 8. В нижней части рабочей камеры 1 установлена излучающая; мембрана 9, соединенная с вибратором 10, подключенным к блоку 11 управления, причем мембрана 9 установлена на съемиых фланцах 12. В верхней части камеры 1 закреплен звуконоглотитель 13, а камера подвешена на упругих элементах 14, Устройство работает следующим об4 разом.

В рабочей камере 1 посредством блока 11 управления, вибратора 10 и излучающей мембраны 9 возбуждают акустические колебания. Изменяя частоту возбуждения, регистрируют

ЭДС измерительным блоком Я на выходе калибруемого гидрофона 3 при двух его положениях — на оси камеры (Я )и 8 ")туцере(Я „), и строят графики фиг.2а,б, соответствующие давлениям в камере Р. (Г) и Р,„(Й).

Эти давления могут отличаться вследствие резонансных явлений, наблюдаемых в связанной акустомеханической системе штуцер — трубопровод. Такие явления обусловлены влиянием вибрации стенок трубы и штуцера, образованием резонатора Гельмгольца в камере штуцера, где-масса жидкости вместе с упругостью стенок штуцера образует колебательную систему. Соответственно, отличаются и

ЭДС на выходе гидрофона в штуцере

E (f) и на оси трубы Я,.(Й) . Из известного определения чувствительности гидрофона () E (f) E(f) PI4(f) Р.„(Е}

15следует, что

20 где g„(f) — искомая абсолютная чувствительность гидрофона в штуцере, которая устанавливает связь ЭДС на

25 выходе гидрофона в штуцере E,(f) с давлением на оси трубы Р .(Й) и, сле- довательно, учитывает передаточную характеристику системы трубопро-. вод - штуцер — гидрофон, Цоскольку Р () = Е (f)/g (f) искомая чувствительность g„(f) может быть связана с паспортной чувствитель35 костью g (К) следующим функциональным преобразованием: „(() = (() Е (() - к(() g((), 40 где K(f) = f (f)/Я,.(Е) — поправка, корректирующая паспортную чувствительность g(f) гидрофона с учетом реальных

45 условий его работы в штуцере, на которую умножают паспортную чувствительность

Такую поправку удобно выразить в

50 децибелах:,6.,(1) = 101gK(f) поскольку паспортйая чувствительность гидрофона, как правило, выражается в децибелах. В этом случае поправку в децибелах алгебраически добавляют на каж55 дой частоте и паспортной чувствительности гидрофона:

101g У„(К) - 101g) (f) + Л(К), 5 16388

На фиг.3а изображена паспортная чувствительность гидрофона в децибелах (10Igf(f), на фиг.3б — чувствительность гидрофона в штуцере в децибелах (10lp g„(f)) полученная ал-

5 гебраически сложением поправки th,(f) в децибелах с паспортной чувствительностью гидрпфона.

Использование изобретения позволяет определить поправки к паспортной градуировочной характеристике гидрофонов, устанавливаемых в штуцере, что обеспечивает повышение точности измерения уровня гидродинамического шума в трубопроводах за счет учета динамических характеристик штуцера. Кроме того, расширяется частотный диапазон .измерений в области высоких 20 частот, так как учитываются резонансные свойства штуцера.

04 6

Формула изобретения

Калибровочно-измерительное устройство, содержащее заполненную водой рабочую камеру, в нижней части которой установлена излучающая мембрана, соединенная с вибратором, и узел крепления калибруемого гидрофона, и т л ич а ю щ е е с я тем, чго, с целью повышения точности измерений путем обеспечения идентичности условий калибровки и измерений, рабочая камера. выполнена в виде участка трубопровода с жестко закрепленным по нормали к нему штуцером, внутри которого в уплотнительном сальнике установлен с воэможностью перемещения поршеня, при этом узел крепления калибруемого гидрофона выполнен в ниде штока, жестко прикреплен ного к поршню, а излучающая мембра! на установлена на съемных Аланцах.