Способ градуировки гидрофонов методом сличения



Способ градуировки гидрофонов методом сличения
Способ градуировки гидрофонов методом сличения
Способ градуировки гидрофонов методом сличения
Способ градуировки гидрофонов методом сличения
Способ градуировки гидрофонов методом сличения

 


Владельцы патента RU 2537746:

Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) (RU)

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано при градуировке гидрофонов (Г) в измерительном бассейне методом сличения. Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является повышение точности градуировки Г методом сличения при использовании тонально-импульсных сигналов. Данный технический результат достигают за счет того, что в качестве тонально-импульсного сигнала в стандартном методе градуировки Г методом сличения используют однопериодные тонально-импульсные сигналы с гауссовой огибающей. 5 ил.

 

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано при градуировке гидрофонов (Г) методом сличения.

Известен способ градуировки Г методом сличения, заключающийся в расположении градуируемого и эталонного гидрофонов в гидроакустическом бассейне на известных расстояниях ZГ и ZЭ от гидроакустического излучателя и облучении их тонально-импульсными входными сигналами, последующей регистрации выходных сигналов, при этом чувствительность M(t)Г градуируемого гидрофона определяется по формуле: M ( t ) Г = M ( t ) Э | S ( t ) Г | | S ( t ) Э | Z Г Z Э ,    (1)

где M(t)Э - чувствительность эталонного гидрофона на частоте F; S(t)Э, S(t)Г - спектральные коэффициенты дискретного преобразования Фурье на временном промежутке 0-Т выходных сигналов эталонного и градуируемого гидрофонов, Т - момент времени прихода первого отраженного сигнала от стенок бассейна или поверхности воды; ZГ, ZЭ - расстояния между акустическими центрами излучателя и градуируемого и эталонного гидрофонов соответственно (Боббер Р.Дж. гидроакустические измерения. Пер. с англ. Под ред. А.Н. Голенкова. М.: Мир, 1974, стр.30-38).

Данный способ принят за прототип.

Недостатком прототипа являются погрешности градуировки, связанные с наличием отражений тонально-импульсного сигнала, подаваемого с излучателя на гидрофон, от элементов конструкции корпуса гидрофона, обтекателя и креплений, а также от поверхности воды и стенок бассейна.

Применение преобразования Фурье тонально-импульсного сигнала позволяет уменьшить эти погрешности, но не исключает их совсем.

Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является повышение точности градуировки гидрофонов методом сличения.

Данный технический результат достигают за счет того, что в известном способе градуировки гидрофонов методом сличения, заключающемся в расположении градуируемого и эталонного гидрофонов в гидроакустическом бассейне на известных расстояниях ZГ и ZЭ от гидроакустического излучателя и облучении их тонально-импульсными входными сигналами, последующей регистрации выходных сигналов, при этом чувствительность M(t)Г градуируемого гидрофона определяется по формуле: M ( t ) Г = M ( t ) Э | S ( t ) Г | | S ( t ) Э | Z Г Z Э , в качестве тонально-импульсного сигнала используют однопериодный тонально-импульсный сигнал с гауссовой огибающей, где M(t)Э - чувствительность эталонного гидрофона на частоте F; S(t)Э, S(t)Г - спектральные коэффициенты дискретного преобразования Фурье на временном промежутке 0-Т выходных сигналов эталонного и градуируемого гидрофонов, Т - момент времени прихода первого отраженного сигнала от стенок бассейна или поверхности воды; ZГ, ZЭ - расстояния между акустическими центрами излучателя и градуируемого и эталонного гидрофонов соответственно.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлена схема реализации способа; на фиг.2, 3, 4, 5 - диаграммы, поясняющие существо способа.

Стандартная процедура градуировки Г методом сличения [1] заключается в следующем.

Градуируемый и эталонный Г располагают на известных расстояниях ZГ и ZЭ от гидроакустического излучателя (И).

Затем с помощью приведенной на фиг.1 схемы формируют тонально-импульсный сигнал, который после обработки принимают градуируемым и эталонным Г. При этом чувствительность Г определяют по формуле (1).

Передача тонально-импульсного сигнала от И до градуируемого и эталонного Г осуществляется с помощью схемы фиг.1, состоящей из задающего генератора 1 (3Г1), модулятора 2 (М2), усилителя 3 мощности (УМ3), опорного генератора 4 (ОГ4) и формирователя 5 (Ф5) импульсов гауссовой формы. Электрические связи блоков представлены на фиг.1.

Блоки 1, 2, 3, 4, 5 формируют излучающий тракт (ИТ6).

Имеется такой приемо-измерительный тракт 7 (ПТ7), состоящий из выходного усилителя 8 (ВУ8), полосового фильтра 9 (ПФ9), измерительного усилителя 10 и индикатора 11 (И11).

Процесс градуировки сводится к измерению выходных сигналов градуируемого и эталонного Г, определению их преобразований Фурье S(t)Г и S(t)Э и определению чувствительности M(t)Г гидрофона по формуле (1).

Если необходим только модуль чувствительности по свободному полю, то используются модули спектральных коэффициентов дискретного преобразования Фурье сигналов градуируемого и эталонного Г.

Фазовый угол чувствительности по свободному полю для градуируемого гидрофона определяют по фазовым углам коэффициентов преобразования Фурье с учетом условий для решения неоднозначности при фазе 180°.

Использование коротких (однопериодных) импульсов с гауссовой огибающей (фиг.2) для возбуждения излучателя позволяет достичь поставленного технического результата, поскольку спектр (фиг.3) такого импульса является достаточно гладким и широким, что позволяет использовать радиоимпульс с одной несущей частотой для градуировки гидрофонов в широком диапазоне частот.

Это подтверждается экспериментом, результаты которого представлены на фиг.4, 5 в виде сигналов, снимаемых с градуируемого и эталонного Г (фиг.4), и их частотных спектров (фиг.5).

На фиг.4 под позицией 12 представлен сигнал от чувствительного элемента Г; под позицией 13 - отражение от корпуса Г и узла крепления; под позицией 14 - отражение от штанги.

На фиг.5 под позициями 15, 16, 17 представлены соответственно чувствительности Г без учета отражений от узла крепления и штанги Г; чувствительность с учетом отражений от узла крепления и корпуса Г; чувствительность с учетом отражений от узла крепления.

Таким образом, использование при градуировке Г коротких тонально-импульсных сигналов позволяет выявлять и эффективно отстраиваться от источников отражений, оценивать отражения от корпуса Г, узлов крепления и штанги и принимать меры при конструировании аппаратуры для их устранения и снижения до приемлемого уровня.

Способ градуировки гидрофонов методом сличения, заключающийся в расположении градуируемого и эталонного гидрофонов в гидроакустическом бассейне на известных расстояниях ZГ и ZЭ от гидроакустического излучателя и облучении их тонально-импульсными входными сигналами, последующей регистрации выходных сигналов, при этом чувствительность M(t)Г градуируемого гидрофона определяется по формуле M ( t ) Г = M ( t ) Э | S ( t ) Г | | S ( t ) э | Z Г Z э   , отличающийся тем, что в качестве тонально-импульсного сигнала используют однопериодный тонально-импульсный сигнал с гауссовой огибающей, где M(t)Э - чувствительность эталонного гидрофона на частоте f; S(t)Э, S(t)Г - спектральные коэффициенты дискретного преобразования Фурье на временном промежутке 0-Т выходных сигналов эталонного и градуируемого гидрофонов, Т - момент времени прихода первого отраженного сигнала от стенок бассейна или поверхности воды; ZГ, ZЭ - расстояния между акустическими центрами излучателя и градуируемого и эталонного гидрофонов соответственно.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано при градуировке гидрофонов (Г) в измерительном бассейне методом взаимности. Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является повышение точности градуировки Г методом взаимности при использовании тонально-импульсных сигналов.

Изобретения относятся к измерительной технике и метрологии и могут быть использованы для проверки работоспособности измерительных трактов (ИТ), работающих в тяжелых рабочих условиях.

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для абсолютной комплексной градуировки гидрофонов (Г) по полю, в результате которой получают модуль и фазовый угол чувствительности Г для акустического центра Г.

Изобретение относится к области поверки пьезоэлектрических гидрофонов и определения возможности их дальнейшего использования без демонтажа с объекта эксплуатации.

Изобретение относится к области средств построения управляющих и информационных систем автоматизации технологических процессов, а конкретно к технике сбора, передачи, обработки и отображения информации, необходимой для оперативного контроля и управления производственным процессом.

Изобретение относится к области акустики, в частности к способам и устройствам для коррекции воспроизведения акустического сигнала электроакустическим преобразователем, и может быть применено для улучшения параметров воспроизведения акустических сигналов различных электроакустических преобразователей.

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для градуировки гидрофонов по полю в условиях реверберационного поля, возникающего при непрерывном излучении звуковой волны в незаглушенном гидроакустическом бассейне.

Изобретение относится к измерительной технике, метрологии и гидроакустике и может быть использовано для бездемонтажной проверки рабочего состояния гидроакустического тракта в натурных условиях. Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является устранение необходимости проведения температурных измерений при практической реализации изобретения. Сначала на вход проверяемого гидроакустического тракта подключают эквивалент с узкополосным спектром одной величины, а затем подключают электрический эквивалент с узкополосным спектром другой величины. На выходе проверяемого тракта берут отношение получаемых откликов подаваемых тестовых сигналов. При равенстве этого отношения с отношением тестовых сигналов диагностируют исправность гидроакустического тракта. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, метрологии и гидроакустике и может быть использовано для бездемонтажной проверки рабочего состояния гидроакустического тракта в натурных условиях. На вход проверяемого гидроакустического тракта подают тестовые сигналы в виде тепловых шумов Джонса с разными спектрами. Измеряют отклики указанного тракта на тестовые сигналы. Определяют отношение получаемых откликов подаваемых тестовых сигналов и отношение самих тестовых сигналов. При равенстве этих отношений диагностируют исправность гидроакустического тракта. Технический результат заключается в устранении необходимости проведения температурных измерений при определении работоспособности гидроакустического тракта в натурных условиях. 1 ил.

Изобретение относится к способам контроля эффективности защиты речевого сигнала от утечки по техническим каналам. Технический результат заключается в повышении достоверности оценки защищенности речевой информации. Измеряют октавные уровни сигнала и шума в выбранной контрольной точке. Определяют радиус оптимальной зоны размещения датчиков виброакустического сигнала (ДВАС). Рассчитывают оптимальное количество ДВАС, способных осуществлять перехват речи по техническим каналам утечки информации (ТКУИ). Рассчитывают максимальную формантную разборчивость речи по оцениваемому ТКУИ. На основе значений максимальных формантных разборчивостей речи, полученных по отдельным ТКУИ, с использованием разработанной зависимости, учитывающей взаимный «вес» ТКУИ, определяют координаты оптимальной точки размещения ИАС в помещении. Определяют формантные разборчивости речи для контролируемых ТКУИ при оптимальных размещении и ориентации ИАС в помещении. Рассчитывают максимальную формантную разборчивость речи по совокупности оцениваемых ТКУИ, которая пересчитывается в выходной показатель - интегральное значение словесной разборчивости речи, перехватываемой из помещения. Полученный выходной показатель сравнивают с нормативным значением, на основании чего делается вывод о соответствии результатов оценки требованиям норм защиты речевой информации.

Изобретение относится к акустической метрологии, в частности к способу определения чувствительности гидроакустического приемника. Согласно способу излучатель, эталонный гидрофон с известной чувствительностью и градуируемый приемник располагают в бассейне с водой при известных расстояниях между излучателем и приемником и излучателем и опорным гидрофоном. Излучатель возбуждают электрическим сигналом и измеряют ток через излучатель и выходные напряжения приемника и опорного гидрофона. Определяют передаточные импедансы по полю пары излучатель - градуируемый приемник и пары излучатель - опорный гидрофон. Определяют чувствительность по полю градуируемого гидроакустического приемника к звуковому давлению по формуле метода сличения. Чувствительность по полю гидроакустического приемника к векторным величинам гидроакустического поля определяют, основываясь на связи между звуковым давлением и измеряемой приемником векторной величиной в свободном поле сферической звуковой волны, пересчитывая результат к условиям плоской бегущей звуковой волны. Технический результат - повышение точности измерений за счет расширения контролируемого частотного диапазона. 1 ил.

Изобретение относится к гидроакустической метрологии, в частности к способам измерения комплексной частотной характеристики передаточного импеданса системы излучатель-приемник. Излучатель и приемник располагают в бассейне, при этом приемник отнесен от излучателя на некоторое расстояние. Измеряют временные задержки сигналов излучателя, отраженных границами среды, относительно прямого сигнала излучателя. Возбуждают излучатель шумом в частотной полосе, ширину которой определяют исходя из значений временных задержек отраженных сигналов. Измеряют спектр мощности тока излучателя и взаимный спектр тока излучателя и выходного напряжения приемника, по отношению которых определяют комплексную частотную зависимость передаточного импеданса пары излучатель-приемник. Затем определяют комплексную частотную зависимость передаточного импеданса пары излучатель-приемник в свободном поле скользящим комплексным взвешенным усреднением в установленном частотном окне комплексной частотной зависимости передаточного импеданса пары в реверберационном поле среды с отражающими границами с использованием взвешивающей функции, которую получают исходя из значений временных задержек отраженных сигналов. Технический результат - повышение точности измерений. 1 ил.

Изобретение относится к гидроакустике. Стенд содержит излучатель, обратимый преобразователь и градуируемый гидроакустический приемник, которые расположены в измерительном бассейне на одной прямой и разнесены в пространстве относительно друг друга на определенное расстояние. Излучатель и обратимый преобразователь поочередно возбуждают электрическим сигналом и определяют передаточные импедансы по полю пары излучатель - градуируемый приемник, пары излучатель - обратимый преобразователь и пары обратимый преобразователь - градуируемый приемник. Вычисляют амплитудно-частотную и фазочастотную характеристики чувствительности по полю градуируемого гидроакустического приемника к звуковому давлению по формуле метода взаимности. Амплитудно-частотную и фазочастотную характеристики чувствительности по полю гидроакустического приемника к векторным величинам гидроакустического поля определяют по формулам . Технический результат - расширение функциональных возможностей. 1 ил.

Изобретение относится к области акустики, в частности к средствам адаптации звуковых сигналов. Адаптер содержит первый и второй интерфейсы, усилитель аудиосигнала и контур полного сопротивления. Первый интерфейс состоит из контакта приема аудиосигнала, контакта микрофона и контакта заземления. Второй интерфейс имеет выходной контакт аудиосигнала. Контур усиления аудиосигнала настроен на усиление аудиосигнала, принимаемого контактом приема аудиосигнала. Аудиосигнал, принимаемый контактом приема аудиосигнала, поступает на контакт микрофона или контакт заземления через эквивалентное сопротивление контура усиления аудиосигнала. Контур сопротивления соединяет контакт микрофона и контакт заземления. Также система содержит средство обнаружения интерфейса, которое имеет собственный интерфейс. Интерфейс устройства обнаружения содержит выходной контакт сигнала обнаружения, контакт заземления и входной контакт обнаружения. Выводной контакт обнаружения подключен к первому интерфейсу адаптера, контакт заземления интерфейса обнаружения соединен с контактом микрофона устройства адаптера аудиосигнала. Технический результат - обеспечение возможности автоматического различения типа аудиоштекера. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх