Способ измерения скорости распространения акустических колебаний в движущейся среде

 

1

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соеетокиз

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 01.Х.1968 (№ 1275111/18-10) с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет

Опубликовано 25 т .1971. Бюллетень j¹ 17

Дата опубликования описагн!я 12Л II.1971

МПК G 01р 5j00

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министрее

СССР

1 ДК 534.614(088.8) Авторы изобретения

С. М. Персии, М. В. Попов и Э. Л. Персина

Заявитель

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ

АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ В ДВИЖУЩЕЙСЯ СРЕДЕ

Изобретение относится к области акустического приборостроения и предназначено для определения параметров среды (температура, скорость движения и т. п.), влияющих на скорость распространения в ней звука.

Известные способь! измерения скорости распространения акустических колебаний в движущейся среде путем сравнения фаз сигналов излучателя и приемника нс обеспечивают достаточно высокой точности измерений и линейной зависимости измеряемой величины от искомого параметра.

По предлагаемому способу изменяют частоту излучаемых колебаний в соответствии с фазовым сдвигом, обусловленным движением среды, и измеряют эту частоту в момент компенсации как меру скорости.

Благодаря этому повышается точность и расширяется линейный диапазон измерений.

Кроме того, для раздельного измерения скорости движения среды или скорости звука относительно среды по предлагаемому способу измеря!от разность или сумму соответственно частот компенсации при встречном распространении акустических колебаний.

1-1а чертеже представлена блок-схема устройства для проведения измерений предлагаемым способом.

Устройство состоит из управляемого генератора 1, излучателя 2 акустических колебашш, приемника 3 акустических колебаний, блока 1 выделения разности фаз сьн палов излучателя и приемника и блока 5 управления.

Если среда неподвижна (скорость движения среды V! — — О), то при некоторой частоте

f! генератора 1 сигналы, снимаемые с пзлучатс 1я н приемника 3lii 70 !:!!: Ko;!eá !!!!!É, сдвинуты по фазе друг относительно друга на угол с!.ь определяемый запаздыванием сигна10 ла в акустическом промежутке. Двнжспшо среды со скорость|о 1 будет соответствовать фазовый сдвиг q., причем разность фаз ц. =

=!!.— ! однозначно зависит от изменения скорости распространсни я т!1 стнческих колебаний S=C+V, где С вЂ” вектор скорости звука относительно излучателя и приемника, вектор скорости двнже!ия среды.

В блоке 4 сравнивается фазовый сдвиг сиг20 налов, снимаемых с излучателя и приемника, с некоторой опорной фазой сап, например, равной 0 или т.

Получаемая при этом разность фаз Л!р=

= — 0 — ср является сигналом рассогласования, 2S который используют для управления частотой генератора излучаемых колебаний.

При изх!енен!н! частоты генератора 1 меняется и величина фазового сдвига сигналов излучателя и приемнпка. Процесс отработки ч0 происходит до тех пор, пока фазовый сдвиг !р

304503

Предмет изобретения

Составитель 3. Э. Гиндин

Текред Е. Борисова Корректор Л. А. Царькова

Редактор С. И. Хейфиц аказ 179б 1 Изд. М 751 Тира>к 473 Подписное

11НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров CCCP ,т1осква, )K-З5, Раув>ская иаб., д. 475

Типография, пр. Сапунова, 2 не будет равен опорному, т. е. пока разность фаз Л р не будет равна нулю при некоторой частоте 2.

Таким образом, фазовый сдвиг, возникающий за счет дви>кени!! среды, ком пенсиру ется фазовым сдвигом за счет изменения частоты генератора Af=fq — 11, причем Л1=к. S, где к — коэффициент пропорциональности, S — скорость распространения акустических колебаш1й относительно излучателя и приемника.

Таким образом, частота управляемого генератора 1 линейно загисит от скорости распространения акустических колебаний S относительно неподвижных излучателя и приемника.

Поскольку S=C+ V, где С вЂ” скорость звука относительно среды, V — проекция вектора скорости движения среды на направление распространения акустических колебаний, то измеряемая частота F будет зависеть как от

С, так и от V. В системе, где направления распространепия потока и звука совпадают, чаС. V стота генератора равна F при встреч1

С вЂ” V

iII>Ix направлениях 12 —, где l — расстояl ние между излучателем и приемником. ,цля того, чтобы раздельно определить скорость движения среды V или скорость звука относительно среды С измеряют соответст5 венно разность F,— 1.з или сумму F,+F2 частот при встречном распространении акустнческнх колсоаний.

1. Способ измерения скорости распространения акустических колебаний в движущейся

15 среде путем сравнения фаз сигналов излучателя и приемника, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения линейного диапазона измерений, изменяют частоту излучаемых колебаний в соответствии с

20 фазовым сдвигом, обусловленным движением среды, и измеря!от эту частоту в момент компенсации как меру скорости.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что, с целью раздельного измерения скорости дви25 жения среды или скорости звука относительно среды, измеряют разность или сумму соответственно частот компенсации при встречном распространении акустически. . колебаний.