Способ фокусирования звуковых волн в среде

 

(72) Авторы изобретения

А.Г.Семенов, В.А.Кирдяшов, Б.С.Суриков и Ю.И.Громов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ФОКУСИРОВАНИЯ ЗВУКОВЫХ ВОЛН В СРЕДЕ

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при исследованиях излучения и приема звуковых волн в различных средах.

Известен способ фокусирования звуковых волн в среде, основанный на созда3 нии на пути распространения звуковых волн фокусируюшей области с акустически ми параметрами, отличными от параметров среды. Эта область представляет собой

1Ф акустически жесткое осесимметричное тело с криволинейной поверхностью - акустический рефлектор, отражающий падающие на него звуковые волны, так что они фокусируются на ось системы (33.

Недостатками этого способа являются высокие требования к качеству выполнения фокусируюшей области (форма и акустические параметры), а также невозможность регулирования параметров фокусирую О щей области.

Наиболее близким по своей технической сущности к описываемому является способ фокусирования звуковых волн в сре.

2 де, заключающийся B создании H& II H распространения звуковой волны фокусируюшей области с акустическими параметрами; отличными от параметров среды (23.

Недостаток способа состоит в невозможности регулирования акустических параметров фокусирующей области.

Цель изобретения — возможность регулирования акустических параметров фокусируюшей области.

Поставленная цель достигается за счет того, что производят сжатие вещества среды и испускают расширяющуюся струю вещества среды в направлении, противоположном направлению распространения звуковой волны, причем начальный диаметр испускаемой струи составляет 0,4-2 длины звуковой волны в среде, а скорость испускания составляет 0,1-0,9 скорости звука в среде.

Способ поясняется чертежем.

Вещество среды (например, воздух) сжимают, например, с помощью компрессора, и через сопло 1 испускают нывстро472 ных энергетических затратах ца пспускание струи.

Для оптимальной фокусировки звука необходимо обеспечить поперечные размеры фокусируюшей области в пределах от

10 до 50 длин волн звука в среде. Это соотношение выполняется, если начальный диаметр струи составляет 0,4-2,0 длины звуковой волны.

Использование изобретения позволит эффективно управлять процессом фокусирования и повышает надежность фокусирования. За счет этого улучшаются рабочие характеристики известных приемных и иэлучаюших систем.

Формула изобретения

Способ фок сирования звуковых волн в среде, заключаюшийся в создании на пути распространения звуковой волны фокусирующей области с акустическими параметрами, отличными от параметров среды, отличающийся тем,что,с целью воэможности регулирования акусти» ческих параметров фокусируюшей области, производят сжатие вещества среды и испускают расширяюшуюся струю вещества среды в направлении, щотивоположном направлению распространения звуковой волны, причем начальный диаметр испускаемой струи составляет 0,4.-2 длины звуковой волны в среде, а скорость испускания

0,1-0,9 скорости звука в среде.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Розенберг Л.Д. Звуковые фокусируюшие системы. М., Л., АН СССР, 1949., с. 25-44.

2. Каневский И.H. Фокусирование звуковых и ультразвуковых волн. M., "Наука, 1977, с. 228-284 (прототип).

3 714 чу падающим звуковьrv волнам с плоским фронтом 2 расширяюшуюся струю Й. Зву ковые волны, распространяясь против течения струи, переходят иэ областей с большей скоростью звука в области с меньшей скоростью звука. Это происходит в основ»

"ном за счет допплеровского уменьшения скорости распространении волн, вызванного увеличением скорости струи вверх по ее течению и в направлениях от пери- 10 ферии к оси струи, как показывают профили 4 и 5 скоростей. Кроме того, скорость звука дополнительно уменьшается в указанных направлениях вследствие уменьшения температуры вешества струи. 15

На пути распространении звуковых волн в среде создается фокусируюшая область, подобная звуковому каналу", с йеравномарным осесимметричным распределением скорости звука, причем ее минимум в каж-20 дом поперечном сечении находится на оси струи. При известном распределении сКо ростей вещества в расширяющейся струе фронты звуковых Ъолн, распространяющихся против течения струи, постепенно искривляются, принимая формы 2а и 26, таким образом, что осуществляется фокусировка звука на ось струи. При этом вследствие плавного изменения формы фронтов отсутствуют потери энергии на отражение от фокусирующей области., При изменении скорости истечения . струи от 0,1 до 0,9 скорости звука в среде изменяется минимальная скорость распространения звуковых волн в фокуси- З5 руюшей области в достаточно широких пределах — для воздуха от 0,9 до 0,2 скорости звука в среде. Такое регулирование обеспечивает фокусирование звука практически во всех случаях при умерен- 4О ЦНИИ11И Заказ 929

Тираж 428 Подп

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

2а