Устройство для акустических измерений

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 782176 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15.03.79 (21) 2738559/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

Н 04 R 1/20

Государстнеииый комитет

СССР (53) УДК 534.86 (088.8) Опубликовано 23.11.80. Бюллетень №43

Дата опубликования описания 28.11.80 по делам изобретеиий и открытий (72) Авторы изобретения

В. П. Гусев и А. И. Осиновский

Научно-исследовательский институт строительной фйзики .. «

Госстроя СССР (71) заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при акустических измерениях для защиты микрофонов от посторонних шумов, возникающих при обтекании микрофонов турбулентными потоками среды.

Известно устройство для акустических измерений в турбулентных потоках, состоящее из микрофона и ветрозащитного колпака (1).

Однако гидродинамические пульсации давления, возникающие при обтекании трубы устройства потоком среды, снижают точность акустических измерений.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для акустических измерений, содержащее микрофон, расположенный внутри трубы с отверстиями (2).

Недостаток этого устройства состоит в недостаточной высокой точности измерений, невозможности измерения скорости и расходе турбулентного потока.

Цель изобретения — повышение точности измерений с одновременным измерением скорости и расхода турбулентного потока.

Поставленная цель достигается за счет снабжения устройства перфорированной перегородкой, дополнительным микрофоном, дифференциальным усилителем и сумматором, причем в трубе выполнены две камеры, разделенные между собой в продольном направлении указанной перфорированной пе регородкой, отверстия в трубе выполнены с двух противоположных сторон по ее образующим, а микрофоны установлены в трубе вдоль ее продольной оси навстречу один другому и подключены одновременно к соответствующим входам сумматора и дифферен1О циального усилителя.

На чертеже изобраЖена схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из цилиндрической трубы 1, по обе стороны которой навстре15 чу друг другу установлены микрофоны 2 и 3.

С противоположных сторон трубы 1 по ее образующей выполнены отверстия 4. Труба разделена на камеры 5 и 6, отделенные друг от друга перегородкой 7 с отверстием (или отверстиями) 8. Микрофоны подключены к соединенным соответствующими входами сумматору 9 и дифференциальному усилителю 10.

Устройство работает следующим образом.

782176

Измеряемый турбулентный поток обтекает цилиндрическую трубу !, расположенную перпендикулярно его оси. Поток, ударяясь о цилиндрическую трубу 1, разбивается на две струи, которые обтекают ее с противоположных сторон. На образующей цилиндра начинается отрыв пограничного слоя. Затем пограничный слой поочередно с двух сторон сворачивается в вихри, которые срываясь с поверхности цилиндра, образуют за ним регулярную вихревую дорожку. Выходы отверстий 4 расположены в области отрыва пограничного слоя и обеспечивают стабилизацию процессов вихреобразования. Когда с левой стороны цилиндрической трубы 1 начинается отрыв пограничного слоя, который затем сворачивается в вихревую формацию, то скорость с этой стороны трубки меньше, чем с правой, а давление больше. Поэтому разность давлений вызывает переток потока по отверстиям

4 через камеру 5, сквозное отверстие 8 в перегородке 7 и камеру 6 с левой стороны трубки на правую. В этом случае на правой стороне трубки начинается отрыв пограничного слоя и скорость потока с этой стороны становится. меньше, а давление больше, чем с левой стороны. Переток потока в этом случае происходит в обратном направлении по отверстиям 4, чере3 камеру 6, сквозное отверстие 8 в перегородке и камеру 5 с правой стороны трубки ы левую. В этом случае на левой стороне трубки начинается отрыв пограничного сло и процесс повторяется. Возникает знакопеременный переток потока, вызванный процессами вихреобразования при обтекании цилиндрической трубки 1. Частота перетс а среды пропорциональна скорости и рас:;оду потока.

Вихревые колебан >:, вызванные процессами вихреобразовапчя, воспринимаются микрофонами 2 и 3, p3=положенными в камерах 5 и 6 и отдел нным друг от друга перегородкой 7 и отверстием в ней 8. Вихревые колебания, воспринимаемые микрофоном 2, сдвинуты по фазе на 180 по сравнению с колебаниями, воспринимаемыми микрофоном 3. Акустические колебания приходят на микрофоны 2 и 3 синфазно. С выходов микрофонов 2 и 3 сигналы поступают на сумматор 9. Синфазные сигналы сумматор 9 складывает, а противофазные, обус4 ловленные вихревыми колебаниями, вычитает.

Синфазные сигналы, поступающие на дифференциальный усилитель 10, вычитаются, а вихревые колебания, сдвинутые по фазе на 180, складываются. На выходе дифференциального усилителя появляется сигнал, пропорциональный скорости и расходу потока.

В предлагаемом устройстве в связи с компенсацией вихревых колебаний, обусловленных движением потока, обтекающего в цилиндрическую трубку, происходит уменьшение шумов обтекания трубулентного потока, что повышает точность акустических измерений; одновременно измеряется скорость и расход потока, что позволяет уменьшить количество используемых измерительных приборов и сокращает время проведения измерений.

Формула изобретения

3О

Устройство для акустических измерений, содержащее микрофон, расположенный внутри трубы с отверстиями, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений с одновременным измерением скорости и расхода турбулентного потока, оно снабжено перфорированной перегородкой, дополнительным микрофоном, дифференциальным усилителем и сумматором, причем в трубе выполнены две камеры, разделенные между собой

36 в продольном направлении указанной перфорированной перегородкой, отверстия в трубе выполнены с двух противоположных сторон по ее образующим, а микрофоны установлены в трубе вдоль ее продольной оси

3S навстречу один другому и подключены одновременно к соответствующим входам сумматора и дифференциального усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кратный каталог «Приборы для анализа звука, вибраций и обработки данных».

Брюль и Кьер, ДК-2850, Нэрум, Дания, 1976, с. 10.

2. Авторское свидетельство СССР № 432692, кл. Н 04 R 1(20, 1972 (прото43 тип) .

782176

Составитель В. Мусаэлян

Редактор Н. Егорова Техред А. Войкас Корректор С. Illoìàê

Заказ 8169/74 Тираж 729 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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