Устройство для измерения параметров поля скорости звука

 

Союз Советсыин

Социапистичесыин

Респубпиы

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 859830 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 07,12.79 (2l) 2847365/18-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (5))M. Кл.

Гкударствснньй квинтвт

CGCP

G 01 Н 3/10 (53) УДК 534.6!2. .5 (088.8) ас двлаи нзобрвтвннй и втнрытнй

Опубликовано 30. 08. 81. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 30.08.8!!

В. П. Шевцов и В.Т.Матецкий

/ (72) Авторы изобретения

I

Тихоокеанский океанологический институт Дальневосточного научного центра АН СССР (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ПОЛЯ СКОРОСТИ ЗВУКА

Изобретение относится к виброакус. тическим измеретмям, в частности к устройствам для измерения параметров звука в жидкой среде и атмос— фере и может быть использовано для определения градиента скорости звука при гидрологических и метеорологических работах.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения параметров поля скорости звука, содержащее последовательно соедиенные генератор, акустическую базу, состоящую из излучателя и приемника, и блок выделения !

5 информации

Недостаток указанного устройства состоит в том что он не может быть использован для прямого измерения

2D градиента скорости звука, а при косвенном определении, заключающемся в измерении скорости звука в разли тных токах расположения акустической базы измерителя и последующем вычисле нии градиента, как отношение разности скорости звука в этих точках к расстоянию между ними, измерение градиента является длительным процессом.

Цель изобретения — уменьшение вре— мени измерения градиента скорости звука.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения параметров звука акустическая база снабжена плоскопараллельной пластиной,акустические свойства которой и среды различны, и установленной между излучателями и приемником, а последний подключен к выходу акустической базы.

На чертеже представлена блок-схема устройствй.

Устройство для измерения параметров поля скорости звука содержит последовательно соединенные генератор

1, акустическую базу 2, состоящую

859830

30 из излучателя 3 и приемника 4 акустических колебаний, блок 5 выделения информации, плоскопараллельную пластину 6, акустические свойства которой и среды различны, и установленную между излучателем 3 и приемником 4 а последний подключен к выходу акусти ческой базы 2, входящие в блок 5 выделения информации последовательно соединенные усилитель 7, амплитудный детектор 8, дифференциальный .Усилитель 9,ко второму входу которого подключен источник 10 опорного сигнала.

Устройство работает следующим образом.

Электрический сигнал фиксированной частоты с выхода генератора 1 поступает на .излучатель 3 и в виде пучка ультразвуковых колебаний, ограниченного диаграммой направленности излучателя,.распространяется в исследуемой среде. Пройдя плоскопараллельную пластину 6, колебания попада ют на приемник 4 акустических колебаний. Если поле скорости звука в среде обладает пространственной изменчивостью с некоторым градиентом, то пучок ультразвукового излучения отклоняется от своего первоначального направления на угол, величина которого пропорциональна проекции градиента, перпендикулярной к направлению излучения. Так как коэффициент передачи плоскопараллельной пластины 6 на фиксированной частоте зависит от угла прихода ультразвуковых колебаний, то следовательно, амплитуда прошедшего через нее сигнала зависит от величины градиента скорости звука в среде. В приемнике 4 ультразвуковой сигнал преобразуется в электри40 ческий,.усиливается усилителем 7 и подается на амплитудный детектор

8, с выхода которого поступает на один из входов дифференциального усилителя 9. На второй вход этого усилителя подается опорный сигнал от источника 10 ° Уровень опорного сигна ла выбирается таким, что в однородной среде, т.е. если нет изменения поля скорости звука, сигнал на выходе устройства отсутствует,а в неоднородной среде знак и уровень выход" ного сигнала определяют соответственно направление и величину градиента скорости звука, 55 ф

При работе, в зависимости от исследуемой среды, необходимая чувствительность устройства достигается подбором плоскопараллельной пластины которая выполняется иэ материала с акустическими свойствами, существенно отличающимися от свойств исследуемой среды, например, из стали при измерении градиента поля скорости звука в водной среде.

Предлагаемое устройство для изме" рения поля скорости звука в виду того, что акустическая база снабжена плоскопараллельной пластиной с акустическими свойствами, существенно отличающимися от свойств исследуемой среды, позволяет непосредственно производить прямые измерения градиента скорости звука в жидкой среде или атмосфере при гидрологических геофизических или метеорологических работах. Устройство повышает разрешающую пространственную способность измерения, а эа счет уменьшения влияния флуктуации скорости звука, которая автоматически осредняется по измеряемому обьему среды, повышается точность измерения.

Формула изобретения

Устройство для измерения параметров поля скорости звука, содержащее последовательно соединенные генератор, акустическую базу, состоящую из излучателя и приемника акустических колебаний, и блок выделения информации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения времени измерения градиента скорости звука, акустическая база снабжена плоскопараллельной пластиной, акустические свойства которой и среды различны, и установленной между излучателем и приемником, а последний подключен к выходу акустической базы.

Источники и нформации, принятые во внимание при экспертизе

Гидрофизические и гидрооптические исследования в Атлантическом и Тихом океанах. Сборник статей. М., "Наука", 1974,. с. 20-25 (прототип) .

Г

Составитель А.Шман

РедактоР Е.Лтииикоаа текред Ж.Каотеиеаич Корректор Л.Иааи

Заказ 7533/62 Тираж 484 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Il3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 .I

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