Способ определения характеристик направленности приемников акустических волн

 

Л. Н. Захаров, А. Н. Ивавввков, В. В. Исаав в В:-Н; Нвввв (1

lt

Московский трижды ордена Ленина и ордена Октябрьской теволюцин и ордена Трудового Красного Зфме щ, автомобильный завод им. И. А. Лихачева (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК НАПРАВЛЕННОСТИ

ПРИЕМНИКОВ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к способу определения характеристик направленности приемников акустических волн, который может быть использован при акустических измерениях, в частности при излучении шумовых помех и вибраций внутри и вне автомобиля, в каком-либо помещении или при друтих аналогичных ситуацттях.

Известен способ определения акустических свойств закрытого объема, где измерительный сигнал после генерации и фильтрации подается на излучатель, установленный внутри указанного объема вместе с приемником, воспринимающим сигналы от излучателя (1).

Принятый сигнал интегрируется, задерживается и вычитается из основного сигнала, полученного до его подачи на линию задержки.

Регистрация окончательного результата проис. ходит после логарифмирования суммарного сигнала. Этот способ достаточно достоверен, но он уэкофункционален и позволяет иметь представление лишь о какой-то одной частоте.

Увеличение количества излучателей и прием-. ников звука, а также использование клапанной системы их работы,. т.е. работы в автоколебательном. режиме, когда работает та или иная пара излучатель-приемник, не только усложняет сам процесс определения акустических свойств среды, но и используемую при этом аппаратуру Р).

Это экономически нецелесообразно.

Прототипом изобретения следует считать способ определения характеристик направленности приемников акустических волн, основанный на вращении в акустическом поле на 360 вокруг оси одного или нескольких приемников с последующей регистрацией зависимости уровня выходного сигнала от угла поворота этих приемников (3).

Однако при-использовании такого способа точность проводимых измерений оказывается недостаточно высокой и, что самое основное, такие измерения нельзя практически проводить в инфранизкой области звуковых частот. А это сужает функциональное назначение способа.

870927

Цель изобретения . — повышение точности измерений и расширение частотного диапазона в инфранизкую область при наличии диффузной и интерференционной помех.

Цель достигается тем, что при использовании способа определения характеристик направленности приемников акустических волн, основанного на вращении в акустическом поле на 360 вокруг оси одного или нескольких приемников с последующей регистрацией зависимости уровня выходного сигнала от угла их поворота, производят одновременное измерение звукового давления и колебательной скорости с определением плотности потока акустической энергии в зависимости от утла поворота приемников акустических волн и на основании данной зависимости выявляют характеристику направленности исследуемых приемников, Дополнительно цель повышения точности. проводимых измерений в области инфранизких звуковых частот решается за счет того, что реактивную плотность акустической энергии определяют в ближнем поле источника шума или звука и по полученной угловой зависимости выявляют характеристику направленности приемников акустических волн, 10

20

При реализации описываемого изобретения следует учитывать, что в прототипе сам процесс реализации может быть осуществлен толь. ко в условиях одномерного звукового поля 50 и только тогда, когда размеры приемника акустической энергии на порядок или на два порядка (а в некоторых случаях и еще меньше) меньше длины стоячей звуковой волны.

В противном случае при вращении самого приемника возникнут изменения начальных условий измерений. Т,е.. прототип, равно как и аналоги принципиально непригодны для определения суммарных характеристик направленности приемников различных типов, а именно

40 как приемников звукового давления, так и приемников колебательной скорости. Причина — каждой пучности звукового давления будет соответствовать узел колебательной скорости. Что же касается частотного диапазона, 45 то известные способы и здесь ограничены по своим возможйостям в нижней части этого диапазона, так как размеры помещения должны быть такими, чтобы в нем укладывалось как минимум 2-3 длины волн. На частоте в 1 Гц это составит 1000 м. Само же помещение, даже предположив, что его можно построить для этих целей, необходимо тщатель. но прокалибровать и после этого ничего в него не вносить, что практически не реализуемо. При использовании же описываемого

55 изобретения в случае определения характеристик направленности приемника колебательной скорости сам приемник помешают чыбранном расстоянии и что важно — независимо в каком поле — в ближнем или в дальнем поле сосредоточенного источника звука. Сам же источник, и это также весьма важно, может быть расположен в обычном помещении, которое как и все помещения имеет стены, отражающие в какой-то степени звук. На геометрической оси вращения исследуемого приемника колебательной скорости неподвижно устанавливают приемник звукового давления.

Электрические сигналы с выхода исследуемого приемника и приемника звукового давления умножают и получают при вращении исследуемого приемника вокруг своей оси зависимость плотности потока акустической энергии от угла поворота исследуемого приемника. Нормируя эту зависимость на максимальное значение плотности потока акустической энергии получают возможность определять характеристику направленности исследуемого акустического приемника колебательной скорости.

Допустим, что в каком-либо конкретном случае оказывается необходимым определить диаграмму направленности приемника звукового давления в инфразвуковой области частот.

Тогда исследуемый приемник звукового давления помещают в ближнем поле источника, а на геометрической оси его вращения неподвижно устанавливают приемник колебательной скорости. Электрические сигналы с выхода исследуемого приемника и приемника колебательной скорости сдвигают на 90 относительно друт друга и умножают. При вращении исследуемого приемника вокруг своей оси получают зависимость реактивной плотности акустической энергии от угла поворота исследуемого приемника, по которой определяют характеристику направленности исследуемого приемника звукового давления.

Как можно видеть способ достаточно универсален и позволяет исследовать акустические поля при относительно малом количестве аппаратуры и практически вне зависимости or качества помещения, что удешевляет сам процесс измерения характеристик. Что же касается его конкретного использования, то в качестве примера можно указать на возможность исследования инфраэвукового поля в салоне автомашин любого класса, в том числе и высшего типа ЗИЛ.

Формула изобретения

1. Способ определения характеристик направленности приемников акустических волн, основанный на вращении в акустическом поле на 360 вокруг оси одного нли нескольких .приемников с последующей регистрацией зави870927 б проводимых измерений в области инфранизких звуковых частот, реактивную плотность акустической энергии определяют в ближнем поле источника шума или звука и по полученной

5 угловой зависимости выявляют характеристику т направленности приемников акустических волн.

Составитель В. Добровольский Техред A. Ач

Корректор О. Билак

Редактор Т. Кузнецова

Подписное

Тираж 705

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 8416/9

Филиал ППП ".Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 симости уровня выходного сигнала от угла их поворота, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения частотного диапазона в инфранизкую область в условиях наличия диффузной и интерференционной помех, производя одновременное измерение звукового давления и колебательной скорости с определением плотности потока акустической энергии в зависимости от угла поворота приемников акустиче 10 ких волн и на основании данной зависимости выявляют характеристику направленности исследуемых приемников акустических волн.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности

Источники информации„ принятые во внимание при экспе Ь юзе

1. Патент США Ма 3343627, кл. 181 — 5, 196 .

2. Патент Японии ла 389, кл. 111 А. 11, 1971

3. Авторское свидетельство СССР На 148825, кл. G 01 R 29/10, 1961 (прототип).