Устройство для измерения коэффициента звукопоглощения Советский патент 1984 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано для измерения коэффициен та звукопоглощения в гидрофизичес- ких исследованиях. Известно устройство для измерения коэффициента звукопоглощения, содержащее соединенные последовател но частотомер, генератор;Непрерывных колебаний, усилитель и акустический преобразователь, регистратор ij . Недостатком устройства является малая автоматизация измерений, обус ловленная выполнением измерений в одном эксперименте на фиксированной частоте генератора. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения коэффициен та звукопоглощения, содержащее соединенные последовательно генератор качающейся частоты и усилитель обра ной связи, приемник звука, подключенный к входу усилителя обратной связи, излучатель звука и регистратор с частотно-зависимой разверткой входы которых соединены Zj , Недостатками известного устройства являются малая чувствительность и точность измерений, а также высокая трудоемкость обработки получаемой информации, обусловленные неравномерностью амплитудно-частотных характеристик излучателя и прие ника звука. Цель изобретения - повышение чувствительности, точности и производительности измерений за счет выравнивания амплитудно-частотной характеристики замкнутой автоциркуляционной цепи, расширения частотно го диапазона измерений и автоматизации процесса обработки данных. Поставленная цель достигается тем, что для измерения коэффициента звукопоглощения, содержащее соединенные последовательно генератор качающейся частоты и усилитель обра ной связи, приемник звука, подключенный к входу усилителя обратной связи, излзгчатель звука и регистратор с частотно-зависимой развертки входы которых соединены, снабжено, эквалайзером, включенным между усилителем обратной связи и излучателем звука, соединенными последовательно первым коммутирующим блоком генератором опорного напряжения. 42 дифференциальным усилителем, вторым коммутирующим блоком, аналого-цифровым преобразователем, микро-ЭВМ и цифропечатающим блоком, амплитудным селектором, включенным между вторым выходом первого коммутирующего блока и вторым входом дифференциального усилителя, второй выход амплитудного селектора соединен с вторым входом второго коммутирующего блока, выходы регистратора с частотно-зависимой разверткой соединены соответственно с входом первого коммутирующего блока и третьим вхо- дом второго коммутирующего блока. На чертеже представлено устройство для измерения коэффициента звукопоглощения, содержащее соединенные последовательно генератор 1 качающейся частоты и усилитель 2 обратной связи, приемник 3 звука, подклю- ченный к входу усилителя 2 обратной связИд излучатель 4 звука и регистратор 5 с частотно-зависимой разверт- кой, входы которых соединены. Приемник 3 звука и излучатель 4 звука расположены на расстоянии L. Устройство снабжено также эквалайзером 6, включенным между усилителем 2 обратной связи и излучателем- 4 звука, соединенными последовательно первым коммутирующим блоком 7, генератором 8 опорного напряжения, дифференциальным усилителем 9-, вторым коммутирую щим блоком 10, аналого-цифровым пре-гобразователем 11, микро-ЭВМ 12 и цифропечатающим блоком 13, -амплитудным селектором 14, включенным между вторым выходом первого коммутирующего блока 7 и вторым входом-дифференциально го усилителя 9, второй выход амплитудного селектора 14 соединен с вторым входом второго коммутирующего блока 10, выходы регистратора 5 с частотно-зависимой разверткой соединень соответственно с входом первого коммутирующего блока 7 и с третьим входом второго коммутирующе-. го блока 10. ; Устройство для измерения коэффициента звукопоглощения работает следующим образом. Генератор 1 качающейся частоты подает непрерывный ряд частот малой амплитуды на вход усилителя 2 обратной связи. Так как усилитель 2 обратной связи включен электрически последовательно с эквалайзером 6, излучателем 4 звука и приемником 3 звука, на выходе усилителя 2 обратной связи формируется ряд последова тельных амплитудных пиков на рабочих частотах fj,, для которых выполняется баланс фаз. Назначение эквалайзера 6 состоит в том, чтобы выравнять амплитудно-частотную характеристику автоциркуляционной цепи акустической положительной обратной связи и привести уровни амплитудных пиков на рабочих частотах f к максимальным значениям U, которые определяются калибровкой в эталонной жидкости, например, в дис тиллированной воде. При измерениях в исследуемой среде амплитудные пики изменяются, но в разной степени на различных частотах. Поглощение звука определяется по изменению амплитуд пиков в исследуемой среде и относительно, реперного уровня UQ, установленного калибровкой в эталонной жидкости. При проведении калибровки устрой ства в эталонной жидкости первый ко мутирующий блок 7 переключается в р жим Калибровка и сигнал, снимав мый с усилителя 2 обратной связи эквалайзером 6 на всех частотах рабочего диапазона, приводится к одному эталлоному уровню, соответствующему максимальному коэффициенту передачи автоциркуляционной цепи. Затем эталонный сигнал, преоб разованный эквалайзером 6, снимается с регистратора 5 с частотнозависимой разверткой и подается на генератор 8 опорного напряжения. Генератор 8 опорного напряжения вырабатывает напряжение положительной полярности с уровнем амплитуды U, которое поступает на один из входов дифференциального усилителя 9. При работе в исследуемой среде первый коммутирующий блок 7 переключается в положение Работа и амплитудные пики с регистратора 5 с частотно-зависимой развертксий подаются на амплитудный селектор 14. Амплитудшлй , селектор 14 выделяет амплитуды пиков и, получаемые в исследуемых средах и подает их на инвертируемьтй вход дифференциального усилителя 9. Одновременно с выделением амплитуд пиков амплитудный селектор 14 вырабатывает запускающие импульсы положительной полярности, которые подаются на второй вход второго коммутирующего блока 10. После поступления запускающего импульса с амплитудного селектора 14 второй коммутирующий блок 10 открывает первый и третий входы и пропускает выбросы разностных напряжений /VU UQ-Uy, с дифференциального усилителя 9 и соответствующие им напряжения частоты f от регистратора 5 с частотно-зависимой разверткой на входы аналого-цифрового преоб разователя 11. Дпя окончательного получения значений коэффициентов звукопоглощения на частотах аналого-цифровой преобразователь 11 определяет цифровые значения 4U и ff и подает их на вход микро-ЭВМ 12, которая по заданной программе обрабатывает получаемую информацию в реальном масштабе времени. В итоге цифровые значения коэффициентов звукопоглощения поступают на цифропечатающий блок 13 и текущие значения их по частоте автоматически регистрируются в виде таблицы. Предлагаемое устройство позволяет повысить точность, чувствительность и производительность измерений за счет применения эквалайзера и блоков, автоматизирующихпроцесс измерения.

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЗВУКОПОГЛаЦЕНИЯ, содержащее соединенные последовательно генератор качающейся частоты и усилитель обратной связи приемник звука, подключенный к входу усилителя обратной связи, излучатель звука и регистратор с частотной-зависимой развертки, входы которых, соединены, .отличающееся тем, что. с целью повышения чувствительности, точности и производительности, оно снабжено эквалайзером, включенным между усилителем обратной связи и излучателем звука, соединенными последовательно первым коммутирующим блоком, генератором опорного напряжения, дифференциальным усилителем, вторым коммутирующим блоком, аналого-цифровым преобразователем, микро-ЭВМ и цифропечатающим блоком, амплитудным селектором, включенным между вторым выходом первого коммутирующего блока и вторым входом дифференциального усилителя, второй выход амплитудного селектора соеди9 нен с вторым входом второго комму- тирунщего блока, выходы регистрато- pa с частотно-зависимой разверткой соединены соответственно с входом первого коммутирующего блока и с третьим входом второго коммутируюгщего блока. СО ;о 4