Способ определения звукопрозрачности плоскопараллельных пластин Советский патент 1987 года по МПК G01N29/00 

11

Изобретение относится к технике акустических измерений и может использоваться Для определения акустических параметров пластин, перегородок, отражающих и поглощающих покрытий.

Цель изобретения - сокращение размеров исследуемых пластин и рас.- ширение диапазона углов падения звуковой волны на исследуемую пластину при исследовании ее звукопрозрачнос- ти.

На Чертеже приведена блок-схема устройства, реадизующего способ.

Устройство для реализации способа определения звукопрозрачности плоскопараллельных пластин 1 содержит вакуумную камеру 2, подсоединенный к последней вакуумный насос 3, смонтированные в вакуумной камере 2 концевые поглотители 4 механических колебаний, N возбудителей 5 механических колебаний, последовательно соединенные генератор 6 синусоидальных сигналов и многоканальную линию 7 задержки, вькоды которой подключены к сЬответствующим возбудителям 5 механических колебаний, N датчиков 8 давления, подключенную к выходам последних соответствующими входами втрую многоканальную линию 9 задержки и подключенный к выходам генератора 6 синусоидальных сигналов и второй многоканальной линии 9 задержки первый регистратор 10,первую группу из N датчиков 11 колебательной скорости подключенные к выходам последних последовательно соединенные третью мнгоканальную линию 12 задержки и третий регистратор 13 и вторую группу N датчиков 14 колебательной скорости и подключенные к вьрсодам последних последовательно соединенные четвертую многоканальную линию 15 задержки и четвертый регистратор 16. Вторые, входы третье о 13 и четвертого 16 регистраторов подключены к выходу генератора 6 синусоидального сигнала.

Способ реализуют следующим образом.

Исследуемую плоскопараллельную пластину 1 помещают в вакуумную камеру 2, из которой выкачивают возду с помощью вакуумного насоса 3. Ппас тину устанавливают между концевыми поглотителями 4 мехайических колебаний. С помощью возбудителей 5 механ

ческих колебаний возбуждают в исследуемой пластине 1 механические колебания в отдельных точках поверхности со сдвигом по фазе вдоль одного из заданных направлений поверхности (вдоль линии, по которой расположены возбудители 5). Такое возбуждение моделирует падение ультразвуковой волны на исследуемую пластину под неко- тор ым углом в , величина которого определяется величиной указанного сдвига по фазе сигналов возбуждения соседних возбудителей 5.

Напряжение питания на возбудители поступает с выхода генератора 6 синусоидальных колебаний частоты с через соответствующие каналы первой многоканальной линии 7 задержки. Сигналы с соседних отводов линии 7 задержки сдвинуты между собой на время

1; равное L --- sin©, где скорость звука в среде, для которой

определяется звукопрозрачность помещенной в нее пластины, задаваемые, угол падения волны на образец.

С помощью N датчиков 8 давления измеряют нормальные механические напряжения на возбуждаемой стороне пластины 1. Результаты измерения через вторую многоканальную линию 9 задержки поступают на второй регистратор 10. Таким образом, регистрируются амплитуда и фаза компоненты на- пряжения S CPofuj). При определении фазы за опорное напряжение берется сигнал от генератора 6 синусоидальны колебаний, поступающий на второй вход регистратора 10.

На обеих сторонах пластины с помощью первой и второй групп из N датчиков 11 и 14 колебательной скорости измеряют колебательные скорости. С помощью первой группы датчиков 11, третьей линии 12 задержки и третьего регистратора 13 измеряют компоненту колебательной скорости V , а с помощью второй группы датчиков 14, четвертой линии 15 задержки и четвертого регистратора 16 измеряют компоненту колебательной скорости V,.

Коэффициенты прохождения и отражения звуковой волны определяют из соотношений

Б (0, uJ) - Io-б . g

6-, + 7,(v,w,;T,ce,Vv, -V,)

(1)

9 с.))- g l - .-VjCt .-t.) .

6-,-b7,(u,u,,)K&.z,(u,4gr

(2)

Z PC

cos 9(3)5

де В (в,о)) и А(в,(-0) - соответственно

искомые коэффициенты прохож- д дения и отражения звуковой волны р,с и & - соответственно

плотность,ско- . рость звука и угол падения звуковой волны на пластину в среде, для ко- Q торой определяется эвукопро- зрачность пластины;

- компоненты ко- 25 лебательной скорости на противоположных сторонах исследуемой эп пластины;

6 - компоненты нормального напряжения на возбуждаемой стороне пластины, соответствующая падению плоской волны с частотой а) на пластину под углом б .

Изобретение обеспечивает возможость определения частотно-угловых ависимостей коэффициентов прохожде- ИН и отражения звука от пластин маых волновых размеров при больших глах падения.

35

40

Формула изобретения

Способ определения звукопрозрач- ности плоскопараллельных пластин, заключаняцийся в том, что в пластине возбзгждают механические колебания и принимают прошедшие через пластину акустические волны, отличающийся тем, что, с целью сокращения размеров исследуекаох пластин

414

и расширения диапазона углов падения звуковой волны на нсспедуемую пластину, последнюю помещают в вакуум,возбуждают на одной из ее поверхностей механические колебания с регулируемым сдвигом по фазе вдоль одного из заданных направлений поверхности, измеряют на обеих сторонах пластины колебательные скорости пластины и нормальные механические напряжения на возбужденной стороне пластины, о звукопрозрачности пластины судят по коэффициентам прохождения и отражения, -которые определяют из соотношений

B(0,aJ)

,Y.

()(,)

А(в,а)),-tf.)

(V,+ V)(V,-V.j)

2„-- fC/cose,

где B(Q,uJ),A(Q,u)) - соответственно,

искомые коэффициенты прохождения и отражения звуковой волны;

Р, с и(1- соответственно, плотность, ско рость звука и

угол падения звуковой волны на пластину в среде, для которой определяется звуко- прозрачность пластины;

V , V - компоненты колебательной ског рости на проти- , воположных сторонах исследуемой пластины; $ - компонента нормального напряжения на возбуждаемой стороне пластины, соответствующая падению плоской волны с частотой ti) на пластину под углом ® .

Изобретение относится к технике акустических измерений и может использоваться для определения акустических параметров пластин, перегородок, ооражающих и поглощающих покрытий. Целью изобретения является сокращение размеров испытуемых пластин и расширение диапазона углов падения звуковой волны на исследуемую пластину при определении ее звукопрозрач- ности. Исследуемую пластину помещают в вакуум, моделируют на падающую на нее под углом звуковую волну путем возбуждения на ее поверхности механических колебаний в N точках с регулируемым сдвигом по фазе, измеряют нормальные механические напряжения на возбужденной поверхности и колебательные скорости на обеих сторонах пластины. По измеренным величинам судят о коэффициентах прохождения и отражения звука для исследуемой пластины и ее звукопрозрачности. 1 ил. с S (Л с: ю со 00 05 4