Способ измерения коэффициента отражения нормальных волн Советский патент 1987 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано для измерения коэффициента отражения звуковых волн от неод- нородностей морской воды и мягких пород морского дна (ил, necoKj глина и их смеси).

Целью изобретения является повышение точности измерения -за счет устранения влияния пространственного расположения точек возбуждения и приема.

На чертеже представлено устройство для реализации способа измерения коэффициента отражения нормальных волн.

Устройство содержит два обтекателя 1, внутри которых расположены датчики давления 2 и колебательной скорости 3, корпус 4, аппаратурный отсек 5, датчик 6 пространственной ориентации, груз 7, устройство 8,/ обеспечивающее отсоединение груза 7 от основного корпуса судна, перегородку 9 и датчик 10 температуры.

Обтекатели 1 предназначены для предохранения датчиков 2 и 3 от механических повреждений, уменьшения помех. Одновременно они должны обеспечивать надежный акустический контакт датчиков 2 и 3 со средой. Корпус 4 является силовой частью опускаемого устройства и разделен перегородкой 9 на две части, одна из которых заглубляется в исследуемую среду. Глубина заглубления ограничивается перегородкой. По своей конструкции корпус представляет собой тело вращения.

Аппаратурный отсек 5 представляет собой герметичную пустотелую сферу, внутри которой располагают аппаратуру усиления, фильтрации и регистрации . Датчик 6 пространственной ориентации предназначен для измерения глубины положения устройства и его положения относительно вертикальной и горизонтальных плоскостей.

Груз 7 предназначен для обеспе- ,чения погружения устройства с заданной скоростью. Само устройство без груза должно обладать положительной плавучестью. Устройство 8 отсоединения груза должно срабатывать либо по команде судна-носителя, либо по завершению программы работ, либо по истощению энергети геских ресурсов.

Способ измерения коэффициента отражения нормальных волн осуществляется следующим образом.

Сначала устанавливают устройство

в заданную точку. При необходимости измерения коэффициента отражения от дна скорость погружения аппарата выбирается такой, чтобы обеспечить проникновение нижней части корпуса 4 в

грунт. Тогда под действием груза 7 и веса, аппарата нижний обтекатель 1 с расположенными в нем датчиками давления 2 и колебательной скорости 3 располагается по одну сторону границы раздела сред в волноводе, а верхний обтекатель 1 с датчиками 2 и 3 - по другую сторону этой границы. В случае измерения коэффициента отражения от неоднородностей груз 7 подбирается так,, чтобы обеспечить нейтральную плавучесть опускаемого аппарата на заданной глубине, величину которой фиксирует датчик 6 пространственной ориентации. С помощью датчиков давл€;ния 2 и колебательной скорости 3 измеряют давление Р и вертикальную составляющую колебательной скорости у в грунте и давление Ра и вертикальную составляющую колебательной скорости V в воде. Причем

давление и колебательную скорость измеряют на непрерывной горизонтальной трассе радиального движения излучателя относительно приемной системы в диапазоне горизонтальных

расстояний г 6 О, Го .Затем к функциям р., V , i 1,2 применяется усеченное интегральное преобразование Фурье-Бесселя

о

P,-(f) JP;(r) 1о(гяг) rdr,,2, о TO

,-m(m) Jv.Cr) I,(,r) rdr,

о i - 1j2j m 1,2,.,.N.

После чего определяется коэффи- циент отражения нужной нормальной

5

волны при значении

je

соответствующем Е-й нормальной волне

К.„

iin т

т

7 +7

/1т 2т

т .

2,.„

V im

im

импедансы сред.

1 m N

1,2i

1.2,...,N; число мод.

Формула изобретения

1. Способ измерения коэффициента отражения нормальных врлн, заключающийся в том, что в волноводе возбуждают звуковые волны, принимают их в дйух точках, фиксированное расстояние между которыми устанавливают меньше половины наименьшей длины волны, измеряют расстояние между точками возбуждения и приема, выделяют нормальные волны и измеряют их пара- .метры, отличающийся ;тем, что, с целью повышения точности измерения, одновременно измеряют звуковые давления Р и Р и колеба

тельные скорости V j двух- точках по разные стороны границы раздела сред при перемещении излучателя вдоль волновода горизонтальной плоскости, а коэффициенты отражения нормальных волн определяют по формуле

где

импедан 2т

2Ш сы сред; m 1,2,3,... - номер моды.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что минимальное расстояние между точками излучения выбирают не менее максимального пространственного периода интерференции звукового поля в плоскости, параллельной оси волновода.

Составитель Г. Федоров Редактор И. Шулла Техред Л.Олийнык Корректор В.Бутяга

Заказ 2355/47 Тираж 776Подписное

ВНРШПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Ра тиская наб., д. 4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к акустическим измерениям. Целью изобретения является повьшение точности измерения за счет устранения влияния пространственного расположения точек возбуждения и приема. В исследуемом волноводе возбуждают последовательно звуковые волны в нескольких точках, расположенных в плоскости параллельной оси волновода и друг от дру- . га на расстоянии не менее максимального пространственного периода интерференции звукового поля в плоскости. Принимают эти упругие волны в двух точках, расположенных с двух сторон границь раздела фаз и на расстоянии меньше половины наименьшей длины, волны. В каждом случае измеряют звуковые давления Р и Р и колебательные скорости V и V для каждой моды нормальных волн и коэффициент отражения нормальных волн определяют по расчетной формуле, 1 3.п. ф-лы, 1 ил. (Л О1 00 со