Акустический приемник Советский патент 1988 года по МПК G01H9/00 

//т/

Фиг.1

Изобретение относится к акустической технике и может быть использовано для обнаружения и регистрации параметров акустических волн.

Цель изобретения - повышение точности - достигается за счет снижения уровня помех путем сужения диаграммы направленности приемной акустической антенны.

На фиг. 1 приведена блок-схема акустического приемника; на фиг.2 - пе- ленгационные характеристики устройства.

Акустический приемник содержит измененную приемную мембрану 1, лазерный интерферометр 2, фотоприемник 3, усилитель 4, удвоитель 5 частоты, пьезокерамический стержень 6, дополнительную мембрану 7, дополнительный .лазерный: интерферометр 8, дополнительный фотоприемник 9 и дополнительный усилитель 10.

Устройство работает следующим образом. , При падении плоской акустической волны на поверхность приемных мембран 1 и 7 они начинают колебаться с фазовым сдвигом if , величина которого определяется углом аб падения аку-

стической волны и расстоянием d центрами мембран:

между

2 ir

fd- sinci

V.

(1)

36

где

зв

(f - частота акустической вол волны;

- скорость распространения волны в фазе. Колебания мембраны 1 приводят к изменению интенсивности оптического луча на выходе лазерного интерферометра 2, которое регистрируется с помощью фотоприемника 3, подключенного к усилителю 4. С вьрсода усилителя 4 сигнал подается на удвоитель 5 часто ты. Напряжение удвоенной частоты подается на металлизированные обкладки пьезокерамического стержня 6, который осуществляет синфазное переменное натяжение мембран 1 и 7. За счет переменного натяжения с удвоенной частотой осуществляется преобразование энергии колебаний в цепи обратной связи в поперечные колебания мембра ны 1 с частотой и фазой приходящей акустической волны.

.-

Коэффициент усиления колебаний мембраны 7 определяется фазовым сдвигом между поперечными колебаниями, возбуждаемыми цепью обратной связи и акустической волной. Результирующие колебания мембраны 7 регистрируются с помощью лазерного интерферометра 8, оптический сигнал на вькоде которого преобразуется в электрический с помощью фотоприемника 9 и усиливается усилителем 10. Направление на выходе устройства определяется как

Ub.. l .

2k„ cos

xZirdf sino6.

V

5B

-t(a

+ k.

(2)

где k

- коэффициент передачи петли обратной связи. Пёленгационная характеристика Ug,j((6) устройства (фиг.2) определяется коэффициентом положительной обратной связи k, а ширина (по углу) определяется нестабильностью устрой- ства. На фиг.2 приведены Ug, (i) для трех значений kq О (кривая 1); 0,7 (кривая 2), 095 (кривая 3).

5

0 j .

0

5

Формула изобретения

Акустический приемник, содержащий оптически связанные акустооптический датчик, лазерный интерферометр и фотоприемник, . подключенный к входу усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен удвоителем частоты, дополнительными лазерным интерферометром,фотоприемником и усилителем, причем акустооптический датчик выполнен в виде двух мембран, расположенных в одно плоскости, оптические оси интерферометров перпендикулярны этой плоскости и пьезокерамического стержня, на торцах которого закреплены одни из краев мембран, другие края которых жестко закреплены, выход усилителя через удвоитель частоты соединен с пьезокерамическим стержнем, одна из мембран оптически связана с дополнительным лазерным интерферометром и дополнительным фотоприемником, подключенным к входу дополнительного усилителя, другая мембрана оптически связана с лазерным интерферометром.

15 Ю

мм лГ

50 510 W 15 20 об Ф14г,2

Изобретение относится к акустической технике и может быть использовано для обнаружения и регистрации параметров акустических волн. Цель изобретения - повышение точности - достигается за счет снижения уровня об помех путем сужения диаграммы направленности приемной акустической антенны. При падении плоской акустической волны на поверхность мембран 1 и 7 в них возбуждаются колебания с фазовым сдвигом, определяемым углом ei падения волны. Сигнал от лазерного интерферометра 2 (мембрана 1 механически соединена с одним из зеркал интерферометра) поступает в цепь положительной обратной связи второго приемного устройства (образованного мембраной 7 и дополнительным интерферометром 8), которое и регистрирует сигнал, что позволяет сузить эффективную диаграмму направленности устройства. 2 ил. (Л 00 эо 00 :о Вымднои сигнал