СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА СТОЯЧЕЙ ВОЛНЫ В АКУСТИЧЕСКИХ ПОЛЯХ
Заявлено 20 ноября 1961 г. за № 752068/26-9 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Опублпиковано в «Бюллетене изобретений Л9 17 за 1962 г.
Известны способы измерения коэффициента стоячей волны в акустических пoлЯvX:, определяемые как отношение напряжений приемника в узлах и пучностях волны. Для осуществления этих способов необходимо применение приемников акустических колебаний с диаграммами, форма которых учитывается при определении коэффициента стоячей волны (КСВ).:
Описываемый способ отличается от известных тем, что позволяет производить измерения КСВ с помощью 1приемник1а, диаграмма направленности Которого имеет произвольную форму. Это достигается тем, что напряжения на выходе приемника в узлах и пучностях волны измеряются при ориентации приемника под некоторым углом к направлению прямой волны таким образом, чтобы напряжения на его выходе от прямой и обратной волн (то есть при повороте приемника на 180° относительно первоначального положения были бы равны).
Описываемый способ позволяет повысить точность измерений КСВ в акустических системах и может использоваться в метрологических измерениях, где величина КСВ имеет существенное значение для точности градуировки приборов.
В системе координат, в которой ось X совпадает с направлением распространения волн, вводится жестко связанная с приемником система отсчета углов поворота приемника относительно оси X, и за начало отсчета углов ф принимается какое-то определенное направление, для которого считают угол ф 0. Если приемник установлен так, чтобы направление, обозначенное углом Ф, совпадало с направлением оси -f/то в направлении - X идет волна от излучателя с амплитудой ь а в направлении + Х - от излучателя с амплитудой |2- Роль излучателя практически почти всегда выполняет отражатель.
№ 149815- 2 Сигнал на входе приемника выражается уравнением:
,|ie- + 2i2e- (1)
где: V -напрял ение на выходе приемника;
Е - чувствительность приемника по полю в направлении - X;
EZ-чувствительность приемника по полю в направлении +Х; k - волновое число.
При неизвестных EI и Е КСВ в общем случае определять по выходным напряжениям приемника нельзя.
При повороте приемника относительно направления прихода волны от излучателя с амплитудой §2 на 180° напряжение на входе приемника выражается уравнением:
l/ 2SJe + (2)
где К - напряжение на выходе приемника, ориентированного по отношению к оси X под углом (p-f л.
Если подобрана такая ориентация приемника относительно направления прихода волны от излучателя, при которой:
то при подстановке в выражение 3 уравнений 1 и 2 получается:
Максимальное напряжение 1/, на выходе приемника выражается в виде уравнения:
а минимальное напряжение -
Если записать зависимости 5 и б в виде:
и разделить одно на другое, то получается, что:
т. е. отношение -ту- равно КСВ.
Таким образом, для определения КСВ следует выбрать угол ф поворота приемника так, чтобы при ориентациях приемника в направлении приема волны от излучателя и в направлении приема отраженной волны (т. е. 1при повороте на 180°) выходные напряжения были равными; измерить при выбранной ориентации максимальное и минимальное выходное напряжение приемника и вычислить КСВ.
Предмет изобретения
Способ измерения коэффициента стоячей волны в акустических полях, определяемого как отношение напряж-ений приемника в узлах и пучностях волны, отличающийся тем, что, с целью возможности
.(3)
EI .
,,(4)
y2 .(5)
1.,(11-ьЫ;
K2 ()
Уг
Г / 1/а - ;2
использования приемника с произвольной диаграммой направленности напряжения на выходе приемника в узлах и пучностях волны измеряются при ориентации приемника под некоторым углом к направлению прямой волны таким образом, чтобы напряжения на его выходе от -прямой волны и обратной, т. е. при повороте приемника на 180° относительно -первоначального положения, были бы равны.
- 3 -№ 149815
Составитель описания Н. П. Артамонов
