Способ определения модуля коэффициента отражения звуковой волны от подводного грунта Советский патент 1991 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к гидроакустическим измерениям и может быть использовано для определения модуля коэффициента отражения звуковой волны от подводного грунта.

Целью изобретения является повышение точности определения модуля коэффициента отражения в области низких звуковых частот.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит излучающий тракт в виде последовательно соединенных генератора 1 синусоидальных сигналов, усилителя 2 мощности, излучателя 3 и частотомера 4 и приемный тракт в виде гидрофона 5, приемника 6 градиента давления с косинусной диаграммой направленности, ориентированного вертикально, интегратора 7, масштабного множителя 8, последовательно включенные после гидрофона 5 и приемника 6 градиента давления усилители 9 и 10 низкой частоты, соединенные с узко- полосными фильтрами 11 и 12, блок 13 вычитания, сумматор 14, два детектора 15 и 16 и вычислительный блок 17.

Способ осуществля ют следующим образом.

В аодном слое, высота верхней границы которого меньше четверти длины звуковой волны, с помощью излучателя 3 возбуждают звуковое поле в исследуемом диапазоне частот. Акустические волны от излучателя 3

о ю

ел о

принимаются гидрофоном 5 и приемником 6 градиента давления с последовательно включенными после него интегратором 7 и масштабным множителем 8, где преобразуются в электрические сигналы, которые через соответственно усилители 9 и 10 низкой частоты, третьеоктавные фитьтры 11 и 12 поступают на входы блока 13 вычитания и сумматор 14. При этом прием суммарного звукового сигнала производят в точках водного слоя, где наблюдаются первые, считая от дна, максимум и минимум интерференционной картины звукового поля давления и вертикальной составляющей колебательной скорости, регистрируют в точках первых экстремумов каждой из интерференционной картины величину звукового поля и выражают ее в единицах плоской звуковой волны. В устройстве предусмотрено перемещение приемной системы, содержащее гидрофон 5 и приемник 6 градиента давления, по глубине водного слоя посредством подъемного устройства (не показано).

Если на зависимости звукового давления Р от глубины вблизи дна первый экстремум является минимумом, а на зависимости вертикальной составляющей колебательной скорости V2 соответственно максимумом, то Вмакс K-Vz, Вмин Р. Если на зависимости звукового давления Р от глубины вблизи дна первый экстремум является максимумом, а на зависимости вертикальной составляющей колебательной СКОРОСТИ Vz соответственно минимумом, то Вмакс Р. Вмин К Vz, где К - масштабный множитель. Сигнал на выходе блока вычитания пропорционален величине Вмакс- Вмин. а на выходе сумматора Вмакс + Вмин. После детектирования этих сигналов в детекторах 15 и 16 в

вычислительном блоке 17 вычисляют отношение этих величин, которое и определяет модуль коэффициента отражения. При этом коэффициенты отражения звуковой волны от грунта определяют по формуле

IDI ID I

I W I - ОМЭКС II ОМИН I

I Вмакс I f I Вмин I

Формула изобретения Способ определения модуля коэффициента отражения звуковой волны or подводного грунта, заключающийся в том, что излучают звуковую волну в направлении поверхности исследуемого подводного грунта, принимают звуковую волну с помощью акустического приемника, перемещают приемник по вертикали от грунта до точки, в которой звуковое давление имеет экстремальное значение, и с учетом экстремального значения звукового давления

определяют модуль коэффициента отражения звуковой волны от подводного грунта, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения модуля коэффициента отражения в области низких

звуковых частот, дополнительно измеряют в этой точке вертикальную составляющую колебательной скорости Vz, а коэффициент отражения звуковой волны от грунта определяют по формуле

| / | I Вмакс I - Вмин I

I V I -f-gi . i о г 1

I Вмакс I г I о мин I

где Вмакс К V2, Вмин Р. если в экспериментальной точке значение V2 вертикально составляющей колебательной скорости максимально;

Вмакс Р, Вмин К Vz, если в экспериментальной точке значение Р звукового давления максимально;

К - масштабный множитель.

Изобретение относится к гидроакустическим измерениям и может быть использо- вано для определения модуля коэффициента отражения звуковой волны от грунта. Целью изобретения является повышение точности определения модуля коэффициента отражения в области низких звуковых частот. Сущность изобретения заключается в том, что при возбуждении звукового поля в водном слое в иссдедуемом диапазоне частот прием суммарного звукового сигнала производят в точках водного слоя, где наблюдаются первые, считая от дна, максимум и минимум интерференционной картины звукового поля давления и вертикальной составляющей колебательной скорости, регистрируют в точках первых экстремумов каждой из интерференционных картин величину звукового поля, выражают ее в единицах плоской звуковой волны, а модуль коэффициента отражения звуковой волны от подводного грунта определяют соотношением разности и суммы модулей максимального и минимального значений из двух ближайших к дну экстремальных значений звукового поля. 1 ил. со с