Способ измерения коэффициента отражения звука от пластины и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к технической акустике и может найти применение при контроле качества перегородок и панелей.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет улучшения подавления падающей звуковой волны

На фиг. 1 представлена схема измерения коэффициента отражения звука от пластины; на фиг, 2 - устройство для проведения измерений.

Падающая звуковая волна 1 проходит первую и вторую группы измерительных точек 2 и падает на исследуемую пластину 3, установленную на штанге 4 Звуковая волна

создается излучателем 5 звука , а принимается приемной линейной антенной 6, состоящей из четного числа звукоприемников с

номерами 1, 2 N и соединенной через

линию 7 задержки, состоящую из N-1 звеньев и имеющую два выхода на противоположных концах, с двухканальным регистратором 8 амплитуд сигналов, например двухперьевым самописцем. Приемники с четными и нечетными номерами включены противофазно. что отмечено знаками плюс и минус. Время задержки каждого звена выбрано равным времени пробега звуковой волны между соседними приемниками.

о

CJ CJ

со ел о

Способ измерения коэффициента отражения звука от пластины осуществляется следующим образом.

С помощью излучателя 5 звука создают звуковую волну 1, которая нормально падает на исследуемую пластину 3. Звуковое давление в виде суммы падающей и отраженной волн регистрируется приемной линейной антенной 6 в первой и второй группах измерительных точек 2. Звуковые давления Р(Хт) в первой группе измерительных точек (Xm d2m, где d - расстояние между точками; m 1, 2,.... N/2), сдвинутые по фазе друг относительно друга на kd2m (где к - волновое число в среде), преобразуются в электрические напряжения U(Xm) Y P(Xm), где у - чувствительность акусто- электрического преобразователя, которые затем складываются. В результате образуется сумма, характеризующая прямое преобразование Фурье: N/2

U) у 2 (m - 1) exp(lkd2m).

m 1

Затем эти напряжения складываются, но фазы берутся с обратными знаками, и образуется сумма, характеризующая обратное преобразование Фурье: N/2

2 (m- 1)exp(-lkd2m).

m 1

Звуковые давления P(Xm) во второй группе измерительных точек преобразуются в электрические напряжения U(Xm), где Хт

d(2m - 1), m 1, 2N/2, задерживаются

на величины, соответствующие фазам kd(2m - 1), и образуются суммы 1)2 и 1М:

N/2

U2 у 2 Р d (2m -1) (2m - 1);

т 1 N/2

U4 у Ј (2m -1) exp{-lkd(2m - 1). m 1

Приемники приемной линейной антенны 6, расположенные в первой группе измерительных точек 2, в совокупности с линией 7 задержки образуют антенну бегущей волны с интервалом между приемниками, равным 2d. При регистрации сигнала на конце линии 7 задержки, соединенной с приемниками, наиболее удаленными от пластины 3, образуется характеристика направленности с главным максимумом, направленным в сторону пластины 3, На противоположном конце образуется характеристика направленности с главным максимумом, направленным в сторону излучателя 5 звука. Аналогичные характеристики образуются и для приемников, расположенных во второй группе измерительных точек 2 и образующих вторую антенну бегущей волны. Каждая из этих бегущих антенн в отдельности не в состоянии полностью подавить либо падающую, либо отраженную волну. Противофазные включения совместно с включением накрест соседних приемников дают возможность на левом конце линии 7 задержки сформировать сигнал I Ui -1)21, а на правом конце 111з - 1МI , т. е. операция, связанная

с вычитанием результатов прямых преобразований Фурье, полностью подавляет падающую волну, а для обратных преобразований - отраженную волну. Амплитуды напряжений на концах линии 7 задержки измеряются разными каналами регистратора 8 амплитуд сигналов. Коэффициент отражения определяется по формуле д Ui-U2l

20

IU3-U4I

Формула изобретения

1.Способ измерения коэффициента отражения звука от пластины, заключающийся в том, что исследуемую пластину

облучают звуковой волной, измеряют звуковые давления в группе точек, находящихся вблизи пластины на линии между излучателем и центром пластины и на равном расстоянии одна от другой, и с учетом измеренных

звуковых давлений определяют коэффициент отражения звука от пластины, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет улучшения подавления падающей звуковой волны, дополнительно измеряют звуковые давления во второй группе точек, расположенных между точками первой группы, выполняют с измеренными в первой и второй группах точек давлениями прямое и обратное дискретные

пространственные преобразования Фурье, а коэффициент отражения звука определяют по формуле

А |(Ui -U2)/(U3-IM) I. где Ui и Уз - соответственно результаты

прямого и обратного преобразований Фурье звуковых давлений в первой группе точек;

1)2 и Lfa - соответственно результаты прямого и обратного преобразований

Фурье звуковых давлений во второй группе точек.

2.Устройство для измерения коэффициента отражения звука от пластины, содержащее излучатель звука, линейную

приемную антенну в виде отдельных приемников, многозвенную линию задержки, звенья которой соединены с приемниками антенны, и регистратор уровня сигнала, к выходу которого подсоединена линия задержки, отличающееся тем, что линейная приемная антенна выполнена из четного количества приемников, соседние приемники антенны включены противофаз- но друг другу и выход каждого из приемников с нечетным номером соединен с входом звена линии задержки с номером на единицу больше, чем номер приемника, а выход

каждого из приемников с четным номером соединен с входом звена с номером на единицу меньше, чем номер приемника, линия задержки снабжена на противоположных концах двумя выходами, при этом регистратор выполнен двухканальным и выходы линии задержки соединены поканально с входами регистратора.

Изобретение относится к технической акустике и может найти применение при контроле качества перегородок и панелей. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет улучшения подавления падающей звуковой волны. Облучают исследуемую пластину падающей звуковой волной при нормальном падении волны. Вблизи пластины регистрируют мгновенные значения звуковых давлений (преобразованных в электрические напряжения). Такую регистрацию выполняют в первой группе равноотстоящих одна от другой точек с номерами m 1, 2N/2, где N общее число точек регистрации, которое должно быть четным. Точки находятся на отрезке прямой, соединяющей центр пластины с излучателем. При этом в реальном масштабе времени выполняютпрямое и обратное дискретные пространственные пре- образования Фурье от указанных напряжений Одновременно регистрируют мгновенные значения звуковых давлений (преобразованных в электрические напряжения) во второй группе точек, расположенных между точками первой группы и выполняют аналогичные преобразования. Коэффициент отражения звука определяют по формуле А I U1 - U2 I / I Уз - 1)4) I, где U i и Ua соответственно результаты прямого и обратного преобразований Фурье в первой группе точек: U2 и 1М - такие же результаты во второй группе точек 2 с. п. , 2 ил. (Л С

/77 //77 2

6 х о х о х о у

d

L

Редактор Н.Бобкова

Составитель Г.Федоров Техред М.Моргентал

(Риг./

Фиг. 2

Корректор Л.Патай