СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ В ДВИЖУЩЕЙСЯ СРЕДЕ Советский патент 1971 года по МПК G01H5/00 G01P5/24 

Изобретение относится к области акустического приборостроения и предназначено для определения параметров среды (температура, скорость движения и т. н.), влияющих на скорость распространения в ней звука.

Известные способы измерения скорости раснространения акустических колебаний в движущейся среде путем сравнения фаз сигналов излучателя и приемника пе обеспечивают достаточно высокой точности измерений и линейной зависимости измеряемой величины от искомого параметра.

По предлагаемому способу изменяют частоту излучаемых колебаний в соответствии с фазовым сдвигом, обусловленным движением среды, и измеряют эту частоту в момент комненсации как меру скорости.

Благодаря этому повышается точность и расширяется линейный диапазон измерений.

Кроме того, для раздельного измерения скорости движения среды или скорости звука относительно среды по предлагаемому способу измеряют разность или сумму соответственно частот комненсации нри встречном раснространении акустических колебаний.

Па чертеже представлена блок-схема устройства для нроведения измерений предлагаемым способом.

НИИ, приемника 3 акустических колебаний, блока 4 выделения разности фаз сигналов излучателя и приемника и блока 5 управления. Если среда неподвижна (скорость движения среды Vi 0), то при некоторой частоте /i генератора / сигналы, снимаемые с излучателя и приемника акустических колебаний, сдвинуты по фазе друг относительно друга на угол ср1, определяемьп запаздыванием сигнала в акустическом промежутке. Движению среды со скоростью Va будет соответствовать фазовый сдвиг cfo, причем разность фаз ср Ф2-ф1 однозначно зависит от изменения скорости расиростраиення акустических колебаи п , где С-вектор скорости относительно излучателя и приемника, V - вектор скорости движения среды.

В блоке 4 сравнивается фазовый сдвиг сигналов, снимаемых с излучателя и приемника, с некоторой опорной фазой фо, нанример, равной О или ГС.

Получаемая при этом разность фаз Дф Фо-Ф является сигналом рассогласования, который используют для унравления частотой генератора нзлучаемых колебаний.

При изменении частоты генератора 1 меняется и величина фазового сдвига ф сигналов излучателя и приемника. Процесс отработки нроисходит до тех иор, нока фазовый сдвиг ф не будет равен опорному, т. е. пока разность фаз Дер пе будет равна нулю при некоторой частоте /2Таким образом, фазовый сдвиг, возникаюПД1Й за счет движения среды, компенсируется фазовым сдвигом за счет изменения частоты генератора Af :f2-Гь причем Af K-S, где к - коэффицие гг нронорциональности, 5 - скорость распространения акустических колебаний относительно излучателя и приемника. Таким образом, частота управляемого генератора 1 линейно зависит от скорости распространения акустических колебаний S относнтельно ненодвижных излучателя и приемника. Поскольку S C+V, где С - скорость звука относительно среды, V-проекция вектора скорости движения среды на направление раснространения акустических колебаний, то из.меряемая частота F будет зависеть как от С, так и от V. В системе, где нанравления распространения потока и звука совнадают, частота генератора равна FI при встречиых направлениях / 2 расстояние между излучателем и приемником. Для того, чтобы раздельно определить скорость движения среды I/ или скорость звука относительно среды С измеряют соответствеино раз1иость FI-F или сумму F -{-Fч частот при встречном распространении акустических колебаний. Предмет изобретения 1.Способ измерения скорости раснространения акустических колебаний в движущейся среде путем сравнения фаз сигналов излучателя и приемника, отличающийся тем, что, с целью новышения точности и расширения линейвого дианазона измерений, изменяют частоту излучаемых колебаний в соответствии с фазовым сдвигом, обусловленным движением среды, и измеряют эту частоту в момент компенсации как меру скорости. 2.Снособ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью раздельного измерения скорости движения среды или скорости звука относительно среды, измеряют разность или сумму соответственно частот компенсации при встречном распространении акустических колебаний.