СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОНСТРУКЦИЙ В ЖИДКОСТИ Советский патент 1972 года по МПК G01N29/20 

Изобретение относится к области акустических измерений и может быть использовано при дефектоскопии различных конструкций.

Известные способы определения коэффициента отражения (способ сравнения с эталоном и способ стоячих волн) и определения коэффициента прохождения путем измерения звукового давления в точке поля с образцов и без него пригодны лишь для системы однородных плоскопараллельных слоев. Реверберационный способ измерения обеспечивает определение коэффициента поглощения для сложных конструкций, но лишь в диффузном звуковом поле.

Предлагаемый способ измерения акустических характеристик конструкций в жидкости отличается от известных тем, что звуковое давление измеряют в двух точках рассматриваемой поверхности, расстояние между которыми меньше половины длины волны, по их разности определяют нормальную к поверхности составляющую действующей колебательной скорости, измеряют разность фаз между давлением и составляющей скорости, затем вычисляют интенсивность акустических волн и по сумме последних, взятых по рассматриваемой поверхности, определяют звуковой поток, по величине и знаку которого судят о значениях определяемых коэффициентов.

Эти отличия позволяют одновременно измерить коэффициенты отражения поглощения и прохождения звука и повысить точность измерения этих параметров.

В основу предлагаемого способа измерения акустических характеристик заложен энергетический подход, состоящий в том, что поток звуковой энергии через замкнутую поверхность, охватывающую исследуемую конструкцию, пропорционален поглощенному потоку. Коэффициенты поглощения, отражения и прохождения пропорциональны также поглощенному потоку. Коэффициенты поглощения, отражения и прохождения пропорциональны

соответственно поглощенному, отраженному и прошедшему потокам.

Каждый звуковой поток определяется суммой интенсивностей акустических волн, взятых по рассматриваемой поверхности. В свою очередь, интенсивность акустических волн, взятых по рассматриваемой поверхности. В свою очередь, интенсивность акинетических волн я определяется путем измерения действующего значения Р, нормальной к поверхности составляющей действующей колебательной скорости Vn и разности фаз между давлением и составляющей скорости по формуле

Измерение интенсивности акустического потока производится с помощью двух ненаправленных приемников звука малых размеров, расположенных на расстоянии, значительно меньшем длины волны. Сигнал, снимаемый с одного приемника, пропорционален звуковому давлению, разность электрических сигналов двух приемников соответствует градиенту акустического давления в данном направлении. Градиент давления отличается от колебательной скорости сдвигом фазы на 90°. Поэтому для получения электрической величины, пропорциональной колебательной скорости, необходимо ввести сдвиг фазы градиента давления относительно давления на 90°.

На чертеже изображена блок-схема установки для осуществления способа.

Она состоит из приемников звукового давления / и 2; предварительных усилителей 3 и 4, устройства 5 для вычитания мгновенных значений сигналов, фазовращателя 6, производящего поворот фазы на 90°, селекторов электрических сигналов 9 и 10, фазометра 11, измеряющего сдвиг фаз между электрическими величинами, пропорциональными давлению и колебательной скорости, регистрирующих приборов 12 и 13, счетно-решающего устройства 14.

Оценка погрешности предлагаемого способа производится путем определения баланса энергии через замкнутую поверхность, содержащую непоглощающую конструкцию. Этот баланс должен быть равен нулю.

Предмет изобретения

Способ измерения акустических характеристик конструкций в жидкости путем исследования распространения звука в жидкости при наличии и отсутствии внутри нее исследуемой конструкции, отличающийся тем, что, с целью одновременного измерения коэффициентов отражения, поглощения и прохождения звука и повышения точности, измеряют звуковое давление в двух точках рассматриваемой поверхности, расстояние между которыми меньше половины длины волны, по их разности определяют нормальную к поверхности составляющую действующей колебательной скорости, измеряют разность фаз между давлением и составляющей скорости, затем вычисляют интенсивность акустических волн и по сумме последних, взятых по рассматриваемой поверхности, определяют звуковой поток, по величине и знаку которого судят о значениях определяемых коэффициентов.