Генератор инфразвуков Советский патент 1935 года по МПК B06B1/18 

Задача использования инфразвуковых колебании (т. е. упругих колебаний, происходящих с частотой, меньшей нижнего предела слышимости человеческим ухом) для целей связи представляет совершенно определенный практический интересу потому что дальности, осуществимь при передаче сигналов с помощью инфразвуков превышают, вследствие малости коэфициента поглощения звука отооГ п Д -ьнос™ . РИ использовании оешенм/ ° Однако, разрешение этой задачи встречает затоуднения в построении достаточно и мощного источника инфразвуков су хпотЛ источники (генераторьО, употребительные в электроакустике де весТа Г Г н-пригоднымииТи весьма неудобными, так как, наприм«-п звука-сиоена к7к ногти п . Р из У земой мощ мйл1;, ™ ничтожно малую эффективность. Колеблющаяся поршневая мембрана, которая моглТбь оыть осуществлена на электродинами г„:-. ТеГг.%Ге ; 1„й-г«™: ,;°;РРГ;--, духа Х 20 м, а для воды 100 м ДинТми ««« РУирование такого заТуднений. Р , Предлагаемое изобретение имеег целью применись s качестве конкретно технической модели генеоатора икфоа звуков абстрактную теоретическую Soдель, играющую известную роль в вопросах теоретической акустики,-„одель пульсирующей сферы („антенна нуле вого порядка). В электроакустике пульсирующая сфера, как таков-ая. не п рименялась в качестве технического прибора, так как надобности в таковой конструкции для обычного диапазона частот не было. Дня области же инфра частот применение такой, буквально пульсирующей сферы, как источник инфразвуков, может оказаться целесообразным. Основное преимущество источника заключается в том, что вследтвие полной симметрии колебательного роцесса отсутствуют явления обтекания 11сли имеется пульсирующая сфера зоыток давления на этой поверхности удет равен а (г}- (4 + 0 .ш« PWГНГ ТГ-. -ОУ fn - радиус сферы С скорость распространения звука в среце Р плотность средьн ы - частота; G) 27tf ш 2 : С 1волновое число 0 - амплитуда скорости t - время i /-1 - мнимая единица. Сопротивление излучению на единицу -поверхности будет Р(ГО) ).„. PC ГГЛ- S2 2 V-J 1 + К Г2 Первый член в выражении (2) представляет ваттное, второй реактивное сопротивление. Сопротивление излучению на всю поверхность 5 пульсирующей сферы удет ЛКГд Z Излучаемая мощность равна: &52 2-pejKz«2H52 р где Со- амплитуда на поверхности сферы. На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого, согласно, изобретению, генератора инфразвуков. Генератор состоит из насоса б (например, типа автомобильного) с глухим поршнем 5 (без клапанов), который может ходить в цилиндре с частотой 15- -20-30 раз в секунду. Насос соединен твердой трубкой 7 с резиновым шаро вым баллоном 8. При периодическом движении (см. чертеж) поршня 5 изменение давления в цилиндре вызывает пульсацию стенок баллона с частотой обращения поршня. Поршень приводится в движение при помощи системы шатунов 7, 2, 3, насаженных на вал двигателя, который дает соответственное число оборотов. Амплитуда колебания поршня (а также амплитуда пульсации баллона) меняется передвижением пальча, на котором насажен конец шатуна, по вырезу вала и закреплением его в любом месте выреза. Подбором соответствующей подвижной системы можно добиться случая сферы, пульсирующей гармонически. Предлагаемый генератор инфразвуков может быть использован как в воздухе, так и в воде, причем пространство внутри насоса и баллона должно быть заполнено газом (воздухо1ч) при атмосферном давлении. Для примерного подсчета излучаемой мощности принимается ориентировочно: Го 10 герц; ,5 10 см1сек (пульсирующая сфера помещена в воду). Воспользовавшись формулой (4), имеем приблизительно: .CGS ватт. При амплитуде инфразвуков и см (сравнительно очень небольшая величина) излучаемая звуковая мощность будет 4ватта. Вопрос о подводимой мощности и коэфициенте полезного действия может быть точно решен лишь для вполне определенных данных установки. Особое значение имеет трение поршня в цилиндре и, соответственно, разогревание цилиндра, которое можно учесть лишь при данной конструкции поршня и цилиндра. Не представляет, однако, сомнения (и к этому приводит ориентировочный подсчет), что коэфициент полезного действия при самом случайном подборе деталей не менее нескольких процентов и может быть значительно увеличен. Для получения амплитуд порядка 5см, как подсказывает ориентировочный подсчет, нужен двигатель ва 1-1,5 киловатт. При этом излучаемая звуковая мощность 100 ватт. При конструировании инфра-акустического излучателя необходимо принять во внимание требование минимального занимаемого объема трубы, соединений и неиспользованного объема воздуха в цилиндре для увеличения амплитуды колебания. Сферический излучатель в единственном числе не создает направленности для звука. Однако, в большинстве практических случаев было Ъы важно получить направленность. Этого можно достигнуть употреблением нескольких пульсирующих сфер, отнесенных на определенном расстоянии друг от друга, согласно требованиям теории линейных и прочих баз, хорошо известной в акустике и возбуждаемых или независимо несколькими двигателями (синхронизм между коими достигнут) или путем трубопроводов от одного поршня (последнее представляет больше неудобств). Описанный генератор инфразвуков может служить для целей секретной связи на инфразвуках. Для подачи сигналов можно употребить какое-либо мепаническое реле, которое прекращает и вновь восстанавливает пульсацию баллона, например, клапан в насосе, переменный зажим и т. п. Если указанное реле работает по азбуке Морзе или аналогично ей, посылаемое инфразвуковое волнообразное движение будет представлять ряд групп волн, передающих „точки и тире, которые и могут восприняты приемным устройством (для

случая воздушной среды, например, ленточным микрофоном).

Предмет изобретения.

Генератор инфразвуков, отличающийся тем, что он состоит из упругого пульсирующего шара, соединенного с насосом с глухим поршнем, который приводится в движение двигателем с частотой излучаемого инфразвука.