Способ определения фронта звуковой волны Советский патент 1975 года по МПК G01N1/00 

1

Изобретение относится к технике акустических измерений и может найти применение при испытаниях излучателей, изучении структуры звуковых полей любых излучающих звуковые колебания устройств.

Известен способ определения формы фронта звуковой волны, основанный на использовании опорного и зондирующего приемников звукового давления и измерении разности фаз или группового времени прихода волны относительно опорной точности.

Однако такой способ имеет невысокую точность и не позволяет автоматизировать процесс измерения.

Цель изобретения - повышение точности и автоматизация процесса измерения.

Для этого по предлагаемому способу звуковые давления преобразуют в сигналы, соответствующие значениям мнимой части функции пространственной корреляции, перемещают зондирующий приемник из произвольной точки (например, из точек расположения опорного приемника) таким образом, чтобы сигнал, соответствующий мнимой части функции пространственной корреляции, принимал нулевое значение, заключенное между двумя наибольшими максимумами.

На фиг. 1 показана схема измерения, где 1 - изучающий объект, 2 - измеряемая линия волнового фронта, 3 и 4 - опорный и

зондирующий приемники. Мнимая часть функции пространственной корреляции является нечетной функцией (она цредставлена на фиг. 2), где г - расстояние от фазового центра излучения и принимает равное нулю значение, если положения приемников звукового давления совпадают с линией волнового фронта.

Мнимая часть комплексной функции пространственной корреляции определяется корреляционным интегралом г В,,(М„ М,}. : lira - Л(М„i) Р,(М,, t dt.

где .MI и M-i- координаты точек ноля; 7 - время.

Функции времени P-i(i} и P-i(i связаны между собой парой преобразований Гильберта, вследствие чего составляющие комплексных спектров Фурье этих функций совпад,ают между собой по модулю, но сдвинуты по фазе на угол 90°. Для того, чтобы измерить мнимую часть функции пространственной корреляции, достаточно на входе обычного перемножителя-интегратора (коррелятора) включить девяностоградусный широкополосный фазовращатель (преобразователь Гильберта).

Поскольку при радиальном пересечении зондирующего микрофона в окрестности точки пересечения волнового фронта крутизна мнимой части функции пространственной корреляции достаточно высока, мнимая часть функции пространственной корреляции давлений меняет знак при переходе зондирующего приемника через линию волнового фронта Б радиальном нанравлении. Это позволяет повысить точность и легко реализовать схему автоматического измерения волновых фронтов, в которой выходной сигнал измерителя мнимой части функции корреляции давлений нснользуется в качестве сигнала ошибки следящей системы.

Предмет изобретения

Способ определения формы фронта звуковой волпы, основанный на пснользованнн

опорного и зондирующего нриемпиков звукового давления и измерения разности фаз или группового времени прихода волны относительно опорной точки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и автоматизации процесса измереннй, звуковые давления преобразуют в сигналы, соответствующие значениям мнимой части функции пространственной корреляцин, перемещают зондирующий приемник из произвольной точки, например из точки расположения опорного приемника, таким образом, чтобы сигнал, соответствуюндий мнимой части функции пространственной корреляции, иринимал нулевое значение, заключенное между двумя наибольшими максимумами.

/

/

Сриг. 1