Устройство для измерения звуко-пРОзРАчНОСТи плАСТиН Советский патент 1981 года по МПК G01N29/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЗВУКОПРОЗРАЧНОСТИ

ПЛАСТИН

I

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при измерениях звукопрозрачности материалов.

Известно устройство для измерения зву-. копрозрачности пластин, содержащее генератор, излучатель звука, .многоэле.ментную звукопрозрачную акустическую антенну и регистратор 1.

Однако это устройство не обеспечивает требуемую точность измерений и не позволяет измерять такие показатели, как зависимость амплитуды и фазы коэффициента прохождения звука от угла падения.

Известно также устройство для измерения звукопрозрачности пластин, содержащее излучатель, подключенный к генератору, звукоизолирующую измерительную камеру с окном для установки испытуемой пластины, приемной антенны, размещенной внутри измерительной камеры и подключенной через усилитель к регистратору, и блок вращения, связанный с измерительной камерой 2.

Недостатком этого устройства является то, ЧТО- при помощи его нельзя измерить звукопрозрачность пластин в плоской падающей волне в зависимости от угла падения звука из-за диффузности звукового поля в реверберационной камере.

Цель изобретения - расщирение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что измерительная камера выполнена в виде прямоугольного волновода с рупором, с одной стороны которого установленя испытуемая пластина, а с другой - рупор, причем размер поперечного сечения составляет не менее половины длины волны, а длина волновода - не менее длины волны на частоте измерения.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства для измерения звукопрозрачности пластин; на фиг. 2 - измерительная камера с испытуемой пластиной.

f

Устройство содержит генератор 1, связанный с излучателем 2, приемную антенну 3, размещенную в измерительной камере и связанную через усилитель 4 с регистратором 5, испытуемую пластину 6, размещенную с одной стороны измерительной камеры, .выполненной в виде волновода 7, связанного с блоком 8 вращения, и рупор 9, прикрепленный к измерительной камере со стороны, противоположной испытуемой пластины 6. Устройство работает следующим образом.Для измерения угловой зависимости коэффициента прохождения звука вращают измерительную камеру при помощи поворотного устройства 3 и записывают сигнал на выходе усилителя 4 при помощи регистратора 5, например самописца. Затем эту кривую сравнивают с кривой, записанной заранее без пластины, и по отнощению измеренных величин определяют угловую зависимость коэффициента прохождения звука. В качестве регистратора можно использовать также фазометр. Тогда, подавая на один из его входов опорный сигнал, а на второй - измеряемый, получим зависимость фазы коэффициента прохождения звука от угла падения. . Акустический сигнал, попадающий на антенну, складывается из полезного сигнала в плоской волне 10, проходящей сквозь пластину, волн,дифрагированных на краях пластины 11, волн 12, дифрагированных на краях рупора, и волны 13, отраженной от открытого конца. Дифрагированные и отраженные волны вносят искажения в форму проходящей волны и вызывают появление ошибок измерений. Акустический волновод является пространственным фильтром, выделяющим плоскую волну, падающую на его передНИИ торец, уменьщающим и амплитуду дифрагированных волн 11. Таким образом будет подчеркнут сигнал в плоской волне, проходящей сквозь пластину и уменьщено влияние более высоких мод колебаний в волноводе, образуемых дифрагированными волнами 11. Действие дифрагированных волн 12, огибающих пластину, волновод и рупор уменьщается в результате удлинения пути их распространения к антенне, для чего длина волновода выбирается больщем длины звуковой волны. С такой же целью антенну помещают в передней части волновода, однако, расстояние от антенны до передней кромки волновода не должно быть менее четверти длины волны, чтобы исключить влияние неоднородных (экспоненциально затухающих при увеличении расстояния между антенной и входным отверстием) волн, существующих вблизи отверстия. Стенки волновода выполняют из акустически непрозрачного :1атериала, например пористой резины, которая является акустически мягким материалом. Другие известные звукоизолирующие материалы, эффективные при работе на низких частотах, также имеют акустический импеданц, близкий к импеданцу акустически .мягких материалов. Так как в волноводе с мягкими стенками и поперечником, меньшим половины длины волны, плоские волны не могут распространяться, то минимальный размер поперечного сечения волновода выбирают менее половины длины звуковой волны. Для уменьшения стоячих волн, образующихся при отражении звука от заднего открытого торца, необходимо уменьщить амплитуду отраженной волны 13, для чего на заднем торце волновода устанавливают расширяющийся рупор, выполненный из того же материала, что и волновод. Рупор обеспечивает отсутствие резкого скачка и.мпеданца из лучения из отверстия, что п-риводит к уменьшению амплитуды отраженной волны 13. Таки.м образом устройство позволяет измерять зависимость звукопрозрачности (по амплитуде и фазе) от угла падения звука при сравнительно небольших волновых размерах образцов. Формула изобретения Устройство для измерения звукопрозрачности пластин, содержащее излучатель, подключенный к генератору, звукоизолирующую измерительную камеру с окном для установки -испытуемой пластины, приемной антенны, размещенной внутри из.мерительной камеры и подключенной через усилитель к регистратору, и блок вращения, связанный с измерительной камерой, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, измерительная ка-мера выполнена в виде прямоугольного волновода с рупором, с одной стороны которого установлена испытуемая пластина, а с другой - рупор, причем размер поперечного сечения волновода составляет не менее половины длины волны, а длина волновода - не менее длины волны на частоте из.мерения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 517839, кл. G 01 N 29/00, 1976. 2.Клюкин И. И. и др. Акустические измерения в судостроении. «Судостроение, 1966, с. 190, 193 (прототип).

12

х