Способ определения коэффициента отражения звука Советский патент 1982 года по МПК G01N29/00 

(5) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ

ЗВУКА

1

Изобретение относится к измерительной технике, а ийенно к акустическим измерениям, и может быть использовано для определения коэффициента отражения звука.

Известен способ определения модуля коэффициента отражения звука, основанный на измерении импульсной переходной характеристики с помощью корреляционного анализатора. Для определения модуля коэффициента отражения образца измеряется функция взаимной корреляции между сигналом, излучаемым источником звука в трубе, и сигналом, принимаемым микрофоном. Измерения проводятся при наличии и отсутствии образца. Этот способ позволяет расширить диапазон измерений в область высоких частот tl 3. Недостаток этого способа - невозможность использования в области низких и инфранизких частот,так как функция корреляции на низких частотах является медленно меняющейся

функцией координаты, что не позволяет разделить прямой и отраженный сигналы а пределах длины интерферометра. Кроме того, данный способ не позволяет сэтределить фазу коэффициента отражения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения модуля и фазы коэффициента отражения звука,так

10 называемый способ акустического интерферометра, основанный на измерении при помощи приемника звукового давления и регистрирующего прибора величины максимального и миISнимального звукового давления в стоячей волне , возбуждаемой источником синусоидальных звуковых колебаний и абсолютно жесткой глухой трубе, на внутреннюю торцевую стену которой помещают испытуемый образец 2.

Недостаток известного способа невысокая точность определения модуля и фазы коэффициента отражения. зависящая от точности измерения максимального и минимального звукового давления в стоячей волне и точности измерения координат узла и пучности стоячей волны. Кроме того, нижняя граница частотного диапазона измерений, определяемая из условия - В , ограничивается длиной трубы 8 . Цель изобретения - повышение точности определения модуля и фазы коэффициента отражения, а также расширейие частотного диапазона способа интерферометра в область низких частот. Указанная цель достигается тем, что в известном способе определения модуля и фазы коэффициента отражения. звука, основанном на измерении в интерферометрической трубе величины звукового давления в зависимости от расстояния до поверхности исследуемо го образца материала, дополнительно и одновременно с измерением величины звукового давления измеряют величину нормальной к поверхности образца сос тавляющей колебательной скорости, а модуль коэффициента отражения опреде ляют по формуле ,„1,1СЖ 77|-1 1, I I imciA I I MWCDC | где V/d i jpvdt величина потока акустической мощ ности; - величина реактивной акустичес кой мощности; его максимальное значение вблизи образца; звуковое давление Па; I; нормальная составляющая колеба тельной скорост м/с; ; V ve - составляющая ко лебательной ско рости, сдвинута по фазе относительно V на 90 а фазу коэффициента отражения опред ляют из выражения HO 2kXj, де k волновое число; расстояние от поверхности образца исследуемого материала до точки нулевого значения реактивной акустической мощности (Wj), При определении предложенным спообом модуля 1 р 1 и Фазы Чо коэфициента отражения приемное устройсто необходимо перемещать в пределах нтервала расстояний равного одной осьмой длины звуковой волны J... Это бъясняется тем, что плотность потока кустической мощности W в любой точе трубы интерферометра имеет постоянное значение, а величина реактивной кустической мощности W имеет пространственный период Ml т.е. в предеах расстояния равного Д /t можно пределить максимальное и нулевое значения функции W;. Очевидно, что при тех же размерах трубы, предложенный способ позволяет снизить в два раза нижнюю граничную частоту измерения ( Х ). Одновременно с расширением частотного диапазона происходит увеличение точности измерений.Это связано с тем, что точность существующих способов определения коэффициента отражения, основанных на измерениях минимума и максимума звукового давления определяется погрешностью измерения координаты и величины минимума давления, которая существенным образом зависит от уровня помех в трубе. Предложенный способ позволяет исключить измерения минимального значения звукового давления, заменяя их измерением W (.,х погрешность в определении которого значительно ниже. Точность измерения координаты Хр зависит от погрешности определения точки перехода функции W- через ноль, которая значительно меньше погрешности определения точки минимума звукового давления. Таким образом, предложенный способ, основанный на измерении потока гькустической мощности WQ и реактивной плотности V/- энергии позволяет с большей точностью и на более низких частотах определять модуль и фазу 0 коэффициента отражения звука различных материалов. На чертеже показана блок-схема измерений, реализующая способ. На одном конце звукомерной трубы устанавливается испытуемый образец

Формула изобретения

Способ определения коэффициента отражения звука, основанный на измерении в интерферометрической трубе величины звукового давления а зависимости от расстояния до поверхности исследуемого образца и определении модуля и фазы коэффициента отражения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и снижения

нижней границы частотного диапазона измерений, одновременно с измерением величины звукового давления измеряют величину нормальной к поверх™ ности образца составляющей колебательной скорости и модуль коэффициента отражения определяют по формуле

lObZ

-).

Wd

1М

0

W:

won

M,

где V/c - 7p jpvdt - величина потока

О акустической I мощности;

S W- - величина реак0 тивной акустичес4 ой мощности;

i его максимальное

mrtK .значение вблизи

0 образца;

р - звуковое давление. Па;

V - нормальная составляющая коле5бательной скорости, м/с;

lO

390

V ve - составляющая колебательной скорости, сдвинутая по фазе относительно V на 90°,

а фазу коэффициента отражения определяют из выражения

4 2kx

35

о

где k - волновое число;XQ - расстояние от поверхности образца исследуемого мате. риала до точки нулевого значения реактивной акустической мощности (Wj). Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авиационная акустика. Под ред. А.Г. Мунина и В.И. Квитки, М., 1973, с. .

. ./

44XNSkW4v

90

-SBS

6

/

10

I

j