Устройство для измерения параметров источников шума Советский патент 1982 года по МПК G01H3/10 G01S15/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ИСТОЧНИКОВ ШУМА

Изобретенке относится к технической физике, а именно, к акустическим измере ниям и может быть использовано для классификации и измерения параметров ис точников, порождающих шумовые поля в океане и его прибрежных зонах. Известно устройство для определения спектральных характеристик подводного шума, содержащее ненаправленный прие ник звукового давления, источник питания и регистратор l . Недостатком известного устройства я ляется малая точность и невозможность .пространственной классификации источников. Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения параметров источников шума, содержащее ненаправленный приемник звукового давления, спектроашлизатор и регистратор Недостатком данного устройства я&ляется низкая точность измерений и не- возможность классификашга источников Цель изобретения - повыщенне достоверности и точности разделетш источников щума. Указанная цель достигается тем, что в устройство опя измерения параметров источников шума, содержащее ненаправленный приемник звукового давления, спектроанализатор и регистратор, снабжено предварительным усилителем, включенным между приемником звукового давления и спектроанализатором, подключенными к выходу последнего дополнительным- регистратором и квадратором, и соединенным с последними интегратором, векторнным преобразователем колебательной скорости, подключенными к его выходам идентичными измерительными цепями по числу ортогональных компонент и подсолдиненным к их выходам блоком отношений, выход И(ггегратора подключен к одному V;:i jxDi5t B блока отношений, выходы ко, горого соедки.епы с ре тот ра тором. Кроме того, к.чжцая измертп-ельная цепь В1)1ш лисца в виде последовательно соегошенных претиртггельного усилителя, спектроа 1ал1гоатора, свадратора и интегратора и подключенного к ьыходу спек -роанапизатора дополнительного регистратора. На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство содержит векторнь1й треккомпонентный преобразователь 1 колебательной скорости, состоящий КЗ вертикального канала V. и двух ортогональных горизонталь 1Ых каналов V и Yy, приек ник 2 звукового давления и образующие измерительные пени идентичные предварительные усилители 3-6, спектроанализаторы 7-10; регистраторы 11-14, квад раторы 15-18 и интеграторы 19-22, блок 23 отношений и регистратор 24. Входы предварительных усилителей 3- подключены к выходу векторного преобразо.вателя 1 и выходу приемника /2 звукового давления. Выходы предварител ных усилителей 3-6 подключены ко входам спектроанализаторов 7-10; входы регистраторов 11-14, выполненных в ви самописцев уровней, подключены к выходу спектроанализаторов 7-10, Входы квадратов 15-18 подключены к выходам спектроанализаторов 7-10; входы интеп раторов 1 9-22 соединены с выходами квадраторов 15-18. Входы блока 23 от н шений подключены к выходам интеграторов 1 9-22, а ВХОД регистратора 24 под ключен к выходу блока 23 отношений. Устройство работает следующим образом. , Приемная система, включающая векTopiibm преобразователь 1, приемник 2 звукового давле1гая и предваргггельные у лггтели 3-6, устанавливается на дно океа на или подвешивается на определенной глубине на буе. Сигналы, принимаемые приемной системой, подаются по кабелю на аппаратуру обработки и записи. Векторный преобразователь 1 колебательной скорости состоит из трех орто гональных каналов, каждый из которых о ладает дипольной характеристикой направ ленности, не зависящей от частоты. Вер тикальный канал векторного преобразова теля колебательной скорости регистрируе шумы, генерируемые поверхностным волнением, шумы от дальнего судоходства приходятся на зону -его нечувствительности. Горизонтальные каналы векторног 68реобразователя колебательной скорости, основном, регистрируют иГумы, приходящие в горизонтальных направлениях от судов и дальних штормов. Для разделения умов волнового происхождения от шумов обтекания и. вибрации (неволнового происхождения) Используется соотношение (Р)я 1рс) Ц, 1) lVx)H(Vy)4v- - волновое сопротивление среды;ы - коэффициент, учитывающий сферичность волн; /р/ - модуль звукового давления; (,Vx),lV|,),iV) - модули ортогональных компонент колебательной скорости. Равенство левой и правой частей формулы (1) свидетельствует о том, что на приемную систему действуют шумьт волнового происхождения. Нарушение равенства (1) свидетельствует о воздействии на приемную -систему помех неволнового происхождения (шумы обтекания и вибрации). Спектральный анализ звукового давления и трех компонент колебательной скорости осуигествляется с записью резуль татов анализа на регистраторах 11-14. Синхронно с этим анализом производится квадратирование электрических сигналов в блоках 15-18j их интегрирование в блоках 19-22. Далее в блоке 23 определяется отношение среднеквадратичного значения звукового давления к сумме среднеквадра- тичных значений ортогональных компонент колебательной скорос№. Если это отношение равно волновому сопротивлению среды с поправкой на сферичность акустических волн, то по вертикальному и горизонтальным каналам векторного преобразователя 1 да регистраторах 11-14 определяются эквивалентные уровни и звукового давления Р. При наличии шумов дальнего судоходства определение спектральных характеристик шумов, генерируемых поверхностным волнением, осуществляется по сигналу вертикального канала векторного преобразователя 1 с представлением результатов измерения в эквивалентных едшшцах звукового давления. Спектральные характеристики шумов дальнего судоходства определяются по горизонтальным каналам векторного преобразователя. Использование устройства позволяет разделить и классифицировать с достаточ ной достоверностью и точностью источники шумов, расположенных -на поверхности и в дне водоема, от источников, расположенных в толще воды, или шумов обтекания вибрации и порождаемых дальн судоходством. Формула изобретения 1. Устройство для измерения парамет ров источников шума, содержащее направ ленный приемник звукового давления, спектроанапизатор и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности и точности раз деления источников шума, оно снабжено предвартельным усилителем, включенным между приемником звукового давления и спектроанализатором, подключенными к выходу последнего дополнительным регистратором и квадратором, и соединенным с последним интегратором, векторным преобразователем колебательной ско рости, подключенными к его выходам идентичными измерительными депями по числу ортогональных компонент и подсоединенным к их выходам блоком отцошений, выход интегратора подключен к одному из входов блока отношений, выходы которого соединены с регистратором. 2. Устройство по п. 1ж. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждая измеритель ная цепь выполнена в виде последователь-, но соединенных предварительного ycmiv теля, спектроанализатора, квадратора и интегратора и подключенного к выходу спектроанализатора дополнительного регистратора. : Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Фурдуев А.Ф. Подводные шумы динамического происхождения. - Акустический журнал, 1963, 9, № 3, с. 265274. 2.Мастеров Е.П, и Июрокова С. П, Некоторые результаты экспериментального исследования шумов моря л - Акустический журнал, 1973, 19, N9 2, с. 2О6-210. (прототип).