(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
1
Изобретение относится к акустическим измерениям и предиазиачеио для градуировки, т. е. определения чувствительности, злектроакустических преобразователей - приемников (гидрофонов, микрофонов) и излучателей звукового давления в жидкости или газе в условиях ограниченных по размерам рабочих объег мов при наличии отраженных воли.
. Известен способ градуировки приемняков звукового давлеиия в условиях рабочих объемов малых размеров, использующий корреляшюнный аиализ 1.
Недостатком этого способа является reiiиическая сложность, связанная с необходимостью применения широкополосиого излучателя, и вычислительной аппаратуры, которых может не оказаться у исследователя.
Наиболее близким по технической сущнос,ти к изобретению является способ определения чувствительности злектроакустических преобразователей, основанный на измерении взаимнокорреляциоииой функции между вы- .:. ходным напряжением приемника и входным напряжением излучателя 12.
Недостатки известного способа - узкий частотный да1апазон и низкая точность градуировки в ограниченных по размерам рабочих обьемах.
Целью изобретения является расширение частотного диапазона и повышение точности градуировки в ограниченных по ра:змерам рабочих обьемах.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу излучатель возбуждают
10 гармоническим сигналом, модулироваиным по фаговому углу случайным процессом, плотность распределения вероятности которого сконцентрирована вблизи фазовых углов, равных ±(1,5-2,0) рад., измеряют, максимум
15 модуля функции взаимной корреляции между входным напряжением приемника и входным напряжением излучателя, а о чувствительности приемника судят по ампли1уде выходного напряжения приемника по прямому
20 лучу, определяемой как отношение удвоенного максимума модуля функции взаимной корреляции к амплитуде входного напряжения излучателя. 39 На чертеже представлено устройство, при помощи которого реализуется предлагаемый способ при измерениях относительным методом. Устройство содерЯсит фазовый модулятор 1, входы которого подключены к генератору 2 гармонического сигнала и генератору 3 слу1айного процесса. Выход модулятора через частотный . корректор излучателя 4 соединен с излучателем 5, а через линию 6 задержки с первым входом коррелятора 7. Излучатель через акустический тракт 8 механически связан с приемником 9, Выход приемника через частотный корректор приемника 10 подключен к второму входу коррелятора, К выходу коррелятора подключен регистрирующий прибор 11. На входы фазового модулятора 1 поступают . выходные напряжения генератора 2 гармонического сигнала и генера тора 3 слугайного процесса. Выходное напряжение фазового модулятора подается через частотный корректор излучателя 4 на излучатель 5 акустической волны и линию 6 задерж ки. Генерируемое излучателем акустическое давление прямого луча в акустическом тракт 8 смешивается с отраженными волнами и в таком виде воздействует на приемник 9, Выходное напряжение приемника сначала подвер гается частотной коррекции в частотном корректоре приемника 10, после чего подается на второй вход коррелятора 7, на первый вход которого поступает выходное напряжение линии задержки. Регистрирующий прибор И фиксирует максимум модуля функции взаимной корреляции на выходе коррелятора Генератор 2 имеет на выходе сигнал DI cos UU t. Генератор 3 случайного процесса подает на фазовьш модулятор случайный процесс ЧО). На выходе модулятора 1 процесс имеет вид Ui Uiocos UJt+ vf(t). Линия задержки добпавляет к этому сигн лу временной сдвиг, равный времени пробега акустической волны (прямого луча) от излучателя до приемника. Выходное напряжение приемника после частотной коррекции содержит компоненты отраженных волн и компоненту прямого лучаU o-V cosCwti- fCt) 1. Vcos to С-Ь-т) Функция взаимной корреляции между вы-55 ходным напряжением приемника, подвергнутым частотной коррекции, и входным напряжением излучателя до частотной коррекции, задержанным на время пробега прямого луча, меет вид iTu ifedt- + о (U;Tv,i.Atp)dt, где Л IfCt) - V (); CVj- разность времени между моментами приема прямого луча и U) отражения. Плотность распределения вероятности процесса V(t) выбирают таким образом, «ггобы она была преимущественно сконцентрирована в пределах углов i(l,5-2) рад. Полоса частот, занимаемая процессом Ц (t), должна быть такой, чтобы обеспечить фазовый набег ДЧ (f,,.) за время Т при УУ1 1, 2, . . . Такой фазовый сдвиг обеспечивается при наибольщей частоте качания фазы порядка или больше 1/Ut:,: 0 , . Указанные параметры случайного процесса t|(t) обеспечивают исчезновение во взаимно- корреляционной функции всех компонентор, зависящих от отраженных волн. Максимум модуля функции взаимной корреляции будет зависеть только от прямого луча UioVo/2. Поэтому выходное напряжение приемника определяют как отнощение удвоенного модуля функции взаимной корреляции ко вход- ному напряжению излучателя UJQ. Наименьшая частота измерений импульсным методом прямо пропорциональна. числу периодов N в импульсе и обратно пропорциональна его длительности Т. и Наименьшая частота измерений предпагаемым способом не может быть меньше половины полосы частот при фазовой модуляции fy rf+ 1) 3/4Г, или округленно f l/t . Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает снижение частоты измерений в N раз. Обычно при измерениях импульсным методом число N периодов в импульсе берут более 6-10, в противном случае импульс становится сильно размытым и его величину невозможно точно измерить. Формула изобретения Способ определения чувствительности электроакустических преобразователей, основанный на измерении взаимнокорреляциоииой функции между выходным напряжением при59емника и входным напряжением излучателя, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона и повы шения точности граду|фовки в ограниченных по размерам рабочих объемах, излучатель возбуждают гармоническим сигналом, модулиро ванным по фазовому углу случайным процессом, плотность распределения вероятности которого сконцентрирована вблизи фазовых углов, равных ±(1,5-2,0) рад, измеряют максимум модуля функции взаимной корреляции между входным напряжением приемника и входньпъ напряжением излучателя, а о чувствительности приемиика судят по амплнтупе выходного напряжения приемника по прямому лучу, определяемой как отношение удвоенного максимума модуля функции взаимной . корреляции к амплитуде входного напряжения излучателя. Источники информации, принятые во виимание при жспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 443935, кл. Н 04 R 29/00, 1974. 2.Kiyoshi Aways and ofh. Callbvation of Underwater Transducer by Correlation. Method. The 6 th .International Congress, on Acoustics. Tokyo, Japan, August 21-28, 1968, Vol. 6, p.. L-89-L-92 (прототип).
