Устройство для обнаружения кавитации

/О 2) Заявлено 15.11,76 (21) 2 вки-исоединением з 23) Приорите осударстееннын комитет Совета Министрсн СССао аелам изобретенийе открытийетень13 зя 05.04.78 Опубликовано 05.04.78. 45) Дата опублик ания опис, Ю. Л, Левковский и А, А. Пуни ЙСТВ 54) У Я ОБНАРУЖЕ КАВ ИТАЦИ И в- иовышение точности авитации и увелир ужения итацип ионной п ды. кав риро Изобретение относится к теакустике и может найти применениеявлении кавитационных режимов раличных гидравлических механизмов.Известно устройство для обнаружения кавитации, базирующееся на регистрации увеличения энергетического уровня шума в широкой полосе частот или спектрального уровня на некоторой фиксированной частоте, по сравнению с фоновым (локавитационным) уровнем шума 1. Недостатком этого устройстза является низкая достоверность обнаружения кавитации вследствие того, что увеличение уровня шума может быть вызвано случайными,причинами, либо появлением акустического источника некавитационной природы.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее гидрофон, подключенный к предварительному усилителю, выход которого соединен со входами двух параллельных каналов, состоящих из измерителей интегрального уровня сигнала, выходами подключенных к блоку сравнения, соединенному с сигнализатором 2.Однако в данном устройстве момент возникновения кавитации определяется не точно, поскольку в блоке разности напряжение сравнивается с опорным, величина которого устанавливается произвольно. Тем мым ре.гистрируется не момент возникнов я кави.тации, а момент превышения кави ионным шумом на определенную произво о уста навливаемую величину некоторого оновогоуровня. Другим недостатком устр тва является относительно невысокая дос ерность обнаружения кавитации на фоне ружающего шума вследствие ограничени абочего О диапазона частот областью 1 - 20 ц (ширина полосы пропускания фильтра стано ленного между гидрофоном и инте рующ ми цепочками),Цель изобретения - п5 момента возникновения кчение достоверности обнана фоне шумов некавитац Эта цель достигается благодаря тому, что 20 в каждый из двух параллельных каналоввключен широкополосный фильтр с независимой регулировкой нижнего и верхнего пределов полосы пропускания, а предварительный усилитель снабжен системой автоматической 25 регулировки уровней. Фильтры выполнены сразличной шириной полосы пропускания, но одинаковой верхней границей в области ультразвчковых частот. На чертеже представлена блок-схема устройства.3Устройство содержит гидрофон 1, предварительный усилитель 2, снабженный системойАРУ 3, широкополосные фильтры 4 и б, измерители б и 7 интегрального уровня сигнала,блок сравнения 8 и сигнализатор 9.Устройство работает следующим образом.Шумы с гидрофона 1 через усилитель 2подаются на фильтры 4 и б, которые размещаются перед измерителями уровней б и 7и имеют различную ширину полосы пропускаьия, но одинаковую верхнюю границу в области высоких ультразвуковых частот, а также независимую регулировку нижнего и верхнего пределов полосы пропускания. Измеренные уровни шума в двух различных полосахчастот подаются в блок сравнения 8, где онивычитаются. Результирующее напряжение свыхода блока сравнения подается на входсигнализатора 9, выполненного, например, ввиде сигнальной лампы или зуммера, которыйсрабатывает при определенной величине входного напряжения.Рабочие полосы частот фильтров 4 и 5подбираются таким образом, чтобы для равномерного спектра или спектра со спадомуровней 6 дб на октаву, характерных длякавитации, интегральные уровни шума в этихполосах не отличались более, чем на 1 - 2 дб.В отсутствие кавитации измерения в выбранных полосах частот дадут различные значения интенсивности шума, разница междукоторыми составит значительную величину.Вследствие различной природы фонового шума указать абсолютную величину этой разницы в общем случае невозможно,При разнице в интенсивности шума 1 -2 дб делается вывод о наличии кавитации.В момент, когда эта разница достигает величины 1- 2 дб, срабатывает сигнализатор 7,что принимается за момент возникновениякавитации. Использование устройства для обнаружения кавитации позволило зафиксировать в качестве кавитационного режим течения с периодом следования,кавитационныхкаверн, равным приблизительно 10 сек. Использование стандартной аппаратуры позволяет на основании регистрации увеличения энергетического уровня шума в интегральной полосе частот, по сравнению с локавитационным уровнем шума, зафиксировать в качестве кавитационного существенно более разви тый режим течения (при меньшем статическом давлении), когда период следования каверн оказывается приблизительно равным 1 сек, Предлагаемое устройство повышает точность обнаружения момента возникнове ния кавитации, а также увеличивает достоверность обнаружения кавитации по сопровождающему ее шуму на фоне шумов некавитационной природы.15 Формула изобретения1, Устройство для обнаружения кавитации,содержащее гидрофон, подключенный к предварительному усилителю, выход которого сое динен со входами двух параллельных каналов, состоящих из измерителей интегрального уровня сигнала, выходами подключенных к блоку сравнения, соединенному сю нализатором, отл ич ающееся тем, что, с целью повышения точности момента возникновения кавитации и увеличения достоверности обнаружения кавитации на фоне шумов некавитационной природы, в нем в каждый из двух параллельных каналов включен широкополосный фильтр с независимой регулировкой нижнего и верхнего пределов полосы пр опускания, а предварительный усилитель снабжен системой автоматической регулировки уровней.2, Устройство по п. 1, отличи юш ее сятем, что фильтры выполнены с различной шириной полосы пропуакания, но одинаковой верхней границей в области ультразвуковых частот.40Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Минкович П. Я., Парник А. Д., Пепровский В. С, Гидродинамические источники 45 звука. Л., Судостроение, 1972, с. 444 - 456.2, Патент,США3757288, кл. 340 15 Р,1973.