Способ определения дисперсионной характеристики среды

00 46 О 492 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 19.02.73 присоединением заявки Ме Приоритет Государственнын комитет Совета Министров СССР по делам изобретенийи открытий Опубликовано 15.02. юллетень К. 53) УДК 534.61:621.317.77(088.8) та опубликования описания 14.04.7 72) Авторы изобретени(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯСПЕРСИОННОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДЬ Недостатком малая точность и хождения широко лучающий и прие аппаратуры и ис ретает амплитуд щую определение марного сигнала. Целью изобре точности измеренения являет повышени Изобретение относится к области акустических измерений и может быть использовано, например, для определения основной характеристики дисперсионных акустических линий задержки - зависимости времени задержки от частоты составляющих сигнала.Известен способ определения дисперсионной характеристики среды, заключающийся в измерении времени задержки составляющих акустического импульса, прошедшего через среду путем сложения электрического сигнала, соответствующего этому импульсу, с вспомогательным гармоническим колебанием с частотой, лежащей внутри полосы частот спектра выходного сигнала, изменении фазы складываемых сигналов и определении не меняющего своего положения экстремума складываемых сигналов, по которому судят о времени задержки. известного способа является змерений, так как после прополосного сигнала через измный тракты измерительной следуемую среду он приобную модуляцию, затрудняю- положения экстремума сумПоставленная цель достигается благодаря тому, что выходной электрический сигнал перед сложением с вспомогательным сигналом ограничивают по амплитуде и фильтруют, выделяя из него спектр частот, лежащий в полосе частот выходного сигнала.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - графики огибающей результирующе го колебания.Блок-схема (см. фиг. 1) содержит генератор1, вырабатывающий переменное напряжение частотой /, соединенный с фазовращателем 1 и блоком 3, формирующим прямоугольные 15 импульсы с заполнением. С помощью электроакустического преобразователя 4 любого типа излучают упругий импульс в исследуемую среду 5, с помощью электроакустического приемника 6 любого типа принимают упру гий частотно-модулированный импульс, Схемасодержит также усилитель 7, усиливающий принятый сигнал, амплитудный ограничитель 8 и полосовой усилитель 9, с помощью которых устраняют амплитудную модуляцию при нятого сигнала, сумматор 10 и электроннолучевой осциллограф 11, на вход которого подают суммарное напряжение с выхода сумматора. Развертка осциллографа запускается короткими импульсами от блока 3 в момент из лучения импульса в среду.Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.Регулировкой элементов сумматора 10 добиваются равенства амплитуд переменных напряжений, подаваемых с выхода фазовращателя 2 и полосового усилителя 9 на сумматор 10. Затем с помощью фазовращателя изменяют фазу складываемых колебаний и на экране осциллографа по экстремуму амплитуды суммарного сигнала, не изменяющему при этом своего положения, определяют время задержки для составляющей акустического сигнала с частотой . Затем измеряют частоту генератора 1 и, повторяя описанные действия, находят времена задержки для других частот, определяя таким образом дисперсионную характеристикуу среды.На фиг. 2 изображены графики огибающей результирующего колебания 1(1) при 1=1 (верхний график соответствует разности фаз 0=0, нижний - значению О= - с/2).Теоретически предлагаемый способ обосновывается следующим образом.Пусть имеется сигнал, представляющий собой группу волн одинаковой амплитуды с частотами, лежащими в полосе Л. После прохождения через среду, время задержки упругих колебаний в которой увеличивается прямо пропорционально их частоте, этот. сигнал представляет собой импульс с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ). Такой сигнал можно описать функцией 1,(1), имеющей вид; е,1 = А (1) соз 2 ф, (1 - 1,) + ы (1 - 1,)+ р,1,где1 при ов+ЬТ ЛТА(1) =О, при 1 1, -- , ),+ -ЬТ - длительность импульса с ЛЧМ,о - центральная частота,, - время задержки на частоте о,Й скорость изменения частотыА=Й 1р 1 - начальная фаза,Рассмотрим колебание, возникающее в результате сложения сигнала е,(1) с сигналом ег(1) =соз(2 л 1 О 1+г). В результате получается колебание, модулированное по амплитуде и частоте, огибающая которого описывается функцией;1 Р) = ып-й(1 - 1,)ф - А+Положим д 1 - рг=2 гтД 1 о+О. Можно показать, что в точке 1=1 которой соответствует текущая частота =о, (1) имеет экстремум, Положение этого экстремума на оси времени не меняется при изменении разности фаз 15 (Т - рг) между складываемыми колебаниями, в то время как другие экстремумы огибающей суммарного сигнала при этом смещаются (см, фиг. 2), Таким образом, можно определить время задержки для некоторой текущей частоты по положению экстремума амплитуды суммарного колебания.В предложенном способе за счет ограничения по амплитуде и фильтрации выходного сигнала перед сложением его с вспомогатель.ным гармоническим колебанием экстремум амплитуды суммарного сигнала не искажается, что повышает точность и достоверность измерений.Предмет изобретения ЗО Способ определения дисперсионной характеристики среды, заключающийся в измерении времени задержки составляющих акустического импульса, прошедшего через среду путем сложения электрического сигнала, соот ветствующего этому импульсу, с вспомогательным гармоническим колебанием с частотой, лежащей внутри полосы частот спектра выходного сигнала, изменении фазы складываемых сигналов и определении не меняющего 40 своего положения экстремума складываемыхсигналов, по которому судят о времени задержки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, выходной электрический сигнал перед сложением с вспо могательным сигналом ограничивают по амплитуде и фильтруют, выделяя из него спектр частот, лежащий в полосе частот выходного сигнала.460492 фиг Составитель Е. Литвиноведактор Е. Семанова Техред Т. Миронова Корректор Л. Котова аказ 896/6ЦНИИПИ Типография, пр, Сапунова,Изд. ЛЪ 1102 Тира ударственного комитета Совета по делам изобретений и откры Москва, Ж, Раушская наб., д 902 Подписи оМинистров СССРй4/5