Способ определения скорости распространения звука

СССР552 О 2 Класс 42 К 28;42 д, 121 е, Зб ЗОБРЕТЕНИ ПИС ТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВ Зарегистрировано в Бюро последуобретений 1 осплака прц СНК ССС В, С цкий Способ определения скоро спространения 3 7729. в НКОМаш за )оля 1939 гола 1936 годвано 31 явлено 11 Опвозможным в виду невозможности образовать стоячие звуковые волны в такого рода объектах.Предметом настоящего авторского свидетельства являЕтся способ определения скорости распространения звука в сооружениях. Зная скорость э, можно с помощью формулы Акустические методы измерения модуля упругости и упругих напряжений в строительных материалах принципиально могут дать более точные результаты, нежели обычные механические методы.Акустические методы, которые до сих пор применялись, заключались в образовании стоячих волн в образцах испытуемого материала, с целью определения периода колебаний и вычисления модуля Юнга Е из формулы пределить упругость и мом способе риалах и со непосредствмежутков в ых звуково исследуемо путьт, е. и)02 Р- его тол. период кона стержня,отность) Т -большоготак как образцов ледуемого угость не ъекте, изнного мах, балках, ениях, нах, дамбах,тавлялось эти ме не пол т изг ото й формы изучать а в са м из оп пример, в самих стах, пос т. п. нетоды учили, вления из исс же упр мЬм об ределе рельса сооруж тройка предс Особенно интересно изстическим методом такого как бетон; известно, ч упругости бетона сильно в зависимости от времени , девания и от напряженийщихся в нем, в то же вность его под влиянием этиизменяется очень мало. где с - длищина, р - плебаний. Однако, применения они требую специально материала, в образцах готовленно териала, на а также в пример, мо плотинах и териала.В предлагаезвука в матеопределяетсямерением протечение которпробегает вопределенный скорость. оружениях енным изремени, в й импульс м объекте з формулы учение акуматериала, то модуль изменяетсяего отвер- развиваюремя плотх факторовВообще в реальных объектах скорость звуковых колебаний определяется упругими свойствами этихобъектов, а мало меняющаяся плотность играет значительно меньшуюроль. Из упругих констант решающеевлияние на скорость звука имеетмодуль Е, коэфициент же Пуассона,мало меняющийся для различныхтвердых тел, играет также малуюроль,Понятно, что вышеуказанное относится не только к бетону, но вбольшей или меньшей степени ик каждому другому строительномуматериалу.Сущность предлагаемого изобретенияя поясняется чертежом, на котором изображена схема измерительного устройства, осуществляющегопредлагаемый способ,Устройство состоит из двух катодных ламп 1 и 3, неоновой лампы 2,трех батарей б, 8 и 12, потенциометра 7, трех сопротивлений 9, 13 и1 б и конденсатора 11,На чертеже не показаны упоминаемые ниже в описании электрические приемники звуковых импульсов,входной повышающий трансформатор, присоединяемый к зажимам4 и 5, конденсатор временной развертки осциллографа, присоединяемый к зажимам 14 и 15, и катодный осциллограф,На испытуемом объекте устанавливаются два электрических приемника звуковых импульсов (например, электрические сейсмографы,микрофоны и пр.) на некоторомрасстоянии друг от друга, равномбазе для измерений, например, нарасстоянии нескольких метров.В стороне от приемников, на прямой, соединяющей оба приемника,производится резкий звуковой им.пульс при помощи, например, ударамолотком по испытуемому твердомуобъекту,Звуковой импульс, распростра.няясь по испытуемому объекту,приходит сначала в ближайшийк месту удара приемник и, преобразуясь последним в импульс электрического напряжения, попадает в первичную обмотку соответствующего входного повышающего трансформатора. Вторичная обмотка входного трансформатора соединена с зажимами 4 и 5 катодной лампы 1 и задает на сетку лампы положительное напряжение. Вследствие этого, по приходе звукового импульса в приемник, анодный ток в цепи лампы 1 начнет увеличиваться, причем увеличение это будет соответствовать форме и крутизне фронта звукового импульса; точно так же, с такой же крутизной начнет нарастать и напряжение на сопротивлении 1 б. Параллельно последнему включена неоновая лампа 2, которая до момента удара молотком находится на пороге зажигания.Отрегулировка неоновой лампы на порог зажигания производится при помощи батареи сеточного смещения б и потенциометра 7. Анодный ток через лампу 1 до момента удара подбирается такой величины, чтобы падение напряжения на сопротивлении 1 б, а следовательно, и напряжение на зажимах неоновой лампы 2 не доходило на некоторую весьма небольшую величину до величины напряжения, требуемого для зажигания лампы.При попадании звукового импульса в приемник падение напряжения на сопротивлении 1 б увеличивается на некоторую небольшую величину, достаточную для того, чтобы перейти порог зажигания, и неоновая лампа вспыхнет.Как только произойдет газовый разряд в неоновой лампе, на сопротивлении 9 появится напряжение, минус которого подается на сетку лампы 3,До момента газового разряда в неоновой лампе 2 в цепи лампы 3 протекает анодный ток, и конденсатор 11 заряжен до некоторого определенного потенциала. После вспыш. ки неоновой лампы катодная лампа 3 запирается, и конденсатор 11 начи нает разряжаться на сопротивление 13 с постоянной времени СЯ где С в емкос конденсатора 11, а Я - величина сопротивления 13, К зажимам 14 и 15 присоединяется конденсатор временной развертки катод ного осциллографа и, следовательно,конденсатор временной разверткиосциллографа оказывается присоединенным параллельно к конденсат ору 11,Таким образом, как только звуковой импульс придет к приемнику,катодный луч осциллографа начнетотклоняться по оси времени со скоростью, обусловленной постояннойвремени СИ, Подбирая соответствующие СЛ, можно устанавливать нужную скорость развертки катодноголуча по времени.К другому электрическому приемнику звуковых импульсов, установленному на некотором расстоянии зот первого, звуковой импульс придетчерез промежуток времени 1= - сек.,ОЭтот приемник через соответствую.щий трансформатор подает импульснапряжения непосредственно на конденсатор развертки явления катодногоосциллографа,Таким образом, через промежутоквремени 1= - сек. после начала развертки катодного луча по времени(движение по оси абсцисс) на экранекатодного осциллографа появитсявыброс, обусловленный зарядом конденсатора развертки явления (движение по оси ординат).Фотографируя явление на экранеосциллографа, определяя расстояние между нулевым положением катод- нога пятнышка и выбросом по оси ординат и зная сксрость движения катодного луча по оси времени, можно определить промежуток времеПредмет изоб ретения,Способ определенич скорости распространения звука, в частности, при акустических исследованиях механических свойств различных материалов, основанный на измерении промежутка времени между попаданиями звукового импульса на два укрепленных на исследуемом теле звуко- приемника, связанчые, каждый, через ламповые реле с катодным осциллографом, отличающийся тем, что создаваемые в цепях звукоприемников электрические импульсы подают на отдельные пары пластин катодного осциллографа от одного из приемников непосредственно, а от другого через систему параллельно соединенных емкости и активного сопроти. вления, создающих равномерное отклонение катодного луча с заданной скоростью, с целью получения записи в виде отрезка прямой линии, длина которого соответствует измеряемому промежутку времени,