Устройство для измерения коэффи-циента пространственного затуханиямеханических колебаний

О П И С А Н Й- ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 п) У 944 Саав Саеетских Социалистических Республик(43) Опубликовано 07.01.81, Бюллетень 51) М. Кл 01 М 29/ОО Государственный комитет СССР лв лелем изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭффИЦИЕНПРОСТРАНСТВЕННОГО ЗАТУХАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИКОЛЕБАНИЙ бласти кони може енин затух ердых образ Изобретение относится к отрольно-измерительной техники тбыть использовано при измер ания ультразвуковых волн в твцах, 5Известно устройство для измерения диссипативных характеристик, основанное навозбуждении в образце вибраций и исследовании пространственного распределенияуровня вибраций в нем, содержащее генератор возбуждения, излучающий вибратор,виброприемник и самописец уровня электрического сигнала, механизм протягиваниядиаграммной бумаги которого связан с помощью троса с виброприемником 1. 15Недостатком устройства является необходимость использования достаточно мощных, а следовательно, и массивных излучающих вибраторов, расположенных на исследуемом образце. Это вносит искажения 20в поле распространяющихся по образцувибраций и приводит в результате этого кошибкам в измерениях,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения коэффициента пространственного затухания механических колебаний, содержащее распределительную камеру с рабочим соплом, соединенную с водопроводной магистралью, виброприемник, З 0 установленныи на исследуемом образце, спектроанализатор, подключенный к виброприемнику, и самописец, причем в качест. ве возбудителя колебаний используется струя воды, истекающая под давлением из рабочего сопла распределительной камеры и падающая на исследуемый образец 121,Недостатком устройства является малая точность измерений вследствие погрешности, обусловленной изменениями давления воды в водопроводной магистрали.Целью изобретения является повышение точности измерений.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее распределительную камеру с рабочим соплом, соединенную с водопроводной магистралью, виброприемник, установленный на исследуемом образце, спектроанализатор, подключенный к виброприемнику, и самописец, введены кривошипно-кулисный механизм с закрепленным на свободном конце кулисы дополнительным виброприемником, дополнительный спектроанализатор, подключенный к дополнительному виброприемнику, первый и второй логарифмические усилители, подключенные соответственно к выходам спектроанализаторов, первый и второй пиковые детекторы, подключенные соответственно к выходам логарифмических усилителей, и схема вычитания, входы которойподключены к выходам пиковых детекторов, а выход - ко входу самописца, приэтом кривошипно-кулисный механизм установлен между рабочим соплом распределительной камеры и исследуемым образцомс возможностью совпадения оси дополнительного виброприемника с осью рабочегосопла в крайнем положении кулисы,На чертеже представлена структурнаясхема предлагаемого устройства.Устройство состоит из распределительнойкамеры 1 с рабочим соплом 2, соединенной гибким шлангом 3 с водопроводноймагистралью, основного 4 и дополнительного 5 виброприемников, двух спектроанализаторов 6 и 7, двух пиковых детекторов8 и 9, двух логарифмических усилителей10 и 11, схемы вычитания 12, самописцауровня электрического сигнала 13 и кривошипно-кулисного механизма 14 с качающейся кулисой 15, приводимого в движениемотором 16, При этом виброприемник 5закреплен над соплом на кулисе 15, Виброприемник 4 закреплен на исследуемомобразце 17. Распределительная камера 1установлена на подвижной каретке 18, соединенной механической тягой 19 с механизмом для протягивания диаграммнойбумаги самописца 13.:Устройство работает следующим образом.При подаче под давлением воды в распределительную камеру 1 с помощью сопла 2 образуется струя 20 воды, котораяпадает на исследуемый образец 17 и возбуждает в нем вибрации, С помощью кривошипно-кулисного механизма 14 в струюпериодически вводится виброприемник 5,причем движение качающейся кулисы 15отрегулировано таким образом, чтобы время воздействия струи на виброприемник 5было равно времени воздействия струи наисследуемый образец,Виброприемник 4 принимает импульсныйсигнал, который с помощью спектроанализатора 7 и пикового детектора 9 превращается в постоянный сигнал, амплитудакоторого может быть записана в видех= х,е - ", (1)где х, - начальный уровень, пропорциональный давлению в распределительной камере; хо=А Р (А - коэффициент пропорциональности);- расстояние между точками возбуждения и приема;а - коэффициент пространственногозатухания.Виброприемник 5 принимает импульсныйсигнал, который с помощью спектроанализатора 6 и пикового детектора 8 превращается в постоянный сигнал, амплитудакоторого может быть записана в видеу=В Р, (2)где В - коэффициент пропорциональности. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Сигналы с выходов пиковых детекторов 8 и 9 после прохождения логарифмических усилителей 10 и 11 и схемы вычитания 13 образуют сигнал, амплитуда Л которого не зависит от давления Р 2 = 1 д у - 1 д х = 1 д В + 1 д Р - 1 д А -- 1 д Р+ и 1 Р е = 1 д - + а 1 1 д е. (3)ВА Этот сигнал подается на вход самописца 13 и регистрируется на диаграммной бумаге. При включении механизма протягивания диаграммной бумаги за счет механической связи 19 каретка 18 с распределительной камерой 1 перемещается вдоль исследуемого образца 17 по направлению к виброприемнику 5. В результате уменьшается величина , а следовательно, увеличивается амплитуда регистрируемого на осциллограмме сигнала.Коэффициент пространственного затухания а измеряют по полученной кривой известными методами, например по тангенсу угла наклона.Использование предложенного устройства для измерения коэффициента пространственного затухания механических колебаний увеличивает точность измерений за счет исключения влияния непостоянства напора воды на результаты измерений. Формула изобретения Устройство для измерения коэффициента пространственного затухания механических колебаний, содержащее распределительную камеру с рабочим соплом, соединенную с водопроводной магистралью, виброприемник, установленный на исследуемом образце, спектроанализатор, подключенный к виброприемнику, и самописец, отличающ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены кривошипно-кулисный механизм с закрепленным на свободном конце кулисы дополнительным виброприемником, дополнительный спектроанализатор, подключенный к дополнительному виброприемнику, первый и второй логарифмические усилители, подключенные соответственно к выходам спектроанализаторов, первый и второй пиковые детекторы, подключенные соответственно к выходам логарифмических усилителей, и схема вычитания, входы которой подключены к выходам пиковых детекторов, а выход - ко входу самописца, при этом кривошипно-кулисный механизм установлен между рабочим соплом распределительной камеры и исследуемым образцом с возможностью совпадения оси дополнительного виброприемника с осью рабочего сопла в крайнем положении кулисы,Заказ 2717/12 Изд. М 115 Тираж 915 . ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Клюкин И. И, и др, Акустические измерения в судостроении. Л Судостроение, 1968, с. 235. 62, Демиденко Т, Ф, и др. Распространение волн в стержне с резонансными ребрами, - Акустический журнал, изд, АН СССР, 1975, ХХ 1, 6, с. 873.5