Устройство для измерения параметров поля скорости звука

Союз СоветсыинСоциапистичесыинРеспубпиы ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 859830.5 (088.8) ОО двлаи нзобрвтвннй и втнратнйОпубликовано 30,08.81, Бюллетень32 Дата опубликования описания 30.08.81(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПОЛЯ СКОРОСТИ ЗВУКА10 Изобретение относится к виброакус тическим измеретиям, в частности к устройствам для измерения параметров звука в жидкой среде и атмосфере и может быть использовано для определения градиента скорости звука при гидрологических и метеорологических работах. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения параметров поля скорости звука, содержащее последовательно соедиенные генератор, акустическую базу, состоящую из излучателя и приемника, и блок выделения15 информацииНедостаток указанного устройства состоит в том что он не может быть использован для прямого измерения10 градиента скорости звука, а при косвенном определении, заключающемся в измерении скорости звука в разли 1 ных токах расположения акустической базы измерителя и последующем вычисле нии градиента, как отношение разнос. ти скорости звука в этих точках к расстоянию между ними, измерение градиента является длительным процессом.Цель изобретения - уменьшение вре - мени измерения градиента скорости звука.Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения параметров звука акустическая база снабжена плоскопараллельной пластиной,акустические свойства которой и среды различны, и установленной между излучателями и приемником, а последний подключен к выходу акустической базы.На чертеже представлена блок-схема устройствй.Устройство для измерения параметров поля скорости звука содержит последовательно соединенные генератор 1, акустическую базу 2, состоящую859830 30 из излучателя 3 и приемника 4 акустических колебаний, блок 5 выделенияинформации, плоскопараллельную пластину 6, акустические свойства которойи среды различны, и установленнуюмежду излучателем 3 и приемником 41а последний подключен к выходу акустической базы 2, входящие в блок 5 выделения информации последовательносоединенные усилитель 7, амплитудный 1 Одетектор 8, дифференциальный усилитель 9,ко второму входу которого подключен источник 10 опорного сигнала.Устройство работает следующимобразом.15Электрический сигнал фиксированной частоты с выхода генератора 1поступает на излучатель 3 и в видепучка ультразвуковых колебаний, ограниченного диаграммой направленностиизлучателя,.распространяется в исследуемой среде, Пройдя плоскопараллельную пластину 6 колебания попада ют на приемник 4 акустических колебаний. Если поле скорости звука всреде обладает пространственной изменчивостью с некоторым градиентом,то пучок ультразвукового излученияотклоняется от своего первоначальногонаправления на угол, величина которого пропорциональна проекции градиента, перпендикулярной к направлениюизлучения. Так как коэффициент передачи плоскопараллельной пластины 6 нафиксированной частоте зависит отугла прихода ультразвуковых колебаний, то следовательно, амплитудапрошедшего через нее сигнала зависитот величины градиента скорости звука в среде, В приемнике 4 ультразвуковой сигнал преобразуется в электри 40ческий,.усиливается усилителем 7 иподается на амплитудный детектор8, с выхода которого поступает наодин из входов дифференциального усилителя 9, На второй вход этого усилителя подается опорный сигнал отисточника 10Уровень опорного сигнала выбирается таким, что в однородной среде, т.е. если нет измененияполя скорости звука, сигнал на выходе устройства отсутствует,а в неоднородной среде знак и уровень выход"ного сигнала определяют соответственно направление и величину градиентаскорости звука,55 фПри работе, в зависимости от исследуемой среды, необходимая чувствительность устройства достигается подбором плоскопараллельной пластины которая выполняется иэ материала с акустическими свойствами, существенно отличающимися от свойств исследуемой среды, например, из стали при измерении градиента поля скорости звука в водной среде.Предлагаемое устройство для изме" рения поля скорости звука в виду того, что акустическая база снабжена плоскопараллсльной пластиной с акустическими свойствами, существенно отличающимися от свойств исследуемой среды, позволяет непосредственно производить прямые измерения градиента скорости звука в жидкой среде или атмосфере при гидрологических 1 геофизических или метеорологических работах. Устройство повышает разрешающую пространственную способность измерения, а эа счет уменьшения влияния флуктуации скорости звука, которая автоматически осредняется по измеряемому обьему среды, повышается точность измерения. Формула изобретения Устройство для измерения параметров поля скорости звука, содержащее последовательно соединенные генератор, акустическую базу, состоящую из излучателя и приемника акустических колебаний, и блок выделения информации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения времени измерения градиента скорости звука, акустическая база снабжена плоско- параллельной пластиной, акустические свойства которой и среды различны, и установленной между излучателем и приемником, а последний подключен к выходу акустической базы. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе Гидрофизические и гидрооптические исследования в Атлантическом и Тихом океанах. Сборник статей. М., "Наука", 1974, с. 20-25 (прототип) .859830 Г Составитель А.ОманРедактор Е Лушникова Техред Ж.Кастелевич Корректор Л.Иван каз 7533/6ВНИИПИ 3 330 П "Патент", .г. Ужгород, ул. Проектная Тираж 484 Государственного коми по делам изобретений иМосква, Ж, Раушск Подписное ета СССР открытий я наб., д. 4