Способ определения характеристик направленности приемников акустических волн

72) Авторы иэобретеии ММ ИЪНюинн е и Ь:-Н., Н. Захаров, А. Н. Иванников,ой т ордена Ленина и ордена Октябрьскна Трудового Красного Зфме 3 щ,. завод им. И. А, Лихачева Московскии 71) Заявитель и ьн авто) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК НАПРАВЛЕННОС ПРИЕМНИКОВ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН Изобретение относится к области приборо. строения, а именно к способу определения характеристик направленности приемников акустических волн, который может быть использован при акустических измерениях, в частнос. ти при излучении шумовых помех и вибраций внутри и вне автомобиля, в каком-либо по. мещении или при друтих аналогичных ситуа 1Известен способ определения акустических свойств закрытого объема, где измерительный сигнал после генерации и фильтрации подается на излучатель, установленный внутри указать. ного объема вместе с приемником, воспринимающим сигналы от излучателя 1.Принятый сигнал интегрируется, задержива. ется и вычитается из основного сигнала, полученного до его подачи на линию задержки. Регистрация окончательного результата проис ходит после логарифмирования суммарного сигнала, Этот способ достаточно достоверен, но он уэкофункцивнален и позволяет иметь пред. ставление лищь о какой.то одной частоте. Увеличение количества излучателей и прием.ников звука, а также использование клапаннойсистемы их работы,. т,е. работы в автоколебательном. режиме, когда работает та или инаяпара излучатель-приемник, не только усложняетсам процесс определения акустических свойствсреды, но и используемую при этом аппарату ру 2.Это экономически нецелесообразно.Прототипом изобретения следует считатьспособ определения характеристик направлен.ности приемников акустических волн, осно.ванный на вращении в акустическом полена 360 вокруг оси одного или нескольких приемников с последующей регистрацией завы.симости уровня выходного сигнала от углаповорота этих приемников 3.Однако при- использовании такого способаточность проводимых измерений оказываетсянедостаточно высокой и, что самое основное,такие измерения нельзя практически проводитьв инфранизкой области звуковых частот. Аэто сужает функциональное назначение способа.Цель изобретения . - повышение точности измерений и расширение частотного диапазона в инфранизкую область при наличии диффуэ. иой и интерференционной помех.Цель достигается тем, что при использова. нии способа определения характеристик на. правленности приемников акустических волн, основанного на вращении в акустическом поле на 360 вокруг оси одного или нескольких приемников с последующей регистрацией за. висимости уровня выходного сигнала от уг. ла их поворота, производят одновременное измерение звукового давления и колебательной скорости с определением плотности потока акустической энергии в зависимости от ут. ла поворота приемников акустических волн и на основании данной зависимости выявляют характеристику направленности исследуемых приемников, Дополнительно цель повышения точности. проводимых измерений в области инфранизких звуковых частот решается за счет того, что реактивную плотность акустической энергии определяют в ближнем поле источника шума или звука и по полученной угловой зависимости выявляют характеристику направленности приемников акустических волн,1 О152025 При реализации описываемого изобретения следует учитывать, что в прототипе сам процесс реализации может быть осуществлен толь. ко в условиях одномерного звукового поля 50 и только тогда, когда размеры приемника акустической энергии на порядок или на два порядка (а в некоторых случаях и еще мень. ше) меньше длины стоячей звуковой волны, В противном случае при вращении самого приемника возникнут изменения начальных условий измерений. Т,е прототип, равно как и аналоги принципиально непригодны для оп. ределения суммарных характеристик направлен. ности приемников различных типов, а именно40 как приемников звукового давления, так и приемников колебательной скорости, Причина - каждой пучности звукового давления будет соответствовать узел колебательной скорости. Что же касается частотного диапазона,45 то известные способы и здесь ограничены по своим возможйостям в нижней части этого диапазона, так как размеры помещения должны быть такими, чтобы в нем укладывалось как минимум 2 - 3 длины волн. На частоте в 1 Гц это составит 1000 м. Само же ломе. щение, даже предположив, что его можно построить для этих целей, необходимо тщатель но прокалибровать и после этого ничего в него не вносить, что практически не реализуемо. При использовании же описываемого55 изобретения в случае определения характерис. тик направленности приемника колебательной скорости сам приемник помешают нф чыбрмном расстоянии и что важно - независимов каком поле - в ближнем или в дальнемполе сосредоточенного источника звука, Самже источник, и это также весьма важно,может быть расположен в обычном помещении,которое как и все помещения имеет стены,отражающие в какой-то степени звук. На геометрической оси вращения исследуемого приемника колебательной скорости неподвижноустанавливают приемник звукового давления.Электрические сигналы с выхода исследуемогоприемника и приемника звукового давленияумножают и получают при вращении исследуемого приемника вокруг своей оси зависимостьплотности потока акустической энергии от угла поворота исследуемого приемника. Нормируя эту зависимость на максимальное значение плотности потока акустической энергииполучают возможность определять характеристику направленности исследуемого акустического приемника колебательной скорости,Допустим, что в каком-либо конкретномслучае оказывается необходимым определитьдиаграмму направленности приемника звукового давления в инфразвуковой области частот.Тогда исследуемый приемник звукового давления помещают в ближнем поле источника,а на геометрической оси его вращения неподвижно устанавливают приемник колебательной скорости. Электрические сигналы с выхода исследуемого приемника и приемникаколебательной скорости сдвигают на 90 относительно друт друга и умножают. При вращении исследуемого приемника вокруг своейоси получают зависимость реактивной плотности акустической энергии от угла поворотаисследуемого приемника, по которой определяют характеристику направленности исследуемого приемника звукового давления.Как можно видеть способ достаточно универсален и позволяет исследовать акустическиеполя при относительно малом количестве аппаратуры и практически вне зависимости откачества помещения, что удешевляет сам про.цесс измерения характеристик. Что же касается его конкретного использования, то в качестве примера можно указать на возможностьисследования инфраэвукового поля в салонеавтомашин любого класса, в том числе ивысшего типа ЗИЛ,Формула изобретения1, Способ определения характеристик на.правленности приемников акустических волн,основанный на вращении в акустическом полена 360 вокруг оси одного нли нескольких870927 бпроводимых измерений в области инфранизких звуковых частот, реактивную плотность акус.тической энергии определяют в ближнем поле источника шума или звука и по полученной5 угловой зависимости выявляют характеристику т направленности приемников акустических волн. Составитель В ДобровольскийТехред А. Ач Корректор О. Билак Редактор Т. Кузнецова Подписное Тираж 705 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Заказ 8416/9 Филиал ППП ".Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 симости уровня выходного сигнала от угла их поворота, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения частотного диапазона в инфранизкую область в условиях наличия диффузной и интерференционной помех, производя одновременное измерение звукового давления и колебательной скорости с определением плотности потока акустической энергии в зависимости от угла поворота приемников акустиче 1 О ких волн и на основании данной зависимости выявляют характеристику направленности исследуемых приемников акустических волн,2. Способ по п, 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности Источники информациипринятые во внимание при экспейзе 1, Патент США Ма 3343627, кл. 181 - 5, 196 Ч, 2. Патент Японии В 389, кл, 111 А. 11, 1971 3. Авторское свидетельство СССР На 148825,кл. 6 01 й 29/10, 1961 (прототип).