Способ абсолютного определения амплитуды давления акустической волны

СОКИ СОВЕТСНИ)(иненоннеиикРЕСПУБЛИК ЗСЮ 01 Н 3 10 О 01 Н 00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ., ," иднтоссиоиусниаиснсъстениннпо(71) Институт прикладной ФизикиАН СССР(56) 1. Авторское свидетельство СССРР 672499, клб 01 Н 3/10, 1978,2. Блинова Л. Н., Колесников А. ЕЛанганс Л. Б, Акустические измерения.М., Изд.-во стандартов, 1971, с. 217,220 (прототип),(54)(57) СПОСОБ АБСОЛЮТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУДЫ ДАВЛЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОЙВОЛНЫ, заключающийся в том, что всреде возбуждают плоскую акустическую волну, регистрируют с помощьюпреобразователя информативный параметр на частоте Г возбужденной волныв двух точках среды, находящихся наФиксированном расстоянии е, одна от, ЯО 1021954 А другой в направлении распространения волны, и по измеренным параметрам определяют амплитуду давления возбуж" даемой акустической волны, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расщирения диапазона измеряемых амплитуд давления и повьыения точности, в качестве информативного параметра выбирают амплитуды принятых преобразователем сигналов, измеряют их на удвоенной частоте 21, а амплитуду давления акустической волны расчиты,вают по формуле9 С ЯА Р 11-РЫ Ъ.1 И(4где р - плотность среды;С - скорость звука в среде,параметр нелинейноСти орелиЯ Р и Р - измеренные значения амплиИгтуд сигналов иа .частоте1021954 где- плотность средыс - скорость звука в среде,р - параметр нелинейности среды,Р,и Р- измеренные значения амплитуд сигналов на частотеЕ( ое 1) и 21(и е 2) в первой н второй точках приема,На чертеже изображена блок-схема устройства для реализации способа. ф УстрЬйство содержит электроакустическн после 1 овательно соединенные генератор 1 гармонических колебаний, излучающий 2 и широкополосный принимающий 3 преобразователи, помещенные в среду 4, акустические парамет ры 9, с и у которой известны, широкополосный усилитель 5 и спектроана-.лиэатор б. Изобретение относится к акустй-.ческмм и гидроакустическим измерениям и может быть использовано для,абсолютной калибровки акустическихмреобраэователей.Известен способ абсолютного опре. 5деления амплитуды давления акустической волны, заключавшийся в том,что измеряют радиационное давлениес помощьв радиометра, выполненного,например, в виде легкого диска, шарика илм конуса, размеры которых много болыае длины звуковой волны, ина основании этих измерений определяют амплитуду волны 1 1).Недостатком способа является 15его слабая помехозащищенность, пос.кольку на показания радмометра влияют акустические течения, конвенционные и другие потоки. Кроме того,способ не может быть использован 20для измерения амплитуд в импульсномрежиме излучения.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является способ 25абсолвтиого определения амплитудыдавления акустической волны, заключающийся в том, что в среде возбуждают плоскую акустическую волну,регистрируют с помощьв преобразователя информативный параметр на частотевозбужденной волны в двухточках среды, находящихся на Фиксированном расстоянии 1 одна от другой в Направлении распространенияволны, и по измереннва параметрамопределяют амплитуду давления возбуждаемой акустической волны. В качестве информативного параметра выбирают фазу колебаний и по величинеамплитуды колебаний раэностм фаз в 40двух точках приема, возникающихвследствие акустической модуляциивремени распространения волны засчет возбуждения в среде низкочастотных плоских волн большой амплитуды, 45,определяют амплитуду Р давления 2 1.Недостатком способа являетсясравнительно узкий диапазон измеряемых амплитуд давления. Это обусловлено, прежде всего, имеющей место 50неодйозначностью отсчета девиациифазы, а именно существует такоезначение амппитуды давления Р 1при котором амплитуда колебаний фазы одна и та же прн амплитудах давления акустической волны Р, Р+Р,Р+2 Р, и т,д т,е. однозначное определение амплитуд давления возможно лишь в диапазоне, не превьааающемРм. Кроме того, на результаты измерений оказывает влияние дополнительный набег 9 азы вследствие акустического ветра.Цель изобретения - расаирениедиапазона измеряемых амплитуд давле-,ния и повьааение точности. ) 65 Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу абсолютного определения амплитуды давления акус тической волны, заключающемуся в том, что в среде возбуждают плоскув акустическую волну, регистрируют с помощью, преобразователя информативный параметр на часрте т, возбужденной волны в двух точках среды, находящихся на Фиксированном расстоянии 1 одна от другой в направлении распространения волны, и по измеренным параметрам определяют амплитуду давления возбуждаемой акустической волны, в качестве информативного параметра выбирают амплитуды принятых преобразователем сигналов, измеряют их на удвоенной частоте 2, а аь- плнтуду Р давления акустической .волны расчитывают по Формуле Сущность способа заключается в следующем.В среде возбуждают, например, с помощьв пьезопреобразователя плоскую акустическув волну, В силу нелинейности среды в последней возбуждается акустическая водна на удвоенной частоте, амплитуда которой зависит от амплитуды Р 1 О возбуждаемой волны частотыи расстояния от излучателя. Затем широкополосным акустическим приемником осуществляется прием акустического сигнала в двух точках на расстояниях 11 и 1 э от центра излучающего преобразователя, при этом выделяют, например, с помощью спектроаналиэатора и измеряют амплитуды Р сигналов на частотет н на частоте 21. Истинные значения амплитуд Рс на частотеи Ро на частоте 2 т и измеренные величины сигналов Р вЗакаэ 4025/31 Тираж 873ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений,и открытий113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д, 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г, ужгород, ул. Проектная, 4 укладывается много длин волн. Необкодимость проведения такия измерений обусловлена тем, что излучение в среду непрерывной волны достаточно,большой амплитуды давления частоприводит к кавитации.