Устройство для измерения коэффициента отражения звука от пластин

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) (И) 5 О 414 А 5 С 01 М 29/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР ИТЕТРЫТИЯ Е ИЗОБРВИДЕТЕЛЬСТ ПИСАН Е Н ДВТОРСКО 1 представлено ерения коэффиц а от пластин в фиг устроистиента отра ни- спольИзобретение отнеской акустик и си ся к о для из ения зву жет быт качеств реде вателя; на панел ри контрородок.изобретеннтроля пр вано ой волны излстный случайойства, в кото оле плоиг.2 полнения повышение точнаклонном падени л ром в качест нтенн исполь блока устр ве приемнь зуются ант х прозрачных енны бегущей ре а счет ра ии падающ звука на пласти области интерфе раженной волн. олнын ия блока и и отслучаи выполне г,3 и(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ ЗВУКА ОТ ПЛАСТИН(5) Изобретение относится к технической акустике и может быть использовано при контроле .качества панелей и перегородок, Целью изобретения является повышение точности контроля при наклонном падении звука напластину за счет расширения областиинтерференции падающей и отраженной волн. Устройство содержит двазвуковых приемника в виде плоскихантенн, установленных в одной плоскости и жестко закрепленных на осимеханизма вращения. При этом одна из антенн установлена перед исследуемой пластиной, а вторая - вне этойпластины. К антеннам подсоединеныэлектронные блоки, выходы которыхподключены к входам вычитающегоблока. Непрерывный ипи импульсныйэлектрический сигнал поступаетна излучатель, который облучает исследуемую пластину. Акустический сигнал регистрируется двумя антеннами.Поскольку первая антенна размещенаперед пластиной, то акустическоеполе в месте ее расположения складывается иэ падающей и отраженной волнВторая антенна расположена в свободном поле и поэтому она измеряеттолько падающую звуковую волну, Путем вычитания сигналов с обеих антенн получают значение отраженнойволны, по которой и рассчитываюткоэффициент отражения, В устройстведифракционные составляющие акустической помехи от краев пластины будут существенно уменьшены эа счетпространственной избирательностидвух приемных прозрачных антенн.4 ил.45 ройства, в котором в качестве приемных прозрачных антенн используютсяплоские антенные решетки электроакусФических преобразователей.5Устройство содержит электрическийгенератор 1, например, генератор синусоидальных колебаний (непрерывныхспи импульсных). Выход электрического генератора 1 подключен к излучателю 2, который излучает акустический сигнал в среду 3 (воду). Акустический сигнал регистрируется двумя приемными идентичными прозрачнымиантеннами 4, например, плоскими 5антенными решетками из приемников Давления ипи колебательной скорости, либо антеннами бегущей волны. Приемные прозрачные антенны 4 размещенына расстоянии от излучателя 2, равном1 а+2 Ь)Ьз 2- -- )Ъгде 1 - расстояние между излучателем2 и приемными антеннами 4; 25а - расстояние между приемнымиантеннами 4;Ъ - геометрический размер приемной антенны 4 в вертикальнойплоскости30% - длина волны в среде.Выходы приемных антенн 4 подключены соответственно на входы блоков 5 формирования характеристик антенны, Выходы блоков 5 подключены35 к входам блока 6 вычитания. Вычитание сигналов, на выходе сумматора можно достигнуть, если складывать1 один из сигц ал ов со знаком - . К бло ку б подсоединен блок 9 регистрации . Две идентичныеантенны 4 размещены в одной плоскости вдоль оцной оси механизма 7 вращения на расстоянии одна от другой более половины наибольшего геометрического размера антенны 4 и не менее длины волны в среде от нижнего края пластины 8 до верхнего края второй приемной антенны 4.Устройство работает следующимобразом.непрерывный или импульсный электрический сигнал от электрического генератора 1 поступает на излучатель 2, который излучает сигнал в среду 3.55 Акустический сигнал регистрируется двумя приемными прозрачными антеннами. Первая приемная антенна 4 размещается перед исследуемой пластиной 8, а вторая - в свободном поле излучателя 2 под первой антенной, Акустическое поле в месте размещения первой приемной антенны 4 складывается из падающей плоской волны от излучателя 2, зеркально отраженной плоской волны от пластины 8 и поля рассеянного краями исследуемой пластины 8. Акустическое поле в месте расположения второй приемной антенны 4 равно только падающей плоской волне от излучателя 2. При поворотепластины 8 на угол Ос главные лепестки характеристик направленности приемных антенн 4 синхронно поворачиваются на угол 2 о 6. Синхронный поворот главных лепестков характеристик направленности антенн 4 можно выполнить несколькими вариантами конструкций, которые показаны на фиг.2-4.Поворот главных лепестков характеристик направленности антенн 4 на угол 2 сможно выполнить механизмом 7 вращения нескомпенсированных антенн 4 на угол 2 с 6, который выполнен в виде редуктора, вращающего пластину на угол Ы , а антенны 4 - на угол 2 Ы; блоками 5, которые при повороте пластины на угол Ы, механизмом 7 вращения поворачивают главные лепестки характеристик направленности антенн 4 на угол 2 с; механизмом 7 вращения, поворачивающим пластину 8 и антенны 4 на угол ОЬ; блоками 5, поворачивающими дополнительно главные лепестки характеристик направленности антенны 4 на угол К .При механическом повороте пластины 8 на угол о и антенн 4 на угол 2 с, синхронный поворот пластины 8 и антенн 4 осуществляется через механический редуктор, При электронно-механическом повороте главных лепестков антенны 4 и пластина 8 могут поворачиваться одним механизмом 7 вращения. При электронном повороте главных лепестков антенн 4, последние жестко закреплены вдоль оси механизма 7 вращения и не поворачиваются в пространстве. При механическом повороте главных лепестков характеристик направленности антенн 4, например, антенн бегущей волны, ось вращения приемных антенн 4 может быть максимапьно приближена к исследуемой пластине 8. При механическом повороте главных лепестков приемных антенн 4, расстояние между осью механизма 7 вра5 15щения, приемных антенн 4 и пластиной8 выбирается таким, чтобы приемнаяантенна 4 могла вращаться, не задеваяпластины 8,При электронном сканированииглавными лепестками характеристик.направленности антенн 4, пластина 8размещается от приемных антенн 4на расстоянии, обеспечивающем отсутствие касания с антенной 4, Приэлектронно-механическом поворотеглавных лепестков характеристик направленности антенн 4, плоскость размещения антенн 4 может быть совмещена с поверхностью исследуемойпластины 8, что позволяет использовать большую часть отоажающей поверхности для определения коэффициентаотражения звука от пластины 8(фиг.З).Выходы приемных антенн 4 подключены соответственно параллельно навходы приемных блоков 5, на выходекоторых формируются характеристикинаправленности антенн 4 в заданномнаправлении. Электронные блоки 5настраиваются таким образом, чтобысигналы на их выходах были равны поамплитуде и фазе при отсутствии отражающей пластины 8. При этом выравнивание фаз и амплитуд производитсянастроечными элементами, входящимив состав блоков 5, Вычитание сигналов на выходе вычитающего устройства6 можно выполнить, если сигналы навыходе блоков 5 сдвинуть друг относительно друга с помощью настроечныхоэлементов на 180 и суммировать ихна сумматоре,Если регистратор на выходе схемывычитания откалибровать так, чтопри отсутствии пластины 8 его показания при подключении только одной 50414 6приемной антенны 4, максимум характеристики которой направлен на излучатель 2, принять за единицу, то показания его при введении пластины 8и включении обеих антенн 4 дадут вдолях от этой принятой единицы значение модуля коэффициента отражениязвука от пластины, умноженногона некоторый фазовый множитель, Приэтом дифракционные составляющие акустической помехи от краев пластины 8будут существенно уменьшены за счетпространственной избирательности 15 антенн 4.гФормула изобретения Устройство для измерения коэффи циента отражения звука от пластин,содержащее звуковой излучатель, генератор электрических сигналов, подсоединенный к звуковому излучателю, звуковой приемник в виде звукопрозрач ной антенны, блок формирования характеристик антенны, соединенныйс выходом антенны, и механизм вращения, на оси которого закрепленаантенна, о т л и ч а ю щ е е с я 30 тем, что, с целью повышения точности контроля при наклонном падениизвука на пластину падающей и отраженной волн, оно снабжено вторымзвуковым приемником в виде звукопрозрачной антенны, идентичной первойи закрепленной на оси механизма вращения, и установленным в плоскостипервого приемника, вторым блоком формирования характеристик антенны, под ключенным к втсрой антенне, вычитающим блоком, к входам которого подключены выходы блоков формирования характеристик антенны, и блоком регистрации.1550414 Составитель Г,федороведактор И,Касарда Техред М.Дидык Корректо ож Заказ 268 Тираж 503 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. 1 ина, 10