RU1140571C - Method of measuring power of low-frequency hydroacoustic irradiator with internal air cavity - Google Patents

Method of measuring power of low-frequency hydroacoustic irradiator with internal air cavity Download PDF

Info

Publication number
RU1140571C
RU1140571C SU3655705A RU1140571C RU 1140571 C RU1140571 C RU 1140571C SU 3655705 A SU3655705 A SU 3655705A RU 1140571 C RU1140571 C RU 1140571C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
emitter
air cavity
internal air
frequency
low
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Б.Н. Боголюбов
Б.М. Салин
М.М. Славинский
В.А. Тютин
Original Assignee
Институт прикладной физики РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт прикладной физики РАН filed Critical Институт прикладной физики РАН
Priority to SU3655705 priority Critical patent/RU1140571C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1140571C publication Critical patent/RU1140571C/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения мощности низкочастотных гидроакустических излучателей, имеющих внутреннюю воздушную полость. The invention relates to measuring technique and can be used to determine the power of low-frequency sonar emitters having an internal air cavity.

Известен способ измерения мощности при градуировке излучателя, заключающийся в том, что градуируемым излучателем возбуждают акустические колебания, обратимым преобразователем и гидрофоном принимают эти колебания, измеряют электрические сигналы на их выходах, затем возбуждают акустические колебания обратным преобразователем, принимают эти колебания гидрофоном, измеряют электрический сигнал на его выходе и по измеренным электрическим сигналам определяют мощность градуируемого излучателя. There is a method of measuring power when calibrating the emitter, which consists in the fact that the calibrated emitter excites acoustic vibrations, a reversible transducer and a hydrophone take these vibrations, measure the electrical signals at their outputs, then excite acoustic vibrations with a reverse transducer, take these vibrations with a hydrophone, measure the electrical signal at its output and the measured electrical signals determine the power of the graduated emitter.

Недостатками этого способа являются невозможность проведения измерений без изменения режима работы излучателя и малая точность измерений, обусловленная неоднородностью водной среды вдоль трассы измерений. The disadvantages of this method are the impossibility of taking measurements without changing the operating mode of the emitter and the low accuracy of the measurements due to the heterogeneity of the aqueous medium along the measurement path.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ измерения мощности низкочастотного гидроакустического излучателя с внутренней воздушной полостью, заключающийся в том, что градуируемый излучатель погружают в жидкость, гидрофоном измеряют параметры акустического поля, создаваемого излучателем, и по этим параметрам определяют мощность излучателя. The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a method for measuring the power of a low-frequency sonar emitter with an internal air cavity, which consists in immersing a graduated emitter in a liquid, measuring the acoustic field generated by the emitter with a hydrophone, and determining the emitter power from these parameters.

Недостатком способа является недостаточная точность измерений в реальных эксплуатационных условиях. Это обусловлено тем, что для реализации данного способа требуется соблюдать условия свободного поля (однородной безграничной среды). Кроме того, при измерениях акустической мощности отдельных излучателей, функционирующих в составе антенной системы, точность измерений уменьшается также из-за того, что в этом случае эталонным гидрофоном принимается суммарный сигнал от всех излучателей антенной системы. Еще один фактор, снижающий точность способа, заключается в появлении шумов обтекания гидрофона при измерениях в условиях буксировки излучателя или антенной системы. The disadvantage of this method is the lack of measurement accuracy in real operating conditions. This is due to the fact that the implementation of this method requires compliance with the conditions of the free field (homogeneous infinite environment). In addition, when measuring the acoustic power of individual emitters operating as part of the antenna system, the accuracy of the measurements is also reduced due to the fact that in this case the total signal from all radiators of the antenna system is received by the reference hydrophone. Another factor that reduces the accuracy of the method is the appearance of noises flowing around the hydrophone when measured under conditions of towing a radiator or antenna system.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей измерения за счет проведения их в реальных эксплуатационных условиях. The aim of the invention is the expansion of technological measurement capabilities by conducting them in real operating conditions.

Цель достигается за счет того, что в способе измерения мощности низкочастотного гидроакустического излучателя с внутренней воздушной полостью, заключающемся в том, что градуируемый излучатель погружают в жидкость, гидрофоном измеряют параметры акустического поля, создаваемого излучателем, и по этим параметрам определяют мощность излучателя, гидрофон устанавливают во внутреннюю воздушную полость излучателя, измеряют им амплитуду Р и частоту Ω переменного давления, а мощность излучателя рассчитывают по формуле
N

Figure 00000001
·
Figure 00000002
P
Figure 00000003
где ρ плотность жидкости;
c скорость распространения упругих волн в жидкости;
Vo постоянная составляющая объема внутренней полости излучателя;
Ро статическое давление внутри полости;
х показатель адиабаты для воздуха.The goal is achieved due to the fact that in the method of measuring the power of a low-frequency sonar emitter with an internal air cavity, namely, that the graduated emitter is immersed in a liquid, the parameters of the acoustic field generated by the emitter are measured by a hydrophone, and the emitter power is determined by these parameters, the hydrophone is set to the internal air cavity of the emitter, they measure the amplitude of P and the frequency Ω of variable pressure, and the power of the emitter is calculated by the formula
N
Figure 00000001
·
Figure 00000002
P
Figure 00000003
where ρ is the density of the liquid;
c is the propagation velocity of elastic waves in a fluid;
V o constant component of the volume of the internal cavity of the emitter;
P o static pressure inside the cavity;
x is the adiabatic exponent for air.

Способ измерения мощности низкочастотного гидроакустического излучателя с внутренней воздушной полостью осуществляется следующим образом. A method of measuring the power of a low-frequency sonar emitter with an internal air cavity is as follows.

Градуируемый излучатель погружают в жидкость. Во внутреннюю воздушную полость излучателя помещают гидрофон с известной чувствительностью. Целесообразно в качестве гидрофона использовать биморфный пьезоэлектрический датчик, не восприимчивый к вибрациям. Местоположение гидрофона в воздушной полости излучателя не принципиально, так как при выполнении условия малости размеров полости по сравнению с длиной волны звука в воздухе звуковое давление практически одинаково во всех точках объема. Подают на излучатель электрический сигнал и он возбуждает в жидкости акустическое поле. Известно, что акустическая мощность определяется через объемную скорость V излучателя по следующему соотношению:
N ρcK2

Figure 00000004
где К волновое число.The graduated emitter is immersed in a liquid. A hydrophone with a known sensitivity is placed in the internal air cavity of the emitter. It is advisable to use a bimorph piezoelectric sensor that is not susceptible to vibration as a hydrophone. The location of the hydrophone in the air cavity of the emitter is not critical, since when the condition for the small size of the cavity is satisfied compared to the wavelength of sound in air, the sound pressure is almost the same at all points in the volume. An electric signal is supplied to the emitter and it excites an acoustic field in the liquid. It is known that acoustic power is determined through the space velocity V of the emitter according to the following relation:
N ρcK 2
Figure 00000004
where K is the wavenumber.

Зная, что амплитуда объемной скорости равняется амплитуде скорости изменения объема излучателя и для гармонического процесса равняется произведению амплитуды переменной составляющей объема излучателя на частоте, а также используя уравнение для газовой среды в адиабатическом приближении, получаем, что
v

Figure 00000005
· P и, подставляя полученное выражение в предыдущее, получим формулу для расчета мощности излучателя по параметрам воздушной среды внутри излучателя. При работе излучателя давление внутри воздушной полости излучателя изменяется по гармоническому закону с частотой, равной частоте излучаемого сигнала, и амплитудой, пропорциональной звуковому давлению в излучаемом акустическом сигнале. С помощью гидрофона измеряют частоту и амплитуду переменной составляющей давления внутри воздушной полости излучателя, а с помощью датчика потенциометрического типа определяют постоянную составляющую давления. По измеренным параметрам с помощью формулы рассчитывают мощность излучателя.Knowing that the amplitude of the volume velocity is equal to the amplitude of the rate of change of the emitter volume and for the harmonic process is equal to the product of the amplitude of the variable component of the emitter volume at the frequency, and also using the equation for the gas medium in the adiabatic approximation, we obtain
v
Figure 00000005
· P and, substituting the obtained expression in the previous one, we obtain a formula for calculating the power of the emitter according to the parameters of the air medium inside the emitter. During operation of the emitter, the pressure inside the air cavity of the emitter varies in harmonic law with a frequency equal to the frequency of the emitted signal and an amplitude proportional to the sound pressure in the emitted acoustic signal. Using a hydrophone, the frequency and amplitude of the variable pressure component inside the air cavity of the emitter are measured, and the constant pressure component is determined using a potentiometric type sensor. According to the measured parameters using the formula calculate the power of the emitter.

Способ измерения мощности низкочастотного гидроакустического излучателя с внутренней воздушной полостью позволяет с высокой точностью проводить измерения в реальных эксплуатационных условиях, поскольку при измерении параметров газовой среды внутри излучателя устраняются помехи, связанные с нарушением условий свободного поля, обтеканием гидрофона и влиянием других излучателей, функционирующих в составе антенной системы. The method of measuring the power of a low-frequency sonar emitter with an internal air cavity allows high-precision measurements in real operating conditions, since when measuring the parameters of the gaseous medium inside the emitter, interference due to disturbance of the free field conditions, flow around the hydrophone and the influence of other emitters functioning as part of the antenna is eliminated system.

Claims (1)

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ НИЗКОЧАСТОТНОГО ГИДРОАКУСТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧАТЕЛЯ С ВНУТРЕННЕЙ ВОЗДУШНОЙ ПОЛОСТЬЮ, заключающийся в том, что градуируемый излучатель погружают в жидкость, гидрофоном измеряют параметры акустического поля, создаваемого излучателем, и по этим параметрам определяют мощность излучателя, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей измерения за счет проведенных их в реальных эксплуатационных условиях, гидрофон устанавливают во внутреннюю воздушную полость излучателя, измеряют им амплитуду P и частота Ω переменного давления, а мощность излучателя рассчитывают по формуле
Figure 00000006

где β плотность жидкости;
с скорость распространения упругих волн в жидкости;
Vо постоянная составляющая объема внутренней полости излучателя;
Pо статическое давление внутри полости;
х показатель адиабаты для воздуха.METHOD FOR MEASURING THE POWER OF A LOW-FREQUENCY HYDROACOUSTIC RADIATOR WITH AN INTERNAL AIR CAVITY, which consists in immersing a calibrated emitter in a liquid, and measuring the acoustic field generated by the emitter with a hydrophone, and using these parameters determines the emitter’s technological capabilities, which differs in that due to their conducted in real operating conditions, the hydrophone is installed in the internal air cavity of the emitter, they measure the amplitudes P and frequency Ω variable pressure, and the emitter power calculated by the formula
Figure 00000006

where β is the density of the liquid;
with the speed of propagation of elastic waves in a liquid;
V about the constant component of the volume of the internal cavity of the emitter;
P o static pressure inside the cavity;
x is the adiabatic exponent for air.
SU3655705 1983-10-27 1983-10-27 Method of measuring power of low-frequency hydroacoustic irradiator with internal air cavity RU1140571C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU3655705 RU1140571C (en) 1983-10-27 1983-10-27 Method of measuring power of low-frequency hydroacoustic irradiator with internal air cavity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU3655705 RU1140571C (en) 1983-10-27 1983-10-27 Method of measuring power of low-frequency hydroacoustic irradiator with internal air cavity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1140571C true RU1140571C (en) 1995-10-27

Family

ID=30440067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU3655705 RU1140571C (en) 1983-10-27 1983-10-27 Method of measuring power of low-frequency hydroacoustic irradiator with internal air cavity

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1140571C (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2492431C1 (en) * 2012-02-08 2013-09-10 Открытое акционерное общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" Method of measurement of power of underwater sound projector and device for implementation of method
RU2705390C1 (en) * 2018-11-21 2019-11-07 Акционерное общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" (АО "Корпорация "Комета") Method of hydroacoustic emitter power measurement and device for its implementation

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Боббер Р. Гидроакустические измерения, М.: Мир, 1974, с. 42-45. *
Жулин В.И., Римский-Корсаков А.В., Рехтман В.И., Ямщиков В.С. Низкочастотный гидропневматический излучатель. Акустический журнал, т. 19, вып. 1, 1973. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2492431C1 (en) * 2012-02-08 2013-09-10 Открытое акционерное общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" Method of measurement of power of underwater sound projector and device for implementation of method
RU2705390C1 (en) * 2018-11-21 2019-11-07 Акционерное общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" (АО "Корпорация "Комета") Method of hydroacoustic emitter power measurement and device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5392258A (en) Underwater acoustic intensity probe
RU1140571C (en) Method of measuring power of low-frequency hydroacoustic irradiator with internal air cavity
CN111397721A (en) Method and system for absolute calibration of co-vibrating vector hydrophone based on water surface boundary vibration measurement technology
SU1030685A1 (en) Method and device for dynamic graduation of pressure converter in impact pipe
CN113418593B (en) Volume sound source calibration device
SU1437772A1 (en) Method and apparatus for determining concentration of free gas in gas-liquid medium
SU1196751A1 (en) Method of measuring occluded gas in liquid
SU678723A1 (en) Device for calibrating vibration speed pick-ups
SU917074A1 (en) Method of sound reflection factor determination
SU668104A1 (en) Method of absolute calibration of electroacoustic transducer
SU832785A1 (en) Method of graduating oscillatory speed receivers in liquid layer
SU1352671A1 (en) Method of calibrating hydrophones
SU538285A1 (en) Device for measuring Poisson's ratio
RU2068543C1 (en) Method of measurement of mass flow rate of liquid and gaseous media
SU155867A1 (en)
RU2210764C1 (en) Procedure determining density of liquids and device for its implementation
SU1679394A1 (en) Accelerometer
SU1413463A1 (en) Method of calibrating pressure gradient transducers
SU106970A1 (en) The method of absolute calibration of hydrophones
SU440598A1 (en) Ultrasound attenuation measurement method
RU1778586C (en) Method for graduating pressure gradient receivers
RU2139503C1 (en) Gear measuring volumetric flow rate of fluid in nonramming conduit
SU834394A1 (en) Ultrasonic method of measuring thicknees
Ziolkowski et al. Computation of far-field air gun signatures from gun-mounted pressure measurements
SU953547A2 (en) Sound reflection factor meter