RU2010146050A - Способ измерения расстояния до контролируемого объекта - Google Patents

Abstract

Способ измерения расстояния до контролируемого объекта, при котором на контролирующем объекте генерируют и излучают периодический импульсный акустический сигнал, излучение которого синхронизируют с началом отсчета времени в точке приема на контролируемом объекте, принимают акустический сигнал на контролируемом объекте двумя приемниками, разнесенными на расстояние l значительно большее длины волны акустического излучения λ1, причем один из приемников, расположенный непосредственно на грунте, является векторным приемником, на выходе которого измеряют вертикальную uz и горизонтальную ur компоненты вектора колебательной скорости, в качестве второго приемника используют направленный приемник звукового давления с углом приема, равным критическому углу скольжения αкp=arccos(C1(h)/C2) для границы раздела вода - морское дно, на выходе которого измеряют звуковое давление P1(t), на основе измерений параметров принятых сигналов определяют групповое время tг запаздывания по формуле ! ! Т1, T - предварительно определенные временные интервалы, причем T1<T, Т - период излучения импульсного сигнала, P1(t) - сигнал на выходе приемника звукового давления, на основе измеренных значений компонент вектора колебательной скорости uz, ur определяют угол скольжения в точке приема ! ! , , ! - параметр, измеряемый с помощью векторного приемника, ! а искомое расстояние вычисляют с использованием предварительно определенной инвариантной скорости Синв, измеренной фазовой скорости Сф и группового времени tг запаздывания по формуле ! , Сф=С1(h)/cosβ, ! отличающийся тем, что излучают периодический импульсный акустический сигнал вертикально ориент

Claims (1)

1. Способ измерения расстояния до контролируемого объекта, при котором на контролирующем объекте генерируют и излучают периодический импульсный акустический сигнал, излучение которого синхронизируют с началом отсчета времени в точке приема на контролируемом объекте, принимают акустический сигнал на контролируемом объекте двумя приемниками, разнесенными на расстояние l значительно большее длины волны акустического излучения λ₁, причем один из приемников, расположенный непосредственно на грунте, является векторным приемником, на выходе которого измеряют вертикальную u_z и горизонтальную u_r компоненты вектора колебательной скорости, в качестве второго приемника используют направленный приемник звукового давления с углом приема, равным критическому углу скольжения α_кp=arccos(C₁(h)/C₂) для границы раздела вода - морское дно, на выходе которого измеряют звуковое давление P₁(t), на основе измерений параметров принятых сигналов определяют групповое время t_г запаздывания по формуле

   

   Т₁, T - предварительно определенные временные интервалы, причем T₁<T, Т - период излучения импульсного сигнала, P₁(t) - сигнал на выходе приемника звукового давления, на основе измеренных значений компонент вектора колебательной скорости u_z, u_r определяют угол скольжения в точке приема

   

   

   ,

   

   ,

   

   

   - параметр, измеряемый с помощью векторного приемника,

   а искомое расстояние вычисляют с использованием предварительно определенной инвариантной скорости С_инв, измеренной фазовой скорости С_ф и группового времени t_г запаздывания по формуле

   

   , С_ф=С₁(h)/cosβ,

   отличающийся тем, что излучают периодический импульсный акустический сигнал вертикально ориентированной четырехмодульной антенной, модули которой располагают попарно симметрично относительно поверхности морского дна, верхний и нижний модули возбуждают противофазно по отношению к двум другим модулям, расположенным между ними, саму антенну устанавливают на дно моря, глубину которого в месте установки определяют соотношением

   h=λ₁χ₁/2π,

   где χ₁ - предварительно определенное значение частотного параметра, соответствующее первой резонансной частоте в системе волновод - полупространство, а инвариантная скорость, равная скорости придонной волны, определяют соотношением

   

   ,

   где ρ₁₂=ρ₁/ρ₂, c₁₂=C₁(h)/C₂, ρ₁, C₁(h), ρ₂, С₂ - измеренные предварительно плотность и скорость звука в придонном слое воды, плотность и скорость продольных волн в грунте соответственно.