RU2130597C1 - Device and method for determination of pressure and velocity of motion of waves, of velocity of sound in their propagation medium and direction to sound source - Google Patents
Device and method for determination of pressure and velocity of motion of waves, of velocity of sound in their propagation medium and direction to sound source Download PDFInfo
- Publication number
- RU2130597C1 RU2130597C1 RU96121526A RU96121526A RU2130597C1 RU 2130597 C1 RU2130597 C1 RU 2130597C1 RU 96121526 A RU96121526 A RU 96121526A RU 96121526 A RU96121526 A RU 96121526A RU 2130597 C1 RU2130597 C1 RU 2130597C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shock
- pyramid
- shock waves
- shock wave
- waves
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к исследованиям характеристик звуковых ударных волн в сплошных средах и источников ударных волн, в частности, для определения максимального относительного избыточного давления в звуковых ударных волнах, скорости их движения, скорости звука в среде их распространения и направления на источник ударных волн. The invention relates to studies of the characteristics of sound shock waves in continuous media and sources of shock waves, in particular, to determine the maximum relative overpressure in sound shock waves, their speed, speed of sound in the environment of their propagation and direction to the source of shock waves.
В современной технике акустических измерений известны устройства и способы измерения избыточного давления ударной волны, например [1, 2, 3, 4], а также измерения скорости звука в сплошных средах [5, 6, 7]. In the modern acoustic measurement technique, devices and methods are known for measuring the overpressure of a shock wave, for example [1, 2, 3, 4], as well as measuring the speed of sound in continuous media [5, 6, 7].
Однако известные способы предназначены для измерения только одного параметра ударных волн, а именно, избыточного давления или только измерения скорости звука в среде без связи с акустическими параметрами ударной волны. Таким образом, известные способы и осуществляющие их устройства не позволяют в комплексе с избыточным давлением находить характеристики среды, а также направление на источник ударных волн. Кроме этого недостатком известных способов измерения избыточного давления ударных волн является необходимость предварительного тарирования первичного преобразователя, воспринимающего воздействие ударной волны, чем также снижается точность измерения и требует использования дополнительного оборудования. However, the known methods are intended for measuring only one parameter of the shock waves, namely, overpressure or only measuring the speed of sound in a medium without connection with the acoustic parameters of the shock wave. Thus, the known methods and their devices do not allow, in combination with excess pressure, to find the characteristics of the medium, as well as the direction to the source of the shock waves. In addition, a disadvantage of the known methods for measuring the overpressure of shock waves is the need for preliminary calibration of the primary transducer, which perceives the shock wave, which also reduces the accuracy of the measurement and requires the use of additional equipment.
В связи с отсутствием в уровне техники средств, совпадающих с заявляемыми изобретениями по назначению (определение давления и скорости движения ударных волн, скорости звука в среде их распространения и направления на звуковой источник) предлагается считать заявленные способ и устройство как изобретения, не имеющие аналогов. Due to the lack of means in the prior art that coincide with the claimed inventions for their intended purpose (determining the pressure and velocity of shock waves, the speed of sound in the medium of their propagation and direction to a sound source), it is proposed to consider the claimed method and device as inventions that have no analogues.
Целью изобретения является создание устройства и способа, позволяющих одновременно находить параметры ударных волн, характеристик среды их распространения и направление на источник, генерирующий ударные волны, без предварительного тарирования первичных преобразователей, что существенно повышает достоверность и точность измерений. The aim of the invention is to create a device and method that simultaneously allows you to find the parameters of the shock waves, the characteristics of the medium of their propagation and the direction to the source generating the shock waves, without preliminary calibration of the primary transducers, which significantly increases the reliability and accuracy of measurements.
Цель достигается тем, что устройство Селеткова для определения давления и скорости движения ударных волн, скорости звука в среде их распространения и направления на звуковой источник, включает четыре первичных преобразователя, центры которых размещены относительно друг друга в углах пирамиды, боковые грани которой выполнены в виде прямоугольных треугольников с равными между собой катетами. The goal is achieved in that the Seletkov device for determining the pressure and velocity of shock waves, the speed of sound in the medium of their propagation and direction to the sound source, includes four primary transducers whose centers are located relative to each other in the corners of the pyramid, the side faces of which are made in the form of rectangular triangles with equal legs.
Поставленная цель достигается также тем, что в способе Селеткова для определения давления и скорости движения ударных волн, скорости звука в среде их распространения и направления на звуковой источник, включающий установку в месте измерения четырех первичных преобразователей, генерирование последними при нагружении измеряемыми ударными волнами сигналов, преобразование этих сигналов в измерительной цепи, регистрацию максимальных значений сигналов, соответствующих максимальным нагружениям первичного преобразователя ударными волнами, генерирование при одинаковых внешних условиях дополнительной ударной волны с нагружением первичного преобразователя, отличающимся от максимального значения нагружения измеряемой ударной волной и определение времени движения измеряемых ударных волн между преобразователями, при этом фиксируют периоды времени движения ударной волны от первичного преобразователя, нагружаемого ударной волной первым до трех других первичных преобразователей, определяют последовательность прохождения ударной волной углов пирамиды, вычисляют по зафиксированным периодам времени время движения ударных волн от вершины до других углов, вычисляют среднее значение скорости движения ударных волн на отрезке расположения преобразователей по формуле:
находят углы между вектором, перпендикулярным к плоскости ударной волны, и катетами прямоугольных треугольников - боковых граней пирамиды по зависимостям:
причем при прохождении ударной волной сначала угла пирамиды, а затем вершины пирамиды в формуле подставляется знак минус, находят отношение максимальной амплитуды электрического сигнала, поступающего от нагружения измерительной ударной волной к амплитуде электрического сигнала от нагружения дополнительной ударной волной, определяют скорость звука в среде распространения ударных волн по формуле:
определяют максимальные значения избыточного давления в измеряемой и дополнительной ударных волнах по формулам:
В формулах (1)-(4) обозначено:
Δp1, Δp2- максимальное избыточное давление в измеряемой и дополнительной ударных волнах;
p - барометрическое давление;
k - коэффициент адиабаты среды распространения ударных волн;
u, а - средняя скорость движения ударной волны на контрольном отрезке ударной трубы и скорость звука в среде движения волны;
В - размер катетов прямоугольных треугольников - граней прямоугольной пирамиды;
tA1 , tA2, tA3 - периоды времени движения ударной волны от первичного преобразователя, расположенного в вершине пирамиды, до первичных преобразователей в других углах пирамиды;
π12= A1/A2, где A1, A2 - амплитуды электрических сигналов при нагружении первичного преобразователя соответственно измерительной и дополнительной ударными волнами.This goal is also achieved by the fact that in the Seletkov method for determining the pressure and velocity of shock waves, the speed of sound in the medium of their propagation and direction to a sound source, which includes installing four primary transducers at the measurement site, generating the signals measured by the shock waves measured by the latter, and converting of these signals in the measuring circuit, recording the maximum values of the signals corresponding to the maximum loads of the primary transducer by shock waves and, generating under the same external conditions an additional shock wave with loading of the primary transducer that is different from the maximum value of loading with the measured shock wave and determining the time of movement of the measured shock waves between the transducers, while recording the time periods of movement of the shock wave from the primary transducer loaded by the shock wave first to three other primary transducers, determine the sequence of passage of the corners of the pyramid by the shock wave, calculated by for fixed periods of time, the time of movement of the shock waves from the top to other angles, calculate the average value of the speed of movement of the shock waves in the segment of the transducers according to the formula:
find the angles between the vector perpendicular to the plane of the shock wave and the legs of the right triangles - the side faces of the pyramid according to the dependencies:
moreover, when the shock wave passes through the pyramid’s corner and then the top of the pyramid, the minus sign is substituted in the formula, the ratio of the maximum amplitude of the electric signal coming from loading by the measuring shock wave to the amplitude of the electric signal from loading by the additional shock wave is found, the speed of sound in the medium of shock wave propagation is determined according to the formula:
determine the maximum values of excess pressure in the measured and additional shock waves by the formulas:
In the formulas (1) - (4) is indicated:
Δp 1 , Δp 2 - maximum overpressure in the measured and additional shock waves;
p is the barometric pressure;
k is the adiabatic coefficient of the medium of propagation of shock waves;
u, a is the average velocity of the shock wave on the control segment of the shock tube and the speed of sound in the medium of the wave;
B - the size of the legs of rectangular triangles - the faces of a rectangular pyramid;
t A1 , t A2 , t A3 - time periods of the shock wave from the primary transducer located at the top of the pyramid to the primary transducers in other corners of the pyramid;
π 12 = A 1 / A 2 , where A 1 , A 2 are the amplitudes of the electrical signals during loading of the primary transducer by measuring and additional shock waves, respectively.
При изучении известных технических решений в данной области техники по назначению и признакам, сравнение их с назначением и признаками заявляемых изобретений обеспечивают заявляемым техническим решениям соответствие критерию "изобретательский уровень". When studying well-known technical solutions in this technical field according to their purpose and features, comparing them with the purpose and features of the claimed inventions provides the claimed technical solutions with the criterion of "inventive step".
На фиг. 1 приведено устройство Селеткова для определения давления и скорости движения ударных волн, скорости звука в среде их распространения и направления на звуковой источник. In FIG. Figure 1 shows the Seletkov device for determining the pressure and velocity of shock waves, the speed of sound in the medium of their propagation and direction to a sound source.
Оно содержит четыре первичных преобразователя, размещенных относительно друг друга в углах пирамиды А 123, имеющей боковые грани в виде прямоугольных треугольников с равными между собой катетами. It contains four primary transducers located relative to each other in the corners of the pyramid A 123, which has side faces in the form of rectangular triangles with equal legs.
На фиг. 2 приведен рисунок типичной осциллограммы, получаемой на экране запоминающего осциллографа, на котором изображены сигналы, поступающие с первичного преобразователя при нагрузке его ударными волнами: измеряемой (амплитуда сигнала - A1) и дополнительной (амплитуда сигнала - А2).In FIG. Figure 2 shows a typical oscillogram obtained on the screen of a storage oscilloscope, which shows the signals coming from the primary transducer when it is loaded with shock waves: measured (signal amplitude - A 1 ) and additional (signal amplitude - A 2 ).
На фиг. 3 приведена схема измерительной цепи, состоящая из предложенного устройства с первичными преобразователями, усилителя сигналов, указателя очередности нагружения первичных преобразователей ударной волной, трех частотомеров (Ч1, Ч2, Ч3), позволяющих фиксировать промежутки времени прохождения ударной волной расстояния между первичными преобразователями по нормали к ударной волне, и запоминающий осциллограф, регистрирующий электрический сигнал, поступающий от одного из первичных преобразователей, пропорциональный величине его нагружения ударной волной. In FIG. 3 is a diagram of the measuring circuit, consisting of the proposed device with primary converters, a signal amplifier, a sequence indicator for loading primary converters with a shock wave, three frequency meters (Ch1, Ch2, Ch3), allowing to fix the time intervals of the passage of the distance between the primary converters of the shock wave normal to the shock wave, and a storage oscilloscope that registers an electrical signal coming from one of the primary transducers, proportional to its load I am a shock wave.
При воздействии измеряемой ударной волны на устройство один из первичных преобразователей нагружается первым в зависимости от ориентации устройства относительно источника волны. При нагружении преобразователь генерирует электрический сигнал, который поступает в измерительную цепь и через усилитель запускает счетчики времени (частотомеры): Ч1, Ч2, Ч3, а также регистрирующий прибор (осциллограф), записывающий сигнал, пропорциональный нагружению его ударной волной. Ударная волна, проходя устройство, нагружает другие преобразователи, входящие в него, от которых также поступают сигналы в измерительную цепь, останавливающие счетчики времени. При этом каждый очередной сигнал, поступающий от первичного преобразователя, останавливает только один счетчик времени, а указатель очередности сигнала устанавливает соответствие между поступающими сигналами и первичными преобразователями. Таким образом определяются интервалы времени движения между первичными преобразователями, по которым находят время движения ударной волны от преобразователя, размещенного в вершине пирамиды, до трех других преобразователей в углах пирамиды. Далее по зависимостям (1) и (2) находят скорость движения волны и углы между катетами прямоугольных треугольников - боковых граней пирамиды и вектором, нормальным к ударной волне, по которым определяют направление на источник ударных волн. Если исследуемый источник ударных волн способен генерировать только одну ударную волну, то для определения давления в волне и скорости звука в среде ее распространения выполняется искусственно дополнительная генерация ударной волны от произвольного источника, произвольно расположенного относительно устройства измерения с нагружением преобразователей, отличающимся от нагружения при измерительной генерации. При дополнительной генерации ударной волны при одинаковых внешних условиях измеряется амплитуда сигнала, поступающего на экран регистрирующего прибора от того же первичного преобразователя, что и при регистрации измеряемой волны. Находится отношение π12 амплитуд сигналов при измерительной и дополнительной генерации ударных волн, что позволяет по формулам (3) и (4) определить скорость звука в среде распространения ударных волн и максимальное избыточное давление в ударных волнах.When a measured shock wave is applied to a device, one of the primary transducers is loaded first, depending on the orientation of the device relative to the wave source. When loading, the converter generates an electrical signal that enters the measuring circuit and through the amplifier starts the time counters (frequency meters): Ch1, Ch2, Ch3, as well as a recording device (oscilloscope), recording a signal proportional to the loading of its shock wave. The shock wave, passing the device, loads the other transducers included in it, from which signals also enter the measuring circuit, stopping the time counters. In this case, each next signal coming from the primary converter stops only one time counter, and the signal sequence indicator establishes a correspondence between the incoming signals and the primary converters. This determines the time intervals between the primary transducers, which are used to find the time of movement of the shock wave from the transducer located at the top of the pyramid, to three other transducers in the corners of the pyramid. Further, according to dependences (1) and (2), the speed of the wave and the angles between the legs of the right triangles - the side faces of the pyramid and the vector normal to the shock wave are found, which determine the direction to the source of the shock waves. If the studied source of shock waves is capable of generating only one shock wave, then to determine the pressure in the wave and the speed of sound in the medium of its propagation, artificially additional generation of the shock wave is carried out from an arbitrary source arbitrarily located relative to the measuring device with the transducers loading different from the loading during measuring generation . With additional generation of a shock wave under identical external conditions, the amplitude of the signal arriving at the screen of the recording device from the same primary transducer is measured as when registering the measured wave. The ratio π 12 of signal amplitudes is found for measuring and additional generation of shock waves, which allows using formulas (3) and (4) to determine the speed of sound in the medium of propagation of shock waves and the maximum overpressure in shock waves.
Предлагаемый способ реализован следующим образом. The proposed method is implemented as follows.
Генерация ударных волн производится с использованием ударной трубы. Условно было принято, что одна из генераций является измерительной, а другая - дополнительной. Предлагаемое устройство измерения при указанных генерациях устанавливается на различном расстоянии (6 - 10 м) от среза ударной трубы - источника ударных волн, при различной ориентации относительно источника первичных преобразователей. Этим, в частности, достигается изменение интенсивности нагружения преобразователя, генерирующего сигнал, пропорциональный его нагружению. Первичные преобразователи размещаются относительно друг друга в углах пирамиды, боковые грани которой выполнены в виде прямоугольных треугольников с равными между собой катетами, длиной В = 0,2 м. При нагружении устройства ударной волной, от преобразователя, нагружаемого первым, в измерительную цепь поступает сигнал, где он усиливается и запускает регистрирующие приборы: частотомеры, типа Ч3-34А, указатель очередности нагружения первичных преобразователей и запоминающий осциллограф, типа С8-9А. С последнего снимается амплитуда сигнала при измерительной и дополнительной генерациях ударной волны. При нагружении других преобразователей ударной волной регистрируется время движения волны между первичными преобразователями. Указатель позволяет устанавливать соответствие между поступающими сигналами и первичными преобразователями. По полученным значениям времени t1, t2, t3 и амплитуд A1, A2 находится отношение π12 = A1/A2 и вычисляется скорость движения ударной волны по формуле (1); углы между катетами прямоугольных треугольников пирамиды и нормалью к ударной волне по формуле (2); скорость звука в среде распространения волны по формуле (3) и максимальное относительное избыточное давление в ударных волнах по формулам (4).Shock waves are generated using a shock tube. It was conditionally accepted that one of the generations is measuring, and the other is additional. The proposed measuring device for these generations is installed at a different distance (6 - 10 m) from the edge of the shock tube - the source of the shock waves, with different orientations relative to the source of the primary transducers. This, in particular, achieves a change in the intensity of loading of the transducer generating a signal proportional to its loading. The primary transducers are placed relative to each other in the corners of the pyramid, the side faces of which are made in the form of rectangular triangles with equal legs, B = 0.2 m long. When the device is loaded with a shock wave, a signal is received from the transducer loaded first, where it amplifies and starts recording devices: frequency meters, type Ch3-34A, a sequence indicator for loading the primary converters and a storage oscilloscope, type C8-9A. The signal amplitude is taken from the latter during measurement and additional generation of a shock wave. When loading other transducers with a shock wave, the time of movement of the wave between the primary transducers is recorded. The pointer allows you to set the correspondence between the incoming signals and the primary converters. From the obtained values of time t 1 , t 2 , t 3 and amplitudes A 1 , A 2, the ratio π 12 = A 1 / A 2 is found and the speed of the shock wave is calculated by the formula (1); the angles between the legs of the rectangular triangles of the pyramid and the normal to the shock wave according to the formula (2); the speed of sound in the medium of wave propagation according to formula (3) and the maximum relative excess pressure in shock waves according to formulas (4).
Так, в испытаниях было зарегистрировано при выполнении измерительной генерации ударной волны: очередность нагружения волной первичных преобразователей: A-1-2-3; t1 = 239,439 • 10-6 с; t2 = 390,874 • 10-6 с; t3 = 718,047 • 10-6 с; A1 = 71,12 мм. При выполнении дополнительной генерации ударной волны зарегистрировано: очередность нагружения первичных преобразователей: А-1-2-3; t1 = 284,086 • 10-6 с; t2 = 284,091 • 10-6 с; t3 = 401,758 • 10-6 с; A2 = 39,29 мм.So, in the tests it was recorded during the measurement of the generation of the shock wave: the order of loading of the wave of the primary transducers: A-1-2-3; t 1 = 239.439 • 10 -6 s; t 2 = 390.874 • 10 -6 s; t 3 = 718.047 • 10 -6 s; A 1 = 71.12 mm. When performing additional generation of the shock wave, the following were recorded: the sequence of loading of the primary transducers: A-1-2-3; t 1 = 284.086 • 10 -6 s; t 2 = 284,091 • 10 -6 s; t 3 = 401.758 • 10 -6 s; A 2 = 39.29 mm.
Используя полученные данные, найдем для измеряемой ударной волны: время движения волны от угла пирамиды 1 до вершины A t1A = 239,439 • 10-6 с (в формулы подставляется tA1 = -t1A); от вершины A до угла пирамиды 2: tA2 = t2 - t1 = 151,435 • 10-6 с; от вершины A до угла пирамиды 3: tA3 = t3 - t1 = 478,608 • 10-6 с.Using the data obtained, we find for the measured shock wave: the time the wave travels from the corner of the
Для дополнительной ударной волны: tA1 = t1 = 284,086 • 10-6 с; tA2 = t2 = 284,091 • 10-6 с; tA3 = t3 = 401,758 • 10-6 с. Отношение амплитуд сигналов π12 = A1/A2 = 1,8101. По формуле (1) найдем скорости ударных волн в районе измерения u1 = 359,6 м/с; u2 = 352,0 м/с. Для измеряемой ударной волны углы наклона нормального вектора к ребрам-катетам: A1, A2, A3 определим по формуле (2): 115,5o; 74,2o; 30,6o и для дополнительной ударной волны: 60o; 60o; 45o соответственно. Скорость звука в воздушной среде распространения ударных волн по формуле (3) составила 342,4 м/с. При значении барометрического давления p = 1,01325 • 105 Па, максимальное относительное избыточное давление в измеряемой ударной волне Δp1 = 121,76 кПа, а в дополнительной волне Δp2 = 67,27 кПа.For an additional shock wave: t A1 = t 1 = 284,086 • 10 -6 s; t A2 = t 2 = 284,091 • 10 -6 s; t A3 = t 3 = 401.758 • 10 -6 s. The signal amplitude ratio is π 12 = A 1 / A 2 = 1.8101. By the formula (1) we find the velocity of the shock waves in the measurement region u 1 = 359.6 m / s; u 2 = 352.0 m / s. For the measured shock wave, the angles of inclination of the normal vector to the ribs-legs: A1, A2, A3 are determined by the formula (2): 115.5 o ; 74.2 o ; 30.6 o and for an additional shock wave: 60 o ; 60 o ; 45 o, respectively. The speed of sound in the air medium of the propagation of shock waves according to formula (3) was 342.4 m / s. With a barometric pressure p = 1.01325 • 10 5 Pa, the maximum relative overpressure in the measured shock wave is Δp 1 = 121.76 kPa, and in the additional wave Δp 2 = 67.27 kPa.
Для оценки точности измерения направления на источник генерации волны проведены статистические испытания. После выполнения 20 генераций ударной волны среднеквадратическое отклонение составило 0,08o.To assess the accuracy of measuring the direction to the wave generation source, statistical tests were performed. After performing 20 generations of the shock wave, the standard deviation was 0.08 o .
Использование предлагаемого устройства и способа определения давления и скорости движения ударных волн, скорости звука в среде их распространения и направления на звуковой источник позволяет существенно повысить точность измерения давлений в ударных волнах, за счет комплексного и одновременного определения не только давления, но и скорости движения ударных волн и скорости звука в среде их распространения. При этом способ и устройство позволяют определять с достаточной для практики точностью направление на источник, генерирующий ударные волны. Using the proposed device and method for determining the pressure and velocity of shock waves, the speed of sound in the medium of their propagation and direction to a sound source can significantly improve the accuracy of measuring pressures in shock waves, due to the comprehensive and simultaneous determination of not only pressure, but also the speed of shock waves and the speed of sound in the environment of their distribution. At the same time, the method and the device make it possible to determine with sufficient accuracy for practice the direction to the source generating the shock waves.
Источники информации:
1. Прикладная аэродинамика.: Учебное пособие для втузов./ Под ред. Н.Ф. Краснова. - М.: "Высшая школа", 1974.- 732 с., ил. (с. 55, 150-151).Sources of information:
1. Applied aerodynamics .: Textbook for technical colleges. / Ed. N.F. Krasnova. - M.: "Higher School", 1974.- 732 p., Ill. (p. 55, 150-151).
2. Измерения в промышленности/ Под ред. П. Профоса: Пер. с нем. - М.: "Металлургия", 1980.- 648 с. (с.383). 2. Measurements in the industry / Ed. P. Profos: Per. with him. - M .: "Metallurgy", 1980.- 648 p. (p. 383).
3. Солоухин Р.И. Ударные волны и детонация в газах. - М.: Наука, 1963. -С. 55-66. 3. Soloukhin R.I. Shock waves and detonation in gases. - M .: Nauka, 1963.-S. 55-66.
4. А.с. 972285, G 01 L 23/10. Способ измерения давления ударной волны и устройство для его осуществления / Опубл. 07.11.82. - Бюл. N 41. 4. A.S. 972285, G 01 L 23/10. A method of measuring the pressure of a shock wave and a device for its implementation / Publ. 11/07/82. - Bull.
5. А. с. 1211611 СССР, МКИ G 01 H 5/00. Способ определения скорости звука/ Опубл. 1986.- Бюл. N 6. - С. 188. 5. A. p. 1211611 USSR, MKI G 01 H 5/00. The method of determining the speed of sound / Publ. 1986.- Bull. N 6. - S. 188.
6. А. с. 1314235, МКИ G 01 H 5/00. Способ и устройство для измерения скорости звука / Опубл. 30.05.1987 - Бюл. N 20. A
7. А. с. 868365 СССР, МКИ G 01 H 5/00. Способ измерения скорости распространения акустических колебаний в средах / Опубл. - 1981. - Бюл. N 36. - С. 158.6. A. p. 1314235, MKI G 01 H 5/00. Method and device for measuring the speed of sound / Publ. 05/30/1987 - Bull. N 20. A
7. A. p. 868365 USSR, MKI G 01 H 5/00. A method of measuring the propagation velocity of acoustic vibrations in media / Publ. - 1981. - Bull. N 36. - S. 158.
Claims (2)
находят углы между вектором, перпендикулярным к плоскости ударной волны, и катетами прямоугольных треугольников - боковых граней пирамиды по зависимостям
причем при прохождении ударной волной сначала угла пирамиды, а затем вершины пирамиды в формуле подставляется знак минус, находят отношение максимальной амплитуды электрического сигнала, поступающего от нагружения измерительной ударной волной, к амплитуде электрического сигнала от нагружения дополнительной ударной волной, определяют скорость звука в среде распространения ударных волн по формуле
определяют максимальные значения избыточного давления в измеряемой и дополнительной ударных волнах по формулам
где Δp1, Δp2 - максимальное избыточное давление в измеряемой и дополнительной ударных волнах;
p - барометрическое давление;
k - коэффициент адиабаты среды распространения ударных волн;
u, a - средняя скорость движения ударной волны на контрольном отрезке ударной трубы и скорость звука в среде движения волны;
B - размер катетов прямоугольных треугольников - граней пирамиды;
tA1, tA2, tA3 - периоды времени движения ударной волны от первичного преобразователя, расположенного в вершине пирамиды, до первичных преобразователей в других углах пирамиды;
π12= A1/A2, где A1, A2 - амплитуды электрических сигналов при нагружении первичного преобразователя соответственно измерительной и дополнительной ударными волнами.2. A method for determining the pressure and speed of movement of shock waves, the speed of sound in the medium of their propagation and direction to a sound source, including installing four primary transducers at the measurement site, generating the signals when measured by shock waves, loading, converting these signals into a measuring circuit, recording the maximum values of the signals corresponding to the maximum loads of the primary transducer by shock waves, the generation under the same external conditions a shock wave with a primary transducer loading different from the maximum value of the measured shock wave loading, and determining the motion time of the measured shock waves between the transducers, while recording the time periods of the shock wave from the primary transducer loaded by the first shock wave to three other primary transducers, determine the sequence of passage of the corners of the pyramid by the shock wave, calculate the time of movement of the shock in waves from the top to other angles, calculate the average value of the velocity of shock waves in the segment of the transducers according to the formula
find the angles between the vector perpendicular to the plane of the shock wave and the legs of the right triangles - the side faces of the pyramid according to the dependencies
moreover, when the shock wave passes through the pyramid’s corner and then the top of the pyramid, the minus sign is substituted in the formula, the ratio of the maximum amplitude of the electric signal coming from loading by the measuring shock wave is found to the amplitude of the electric signal from loading by the additional shock wave, the speed of sound in the shock propagation medium is determined waves according to the formula
determine the maximum values of excess pressure in the measured and additional shock waves according to the formulas
where Δp 1 , Δp 2 is the maximum overpressure in the measured and additional shock waves;
p is the barometric pressure;
k is the adiabatic coefficient of the medium of propagation of shock waves;
u, a is the average velocity of the shock wave in the control segment of the shock tube and the speed of sound in the medium of the wave;
B - the size of the legs of rectangular triangles - the faces of the pyramid;
t A1 , t A2 , t A3 - time periods of the movement of the shock wave from the primary transducer located at the top of the pyramid to the primary transducers in other corners of the pyramid;
π 12 = A 1 / A 2 , where A 1 , A 2 are the amplitudes of the electrical signals during loading of the primary transducer by measuring and additional shock waves, respectively.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96121526A RU2130597C1 (en) | 1996-10-01 | 1996-10-01 | Device and method for determination of pressure and velocity of motion of waves, of velocity of sound in their propagation medium and direction to sound source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96121526A RU2130597C1 (en) | 1996-10-01 | 1996-10-01 | Device and method for determination of pressure and velocity of motion of waves, of velocity of sound in their propagation medium and direction to sound source |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU96121526A RU96121526A (en) | 1999-03-20 |
| RU2130597C1 true RU2130597C1 (en) | 1999-05-20 |
Family
ID=20187072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96121526A RU2130597C1 (en) | 1996-10-01 | 1996-10-01 | Device and method for determination of pressure and velocity of motion of waves, of velocity of sound in their propagation medium and direction to sound source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2130597C1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8136624B2 (en) | 2006-04-17 | 2012-03-20 | Soundblast Technologies Llc | System and method for ignition of a gaseous or dispersed fuel-oxidant mixture |
| US8172034B2 (en) | 2006-04-17 | 2012-05-08 | Soundblast Technologies Llc | System and method for generating and directing very loud sounds |
| US8302730B2 (en) | 2006-04-17 | 2012-11-06 | Soundblast Technologies, Llc | System and method for generating and controlling conducted acoustic waves for geophysical exploration |
| US8905186B2 (en) | 2006-04-17 | 2014-12-09 | Soundblast Technologies, Llc | System for coupling an overpressure wave to a target media |
| US9581704B2 (en) | 2015-01-22 | 2017-02-28 | Soundblast Technologies, Llc | System and method for accelerating a mass using a pressure produced by a detonation |
| CN110672263A (en) * | 2019-09-02 | 2020-01-10 | 南京理工大学 | Shock wave pressure sensor field calibration device and method |
| CN110672241A (en) * | 2019-09-02 | 2020-01-10 | 南京理工大学 | Shock wave pressure sensor |
| EP4102202A3 (en) * | 2021-06-11 | 2023-01-18 | Kistler Holding AG | Transducer element |
-
1996
- 1996-10-01 RU RU96121526A patent/RU2130597C1/en active
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8136624B2 (en) | 2006-04-17 | 2012-03-20 | Soundblast Technologies Llc | System and method for ignition of a gaseous or dispersed fuel-oxidant mixture |
| US8172034B2 (en) | 2006-04-17 | 2012-05-08 | Soundblast Technologies Llc | System and method for generating and directing very loud sounds |
| US8292022B2 (en) | 2006-04-17 | 2012-10-23 | Soundblast Technologies Llc | System and method for generating and controlling conducted acoustic waves for geophysical exploration |
| US8302730B2 (en) | 2006-04-17 | 2012-11-06 | Soundblast Technologies, Llc | System and method for generating and controlling conducted acoustic waves for geophysical exploration |
| US8905186B2 (en) | 2006-04-17 | 2014-12-09 | Soundblast Technologies, Llc | System for coupling an overpressure wave to a target media |
| US9581704B2 (en) | 2015-01-22 | 2017-02-28 | Soundblast Technologies, Llc | System and method for accelerating a mass using a pressure produced by a detonation |
| CN110672263A (en) * | 2019-09-02 | 2020-01-10 | 南京理工大学 | Shock wave pressure sensor field calibration device and method |
| CN110672241A (en) * | 2019-09-02 | 2020-01-10 | 南京理工大学 | Shock wave pressure sensor |
| EP4102202A3 (en) * | 2021-06-11 | 2023-01-18 | Kistler Holding AG | Transducer element |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4039767A (en) | Acoustic emission transducer calibration | |
| RU2130597C1 (en) | Device and method for determination of pressure and velocity of motion of waves, of velocity of sound in their propagation medium and direction to sound source | |
| JPH11509695A (en) | Sound intensity calibration device | |
| Tichy et al. | Effect of rotating diffusers and sampling techniques on sound‐pressure averaging in reverberation rooms | |
| Meier et al. | Application of total loss factor measurements for the determination of sound insulation | |
| JPS6273125A (en) | Sound calibrating apparatus | |
| RU96121526A (en) | DEVICE AND METHOD OF SELETKOV FOR DETERMINING PRESSURE AND SPEED OF MOTION OF SHOCK WAVES, SPEED OF SOUND AMONG THEIR DISTRIBUTION AND DIRECTION TO THE SOURCE SOURCE | |
| Kendig et al. | Validation of acoustic intensity measurements for power transformers | |
| Churcher et al. | The analysis and measurement of the noise emitted by machinery | |
| McGary et al. | Phase shift errors in the theory and practice of surface intensity measurements | |
| Juhl et al. | A note on measurement of sound pressure with intensity probes | |
| RU1140571C (en) | Method of measuring power of low-frequency hydroacoustic irradiator with internal air cavity | |
| Schneider et al. | Acoustical behavior of the large anechoic chamber at the laboratoire de mecanique et d'acoustique in the low frequency range | |
| SU1030685A1 (en) | Method and device for dynamic graduation of pressure converter in impact pipe | |
| NEZU et al. | A new damage detecting method by mechanical impedance measurements | |
| Jacobsen | On the uncertainty in measurement of sound power using sound intensity | |
| Pavate et al. | Acoustical environment for calibration of microphones | |
| Guy | Standing wave tube testing of sound intensity probes | |
| Pawlaczyk-Luszczyńska | Infrasound in the occupational and general environment: a three-element microphone measuring method for locating distant sources of infrasound | |
| RU1825987C (en) | Method for measuring reverberation of closed spaces | |
| Burgess | Accurate estimation of amplitude, frequency, and phase of harmonic signal components using an FFT | |
| Buzduga et al. | Acoustical test method based on the constant divergence of the sound pressure level | |
| Balant et al. | Use of sound intensity for determination of air‐moving device noise emission | |
| Nordby et al. | The measurement of sound by the simultaneous use of several time constants | |
| SU1700584A1 (en) | Measurement technique of enunciation transmission index |