RU2282160C2 - Method of measuring input complex acoustic impedance - Google Patents
Method of measuring input complex acoustic impedance Download PDFInfo
- Publication number
- RU2282160C2 RU2282160C2 RU2004127254/06A RU2004127254A RU2282160C2 RU 2282160 C2 RU2282160 C2 RU 2282160C2 RU 2004127254/06 A RU2004127254/06 A RU 2004127254/06A RU 2004127254 A RU2004127254 A RU 2004127254A RU 2282160 C2 RU2282160 C2 RU 2282160C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sound
- acoustic impedance
- frequency
- impedance
- measuring
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроительной акустике и может быть использовано при определении акустических характеристик, в частности импеданса, различных гидравлических устройств, например насосов и трубопроводных систем.The invention relates to engineering acoustics and can be used to determine acoustic characteristics, in particular impedance, various hydraulic devices, such as pumps and piping systems.
Известен способ измерения входного комплексного акустического импеданса методом стоячих волн в т.н. трубе Кундта [Скучик Е. Основы акустики, М., 1958 г., т.1, стр.150], основанный на поиске узла и пучности стоячей волны. При изменении частоты звукового сигнала процедура поиска узла и пучности стоячей волны повторяется. Однако этот способ требует размещения в трубе подвижного приемника звукового давления, что нереализуемо для труб заполненных жидкостью.A known method of measuring the input complex acoustic impedance by the method of standing waves in the so-called Kundt pipe [Skuchik E. Fundamentals of acoustics, M., 1958, v. 1, p. 150], based on the search for a node and antinode of a standing wave. When the frequency of the sound signal changes, the node search procedure and the antinodes of the standing wave are repeated. However, this method requires placement in the pipe of a movable receiver of sound pressure, which is not feasible for pipes filled with liquid.
Известен способ измерения входного комплексного акустического импеданса лопастного насоса при помощи системы двух поршневых излучателей [А.с. СССР №1560800. МПК 5 F 04 В 51/00 1977 г.]. При изменении фазового соотношения излучения добиваются появления пучности и узла стоячей волны в месте установки датчика звукового давления. После чего по расчетным формулам определяют акустический импеданс. При весьма спорной методологии получения исходных данных для расчета импеданса, известный способ требует наличия громоздкого механического устройства подстройки разности фаз работающих излучателей. При этом процесс измерения занимает весьма длительное время, поскольку измерение на каждой частоте требует тщательной настройки излучателей: сначала на пучность стоячей волны, а затем на ее узел.A known method of measuring the input complex acoustic impedance of a vane pump using a system of two piston emitters [A.S. USSR No. 1560800. IPC 5 F 04 B 51/00 1977]. When the phase relationship of the radiation is changed, an antinode and a node of the standing wave are achieved at the installation site of the sound pressure sensor. After that, acoustic impedance is determined by the calculation formulas. With a very controversial methodology for obtaining the initial data for calculating the impedance, the known method requires a cumbersome mechanical device for adjusting the phase difference of the working emitters. Moreover, the measurement process takes a very long time, since the measurement at each frequency requires careful tuning of the emitters: first at the antinode of the standing wave, and then at its node.
Задачей настоящего изобретения является получение значений действительной и мнимой частей акустического импеданса для прогнозирования резонансных частот столба перекачиваемой среды в комплексе "насос-система" или "вентилятор (компрессор)-система". Для достоверного прогнозирования резонансных частот необходимо порознь, например в условиях стенда, провести измерения комплексного акустического импеданса работающего насоса и измерения комплексного акустического импеданса реальной системы.The objective of the present invention is to obtain the values of the real and imaginary parts of the acoustic impedance to predict the resonant frequencies of the column of the pumped medium in the complex "pump-system" or "fan (compressor) -system". For reliable forecasting of resonant frequencies, it is necessary to separate, for example, in a test bench, to measure the complex acoustic impedance of a working pump and measure the complex acoustic impedance of a real system.
На чертеже представлена схема устройства для осуществления способа определения входного импеданса лопастного насоса или системы. Гидравлическая магистраль 1 подключена ко входу испытуемого объекта 2 (насоса или трубопроводной системы). Излучатель звуковых колебаний 3 установлен в магистрали 1 и связан с вибростендом 4. Между излучателем звуковых колебаний 3 и испытуемым объектом 2 расположены два датчика звукового давления 5, 6.The drawing shows a diagram of a device for implementing the method of determining the input impedance of a vane pump or system. The hydraulic line 1 is connected to the input of the test object 2 (pump or pipeline system). The sound emitter 3 is installed in the line 1 and is connected to the vibrating stand 4. Two sound pressure sensors 5, 6 are located between the sound emitter 3 and the test object 2.
Способ осуществляется следующим образом. Устанавливают требуемый режим работы насоса, включают излучатель звуковых колебаний 3 (на монохроматическом или шумовом режиме излучения) и производят замер звуковых давлений датчиками 5, 6 и разности фаз между указанными звуковыми давлениями. После чего изменяют либо частоту излучения (при монохроматическом режиме излучения), либо частоту анализа звуковых колебаний (при шумовом режиме излучения). По результатам измерений определяют действительную и мнимую часть акустического импеданса. При этом расстояние от вспомогательного источника колебаний до датчика в точке 1 должно быть не менее двух калибров, расстояние от исследуемого препятствия до датчика в точке 2 также должно быть не менее двух калибров, частотный диапазон определения акустического импеданса задается следующими условиями:The method is as follows. Set the required operating mode of the pump, turn on the emitter of sound vibrations 3 (in the monochromatic or noise mode of radiation) and measure the sound pressures with sensors 5, 6 and the phase difference between the indicated sound pressures. After that, either the radiation frequency (with a monochromatic radiation mode) is changed, or the frequency of the analysis of sound vibrations (with a noise radiation mode). According to the measurement results, the real and imaginary parts of the acoustic impedance are determined. In this case, the distance from the auxiliary oscillation source to the sensor at point 1 must be at least two calibers, the distance from the obstacle under investigation to the sensor at point 2 must also be at least two calibers, the frequency range for determining the acoustic impedance is determined by the following conditions:
где:Where:
fmin, fmax (Гц) - нижняя и верхняя границы частотного диапазона;f min , f max (Hz) - the lower and upper boundaries of the frequency range;
b(м) - расстояние между датчиками звукового давления:b (m) - distance between sound pressure sensors:
с(м/с) - скорость звука в среде, заполняющей трубопровод;s (m / s) is the speed of sound in the medium filling the pipeline;
D(м) - диаметр (калибр) трубы,D (m) - diameter (caliber) of the pipe,
а акустический импеданс определяется из следующих соотношений:and acoustic impedance is determined from the following relationships:
где:Where:
- действительная и мнимая часть акустического импеданса соответственно; - the real and imaginary part of the acoustic impedance, respectively;
ρ (кг/м3) - плотность среды, заполняющей трубопровод;ρ (kg / m 3 ) is the density of the medium filling the pipeline;
с (м/с) - скорость звука в среде, заполняющей трубопровод;s (m / s) is the speed of sound in the medium filling the pipeline;
Р1, Р2 (Па) - звуковые давления, измеряемые в точках с координатами х1, х2 соответственно;P 1 , P 2 (Pa) - sound pressure measured at points with coordinates x 1 , x 2, respectively;
Δφ - разность фаз между звуковыми давлениями;Δφ is the phase difference between sound pressures;
- волновое число; - wave number;
f(Гц) - частота.f (Hz) is the frequency.
В предлагаемом способе предусмотрена также возможность при помощи излучателя 3 возбуждения звуковых волн как в виде монохроматических, так и в виде шумовых сигналов.The proposed method also provides for the possibility of using the emitter 3 to excite sound waves both in the form of monochromatic and in the form of noise signals.
Применение предложенного способа позволит при помощи простого устройства и за минимальное время проведения испытаний получить значения действительной и мнимой частей акустического импеданса, необходимых для:Application of the proposed method will allow using a simple device and for a minimum test time to obtain the values of the real and imaginary parts of the acoustic impedance necessary for:
- прогнозирования резонансных частот столба перекачиваемой среды в комплексе "насос-система" или "вентилятор (компрессор)-система";- prediction of resonant frequencies of the column of the pumped medium in the complex "pump-system" or "fan (compressor) -system";
- исследования процессов, протекающих в проточных частях насоса (вентилятора).- studies of processes occurring in the flowing parts of the pump (fan).
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004127254/06A RU2282160C2 (en) | 2004-09-14 | 2004-09-14 | Method of measuring input complex acoustic impedance |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004127254/06A RU2282160C2 (en) | 2004-09-14 | 2004-09-14 | Method of measuring input complex acoustic impedance |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004127254A RU2004127254A (en) | 2006-02-27 |
RU2282160C2 true RU2282160C2 (en) | 2006-08-20 |
Family
ID=36114154
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004127254/06A RU2282160C2 (en) | 2004-09-14 | 2004-09-14 | Method of measuring input complex acoustic impedance |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2282160C2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112816940B (en) * | 2020-12-23 | 2023-06-06 | 中国船舶重工集团有限公司第七一0研究所 | Target distance estimation method and device based on sound pressure and particle vibration velocity |
-
2004
- 2004-09-14 RU RU2004127254/06A patent/RU2282160C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004127254A (en) | 2006-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101809420B (en) | Noninvasive fluid density and viscosity measurement | |
US6412354B1 (en) | Vibrational forced mode fluid property monitor and method | |
US5623421A (en) | Monitoring pressurized vessels for leaks, ruptures or hard hits | |
KR20140009136A (en) | Multiphase fluid characterization system | |
CN107636423B (en) | Method for determining the resonant frequency of a pipe wall and clamping-type ultrasonic flow measuring device | |
US20170328751A1 (en) | Method for detection of pipeline vibrations and measuring instrument | |
RU2004112559A (en) | METHOD AND SYSTEM FOR MONITORING LIQUID-FILLED AREAS IN A MEDIUM BASED ON BOUNDARY WAVES DISTRIBUTING THROUGH THEIR SURFACES | |
RU2007147006A (en) | MEASURING DEVICES BUILT INTO THE PIPELINE AND METHOD FOR COMPENSATING MEASUREMENT ERRORS IN MEASURING DEVICES BUILT INTO THE PIPELINE | |
JPH05113359A (en) | Method and device for measuring fluid flow rate | |
RU2282160C2 (en) | Method of measuring input complex acoustic impedance | |
JP6364742B2 (en) | Structure diagnosis apparatus, structure diagnosis method, and program | |
JPWO2014157539A1 (en) | Defect analysis apparatus, defect analysis method and program | |
HU214537B (en) | Method and apparatus for measuring length | |
CN110133665A (en) | A kind of Doppler measurement method of the ultrasonic transducer based on envelope | |
RU2734724C1 (en) | Vibroacoustic method of assessing technical condition of conducting engineering utilities | |
CN101595372A (en) | The method and the corresponding instrument of operation vibratory measuring instrument | |
JPH11142280A (en) | Pipe-line inspecting method | |
JP5841027B2 (en) | Inspection apparatus and inspection method | |
RU2197679C2 (en) | Method for locating leak points on liquid-carrying pipeline | |
Pavić | Experimental identification of physical parameters of fluid-filled pipes using acoustical signal processing | |
RU2783855C1 (en) | Method for determining the liquid level in the annular space of the well | |
RU2194977C2 (en) | Method of estimation of state of pipe line wall | |
JP2020056639A (en) | Pressure measuring device | |
GB2554286A (en) | State assessment device, state assessment method, and program recording medium | |
EP2815220B1 (en) | A pressure measuring device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130915 |