RU2284485C2 - Method of determining underwater level of sound pressure in vessel frequency band - Google Patents
Method of determining underwater level of sound pressure in vessel frequency band Download PDFInfo
- Publication number
- RU2284485C2 RU2284485C2 RU2004120870/28A RU2004120870A RU2284485C2 RU 2284485 C2 RU2284485 C2 RU 2284485C2 RU 2004120870/28 A RU2004120870/28 A RU 2004120870/28A RU 2004120870 A RU2004120870 A RU 2004120870A RU 2284485 C2 RU2284485 C2 RU 2284485C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency band
- sound pressure
- zρc
- hydroacoustic
- measuring system
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике в области гидроакустики и может быть использовано для определения уровня подводного шума Wν [Па2] на частоте ν [Гц] объекта, проходящего над гидроакустической измерительной системой (ГИС).The invention relates to measuring technique in the field of hydroacoustics and can be used to determine the level of underwater noise W ν [Pa 2 ] at a frequency ν [Hz] of an object passing over a hydroacoustic measuring system (GIS).
Известны способы того же назначения [1, 2], заключающиеся в измерении ГИС гидроакустического давления Рν [Па] на частоте ν и обработки полученной информации.Known methods of the same purpose [1, 2], which consist of measuring the GIS sonar pressure P ν [Pa] at a frequency ν and processing the information received.
Любой из известных способов, например, [2] может быть принят за прототип.Any of the known methods, for example, [2] can be taken as a prototype.
В прототипе в качестве ГИС используется гидроакустическая антенна, выполненная в виде решетки гидрофонов. При этом для "калибровки" окружающего пространства по гидроакустическому давлению применяется излучатель опорных сигналов. Это позволяет в каждый цикл измерения уровня подводного шума сравнивать измеряемое гидроакустическое давление Рν с гидроакустическим давлением Рo, создаваемым опорным гидроакустическим излучателем с учетом контролируемых расстояний Lu и Lo соответственно от ГИС до подводного объекта и до излучателя опорных сигналов. И затем путем соответствующей обработки определить Wν.In the prototype, a sonar antenna made in the form of a hydrophone array is used as a GIS. In this case, a reference signal emitter is used to “calibrate” the surrounding space using hydroacoustic pressure. This makes it possible to compare the measured hydroacoustic pressure P ν with the hydroacoustic pressure P o generated by the reference hydroacoustic emitter taking into account the controlled distances L u and L o, respectively, from the well log to the underwater object and to the reference signal emitter, in each cycle of measuring the level of underwater noise. And then, by appropriate processing, determine W ν .
Недостатками прототипа являются необходимость наличия для его реализации специального излучателя опорных сигналов, сложность и громоздкость ГИС, применяемой для измерения Рν, а также погрешности измерений Wν, определяемые отражением принимаемых сигналов от дна водоема.The disadvantages of the prototype are the need for its implementation of a special emitter of reference signals, the complexity and bulkiness of the GIS used to measure P ν , as well as measurement errors W ν , determined by the reflection of the received signals from the bottom of the reservoir.
Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является упрощение и удешевление практической реализации способа определения уровня подводного шума, а также повышение точности измерений Wν.The technical result obtained from the implementation of the invention is the simplification and cheapening of the practical implementation of the method for determining the level of underwater noise, as well as improving the accuracy of measurements of W ν .
Данный технический результат достигают за счет того, что в известном способе определения уровня подводного шума на частоте ν объекта, проходящего над ГИС, гидроакустического давления Рν на частоте ν и обработки полученной информации с помощью той же ГИС дополнительно измеряют вертикальную компоненту колебательной скорости Zν [м/с] на частоте ν, а уровень подводного шума Wν определяют по математическому выражению:This technical result is achieved due to the fact that in the known method for determining the level of underwater noise at a frequency ν of an object passing over a GIS, the hydroacoustic pressure P ν at a frequency ν and processing the information obtained using the same GIS additionally measure the vertical component of the vibrational velocity Z ν [ m / s] at a frequency ν, and the level of underwater noise W ν is determined by the mathematical expression:
при условиях, что среднее значение величины Wν для направления вертикально вверх совпадает со средним значением величины (Рν)2 иunder the conditions that the average value of W ν for the direction vertically upwards coincides with the average value of (P ν ) 2 and
где ρ [кг/м3] - плотность воды, с [м/с] - скорость звука, а, b, с - постоянные безразмерные коэффициенты.where ρ [kg / m 3 ] is the density of water, s [m / s] is the speed of sound, and, b, s are constant dimensionless coefficients.
В качестве ГИС целесообразно использовать гидроакустический комбинированный приемник (КП).It is advisable to use a hydroacoustic combined receiver (KP) as a GIS.
Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема реализации способа.The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of the implementation of the method.
Объект 1, например подводное судно, проходит над ГИС 2, закрепленной на морском дне 3 акватории 4.Object 1, for example, an underwater vessel, passes over the GIS 2, fixed on the seabed 3 of the water area 4.
ГИС представляет собой КП [3], имеющий малые волновые размеры. ГИС 2 расположена на глубине h под морской поверхностью 5 и может измерять акустическое давление Р и три компоненты колебательной скорости ν (xν, yν, zν). Блоки обработки сигналов и регистрирующая аппаратура на чертеже не показаны.GIS is a KP [3] having small wave sizes. GIS 2 is located at a depth h below the sea surface 5 and can measure the acoustic pressure P and the three components of the vibrational velocity ν (x ν , y ν , z ν ). Signal processing units and recording equipment are not shown in the drawing.
Эти четыре параметра подводного шума и измеряются ГИС 2 в момент прохода шумящим объектом 1 комбинированного приемника, установленного на дне 3 водоема.These four parameters of underwater noise are measured by GIS 2 at the moment of passage by the noisy object 1 of the combined receiver installed on the bottom 3 of the reservoir.
Далее проводится обработка полученных с ГИС 2 сигналов с использованием алгоритмов (1) и (2). Это позволяет для направлений, близких к вертикальному (ось z), на каждой частоте ν анализа определить амплитуду и фазу отраженного дном 3 сигнала, приведенного к плоскости, проходящей через центр ГИС 2. В результате снижается погрешность измерений гидроакустических сигналов, определяемая отражением принимаемых сигналов от дна 3.Next, the processing of the signals obtained from the GIS 2 is carried out using algorithms (1) and (2). This allows for directions close to vertical (z axis), at each frequency ν of the analysis, to determine the amplitude and phase of the bottom-reflected signal 3, reduced to a plane passing through the center of GIS 2. As a result, the measurement error of hydroacoustic signals, determined by the reflection of the received signals from bottom 3.
При оценке уровня подводного шума Wν, проходящих на ГИС 2 с направления, используется формула (1) и условие (2), полученные эмпирическим путем. При выполнении данных условий из трех коэффициентов a, b, d остаются независимыми и свободными только два коэффициента. Варьируя эти два коэффициента в условиях отсутствия в море других сигналов, кроме фонового шума акватории 4, добиваются минимума флуктуаций величины Wν.When estimating the level of underwater noise W ν passing to the GIS 2 from the direction, formula (1) and condition (2) obtained empirically are used. Under these conditions, of the three coefficients a, b, d, only two coefficients remain independent and free. By varying these two coefficients in the absence of other signals in the sea, in addition to the background noise of water area 4, we achieve a minimum of fluctuations in the value of W ν .
Затем запоминают найденные значения трех коэффициентов a, b, d в обрабатывающей программе. После этого ГИС 2, выполненная, например, в виде комбинированного приемника, становится готовой к использованию для измерений сигналов малошумных подводных объектов 1 известным методом запоминания максимума сигнала по методике, приложенной, например, в [4].Then, the found values of the three coefficients a, b, d are stored in the processing program. After that, GIS 2, made, for example, in the form of a combined receiver, becomes ready for use for measuring signals of low-noise underwater objects 1 by the known method of storing the signal maximum according to the technique applied, for example, in [4].
Таким образом, использование для решения поставленной задачи комбинированного приемника, позволяющего одновременно измерять сразу четыре параметра подводного шума на частоте ν, и последующая обработка полученных сигналов по алгоритмам (1, 2) позволяют повысить точность измерений, а также упростить и удешевить подводное измерительное оборудование для реализации известного способа определения уровня подводного шума, чем достигается поставленный выше технический результат.Thus, the use of a combined receiver for solving the task at hand, which allows simultaneously measuring four parameters of underwater noise at a frequency ν, and subsequent processing of the received signals using algorithms (1, 2), allows to increase the accuracy of measurements, as well as simplify and reduce the cost of underwater measuring equipment for implementation a known method for determining the level of underwater noise, which achieves the above technical result.
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ №2063106, кл. H 04 R 29/00, 1996.1. RF patent No. 2063106, class. H 04 R 29/00, 1996.
2. Патент РФ №2010456, кл. H 04 R 1/44, 1994 - прототип.2. RF patent No. 2010456, class. H 04 R 1/44, 1994 - prototype.
3. В.А.Гордиенко, В.И.Ильичев, Л.Н.Захаров "Векторно-фазовые измерения в акустике". М., Наука, 1986, с.77-79.3. V. A. Gordienko, V. I. Il'ichev, L. N. Zakharov "Vector-phase measurements in acoustics." M., Science, 1986, pp. 77-79.
4. В.Н.Данилов, А.А.Грушин "Специальное метрологическое обеспечение гидроакустических средств". Петродворец, 1990, с.48-79.4. V.N.Danilov, A.A. Grushin "Special metrological support of hydroacoustic means". Petrodvorets, 1990, p. 48-79.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004120870/28A RU2284485C2 (en) | 2004-09-15 | 2004-09-15 | Method of determining underwater level of sound pressure in vessel frequency band |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004120870/28A RU2284485C2 (en) | 2004-09-15 | 2004-09-15 | Method of determining underwater level of sound pressure in vessel frequency band |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004120870A RU2004120870A (en) | 2006-02-20 |
RU2284485C2 true RU2284485C2 (en) | 2006-09-27 |
Family
ID=36050502
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004120870/28A RU2284485C2 (en) | 2004-09-15 | 2004-09-15 | Method of determining underwater level of sound pressure in vessel frequency band |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2284485C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2571181C1 (en) * | 2014-09-08 | 2015-12-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Apparatus for monitoring underwater noise of water craft |
RU2801077C1 (en) * | 2023-02-17 | 2023-08-01 | Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Method for measuring noise of underwater vehicle |
-
2004
- 2004-09-15 RU RU2004120870/28A patent/RU2284485C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2571181C1 (en) * | 2014-09-08 | 2015-12-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Apparatus for monitoring underwater noise of water craft |
RU2801077C1 (en) * | 2023-02-17 | 2023-08-01 | Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Method for measuring noise of underwater vehicle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004120870A (en) | 2006-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Fonseca et al. | Remote estimation of surficial seafloor properties through the application Angular Range Analysis to multibeam sonar data | |
Williams et al. | Comparison of sound speed and attenuation measured in a sandy sediment to predictions based on the Biot theory of porous media | |
RU2569414C2 (en) | Noise suppression system with dual transducer for underwater hydrophone streamer | |
JPS625301B2 (en) | ||
JP2008275351A (en) | Bottom quality discrimination device and bottom quality discrimination method | |
Belov et al. | Estimating the acoustic characteristics of surface layers of the sea bottom using four-component vector-scalar receivers | |
US9897712B2 (en) | Method of acquiring ghost-free signatures for broadband source calibration | |
CN111308421B (en) | Method for acquiring acoustic radiation of target free field in shallow sea | |
RU2284485C2 (en) | Method of determining underwater level of sound pressure in vessel frequency band | |
JPS627515B2 (en) | ||
RU2624791C1 (en) | Two-component receiver of pressure gradient and method of measuring pressure gradient with its use | |
Hutt et al. | Measurements of underwater sound intensity vector | |
Chu et al. | Calibration of a broadband acoustic transducer with a standard spherical target in the near field | |
RU2525701C1 (en) | Method to suppress reverberation interference | |
CN111308422A (en) | Method for exciting plane wave sound field in local area of shallow sea | |
RU2141743C1 (en) | Method for calibration of hydroacoustic measuring circuit of measuring instrument | |
RU2510045C2 (en) | Side-scanning phase sonar | |
RU2090984C1 (en) | Hydrophone sensitivity measurements on board sea-going ships by method of comparison in low-frequency range | |
RU2740334C1 (en) | Method of receiving seismic-acoustic and hydroacoustic waves at the bottom of a water reservoir and device for its implementation | |
RU2587536C1 (en) | Method of measuring attenuation coefficient of ultrasound | |
CN107894275A (en) | A kind of computational methods of limited water field measurement low-frequency minimum | |
RU2814150C1 (en) | Parametric profiler | |
Grall et al. | Depth determination accuracy of the modified Prony method in a swath mapping application | |
CN112649872B (en) | Method and system for correcting waveform distortion of transducer | |
Fonseca et al. | Seafloor characterization through the application of AVO analysis to multibeam sonar data |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170916 |