SU1670808A1

SU1670808A1 - Способ градуировки обратимых преобразователей

Info

Publication number: SU1670808A1
Application number: SU894673068A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Иванович Королев
Original assignee: Предприятие П/Я А-1944
Priority date: 1989-04-04
Filing date: 1989-04-04
Publication date: 1991-08-15

Abstract

Изобретение может быть использовано в судостроении при испытани х установленной на судах навигационной и рыбопоисковой гидроакустической аппаратуры. Целью изобретени вл етс расширение эксплуатационных возможностей за счет проведени градуировки в натурных услови х. На антенне эхолота или гидролокатора измер етс напр жение отраженного и переотраженного от дна акватории сигналов, а чувствительность определ етс из приведенного выражени . 2 ил.

Description

Изобретение относитс к гидроакустике и может быть использовано дл испытани гидроакустической навигационной и рыбопоисковой аппаратуры, установленной на судах.

Цель изобретени - расширение эксплуатационных возможностей за счет проведени градуировки в натурных услови х.

На фиг. 1 показана схема градуировки обратимых преобразователей на основе самовзаимности; на фиг. 2 - проведение градуировки в натурных услови х.

Основой метода служит то. что излученный импульс после отражени принимаетс тем же преобразователем.

Приведенное звуковое давление, развиваемое обратимым преобразователем, можно определить из выражени

Ц

гж

,()

где /UK - чувствительность преобразовател в режиме приема;

Do - напр жение отраженного импульса;

UB - напр жение, пропорциональное току возбуждени , измер емое на малом сопротивлении Р;

Н - коэффициент взаимности;

R - сопротивление.

(Л

С

Н

Р-1

где г - рассто ние до точки приема;

р - плотность среды;

f - частота сигнала. Теперь

лх ч/ТГЛТ гГ (2)

UB/3f

Чувствительность преобразовател в режиме излучени определ етс как отношение развиваемого на гидрофоне сигнала к чувствительности гидрофона, отнесенное к напр жению зондирующего импульса и приведенное к рассто нию 1 м.

В случае обратимого преобразовател гидрофон - это тот же преобразователь. Таким образом

О

vj

О 00 iO 00

,

(3)

где - чувствительность в режиме излучени ;

и0 напр жение отраженного импульса:

г - рассто ние до точки приема:

- чувствительность в режиме при ема;

Ur - напр жение зондирующего импульса .

Приведенное звуковое давление равно

I-

u0 г Rp7-Dftlp f

о Pub r

UojJejiir1

2R

Рассмотрим работу эхолота, антенна которого ориентирована в сторону дна (фиг. 2),

Если бы коэффициент отражени звука дна был равен единице, то при обеспечении услови , когда можно воспользоватьс пра пилами геометрической акустики, в точке приема создавалось бы давление

рг п

(5)

где Ро - приведенное звуковое давление развиваемое обратимым преобразовате лем:

г рассто ние до точки приема.

Так как дно акватории не вл етс полностью отражающей поверхностью.величина звукового давлени в точке приема оказываетс равной

-

Р - ° п

г Uдна

(6)

где Одна коэффициент отражени звука дна.

Соответственно амплитуда отраженного импульса

UQ - U0 Одм

о идна

(7)

где U0 амплитуда отраженного от дна импульса .

Этой формулой можно воспользоватьс , если с достаточной точностью определен коэффициент отражени звука дна.

Воспользуемс информацией, которую несет переотраженный сигнал - сигнал, отраженный от поверхности преобразовател (или от днища судна), еще раз отразившийс 10 от дна и снова прин тый антенной.

Преобразователь с плоской рабочей поверхностью на резонансной частоте обеспе- чит зеркальное отражение звуковой посылки, т.е. поведет себ точно так же. как 15 граница вода - воздух.

Аналитически отношение между величинами отраженного U0 и переотраженного Un импульсов можно выразить формулой

UL (9)

Одна

В этой формуле двойка в числителе учитывает двойное прохождение звуковой посылки (дл переотраженного импульса).

Отсюда

2

Uj, Uk

(10)

30

35

40

45

Подставл выражение дл коэффициента отражени звука дна в выражение (8).

получим

т

Р0 у Up Ц8р г f(Ц)

Un4 R

Таким образом, если обеспечиваютс услови , когда можно воспользоватьс правилами геометрической акустики, то можно определить приведенное звуковое давление аппаратуры при наличии не полностью отражающей поверхности.

Формула дл чувствительности в режиме приема выводитс аналогично с учетом выражени (10):

77- НИUB «MR

U о HR

9

Дна

Slip U

Опуска значки

в штрих

получим

Очевидно, что формула дл приведенного звукового давлени в случае не полно стью отражающей поверхности должна прин ть вид

Ро -у СГоУ8Јт 2 R Од,,

f

(8)

( Ч

UP HR 2UnUB

(12)

В услови х судостроительного предпри ти на глубинах 3-6 м под килем судна за счет расширени фронта волны отражаю

ща поверхность определ етс не поверх ностью антенны, а днищем судна

Поэтому в формулу дл приведенного звукового давлени необходимо ввести коэффициент отражени звука материала днища (как правило, стали), QCi 0,94.

Ввод также вместо рассто ни г глубину под килем h и избавл сь от значка штрих при 1)з и Us, получим

D UoUB/5f hQom РоTU R- (13)

Погрешность результата измерени приведенного звукового давлени в натурных услови х по предлагаемому способу меньше погрешности результата измерени приведенного звукового давлени по известному способу

Кроме того, приведенное звуковое давление гидроакустической аппаратуры можно провер ть уже в процессе ее настройки.

Не представл ет трудностей также осуществление системы встроенного контрол , позвол ющей определить приведенное звуковое давление в процессе эксплуатации.

Повышение качества испытани эхолотов на акватории судостроительного завода позвол ет сократить, а в р де случаев иск

5

лючить ходовые испытани судн . требующие непроизводительны загр т времени, топлива и моторесурсл судового оборудовз ни .

Claims

Формула изобретени Способ градуировки обратимых преоб разователей, заключающийс в излучении акустического импульса, измерении тока через преобразователь в режиме излучени , измерении амплитуды прин того отраженного сигнала и вычислении чувствительности преобразовател , отличающийс тем, что, с целью расширени эксплуатационных возможностей за счет проведени градуировки в натурных услови х, измер ют амплитуду переотраженного от преобразовател сигнала, а чувствительность определ ют из выражени

«х

2Unl

где «х - чувствительность преобразовател в режиме приема.

U0 - напр жение отраженного сигнала

Un напр жение неотраженного сигнала;

I - ток через преобразователь в режиме излучени :

Н - коэффициент взаимности

V

1

cpuzi

фиг