SU1681228A1 - Способ определени нелинейного параметра жидких сред на низких частотах - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к акустическим измерени м и может оыть использовано дл  определени  параметра нелинейности жидкости среды на низких частотах в натурных услови х. Цель изобретени  - повышение точности и упрощение измерений в области низких частот. Измерение амплитуд акустического давлени  в исследуемой и эталонной средах осуществл етс  на разностной частоте в максимуме волны. « И

Description

Изобретение относитс  к области акустических измерений и может быть использовано при измерени х параметра нелинейности жидкой среды в натурных услови х.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений в области низких частот и упрощение измерений.

Способ определени  нелинейного параметра заключаетс  в следующем.

В исследуемой и эталонной жидких средах при помощи двух электроакустических преобразователей (ЭАП), расположенных на рассто нии половины длины А разностной волны, возбуждают акустические колебани , измер ют амплитуды акустического давлени  на разностной частоте в обеих средах на рассто нии А/ 4 от ЭАП и по их значени м с учетом параметра нелинейности эталонной среды определ ют нелинейный параметр исследуемой среды.

В натурных услови х с борта судна на заданную глубину опускаетс  установка, состо ща  из двух плоских акустических преобразователей , расположенных друг против друга на рассто нии половины длины волны А на разностной частоте. Приемный измерительный гидрофон помещают на рассто ние А /4 от каждого преобразовател  на их акустической оси. На преобразователи от задающих генераторов через усилители подают электрические напр жени  частотой fi на один преобразователь и частотой h на другой. При этом давлени  Pi и PZ, создаваемые в среде первым и вторым преобразовател ми , выбираютс  такими, чтобы экспериментальна  зависимость Рд F(PixP2) имела линейный характер.

Зависимость Р от интенсивности I получают сначала дл  среды с известным параметром нелинейности или измеренным с достаточной степенью точности другим методом. Затем измерени  провод т в среде с неизвестным параметром нелинейности при этом же значении приведенной

О 00

10

го

00

интенсивности. Параметр нелинейности исследуемой среды определ ют из формулы

Јх Јо РХ/РО,(1)

где ЕО параметр нелинейности среды с известными параметрами;

Рх, Рб - амплитуды давлени  звука раз- ностной частоты соответственно в исследуемой среде и в среде с известным параметром.

Создание разностной частоты в предлагаемом способе двум  преобразовател ми, расположенными друг против друга на рассто нии друг от друга Е ту, где Я- длина

разностной волны (в центре между ними образуетс  максимум давлени  на разностной частоте), при этом первый преобразователь излучает волну частотой fi, а второй частотой обеспечивают то, что процесс нелинейного взаимодействи  осуществл етс  не в пространстве, как в прототипе, и нелинейные эффекты возрастают по мере увеличени  рассто ни , а во времени внутри области, образованной торцовыми поверхност ми преобразователей, реализующих способ, и поверхностью в пределах телесного угла основных лепестков характеристик маправленности.

Эмпирическое выражение, полученное на основе экспериментальных результатов, дл  звукового давлени  на разностной эстоте, при расположении приемника д шлечи  на рассто нии Я/4 от каждого преобразовател  имеет вид

PA Ae0(1 +Јl)(1-jl)l, (2) где А - некотора  посто нна  величина;

t o - значение параметра нелинейности в невозмущенной среде;

/3 j - коэффициенты, определенные из эксперимента;

I - приведенна  интенсивность волн накачки , I PixP2;

Pi, Рг звуковые давлени  на частотах изкачки f 1 и fa, измеренные в той же точке, что и давление на разностной частоте.

0

5

0

5

0

5

0

5

При измерени х используетс  линейный участок зависимости (2).

Дл  линейного участка зависимость (2) имеет вид

.(3)

Откуда

-&м

Рд, I определ ютс  из эксперимента.

Благодар  тому, что измерени  провод тс  в максимуме волны разностной частоты , обеспечиваетс  наилучшее отношение сигнал/помеха.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ определени  нелинейного параметра жидких сред на низких частотах, заключающийс  в том, что в исследуемой и эталонной средах на рассто нии Ё друг от друга устанавливают излучающий и приемный преобразователи, возбуждают акустические колебани  при помощи излучающего преобразовател , измер ют амплитуды акустического давлени  с помощью приемного преобразовател  и по ним определ ют параметр нелинейности исследуемой среды, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений в области низких частот и упрощени  измерений, устанавливают в исследуемой и эталонной средах на рассто нии Я от основного излучающего преобразовател  дополнительный излучающий преобразователь с частотой, отличной от частоты основного излучающего преобразовател , дополнительно возбуждают акустические колебани  при помощи дополнительного излучающего преобразовател , рассто ние выбирают равным Я/4, а параметр нелинейно ех исследуемой среды определ ют по формуле

   ех ЕО РХ/РО,

   где сь - параметр нелинейности эталонной среды;

   Рх, Рв амплитуды акустического давлени  на разностной частоте в исследуемой и эталонной средах соответственно; Я-длина разностной волны.