SU1693379A1 - Method of determining sea-way sea surface knoll and device - Google Patents
Method of determining sea-way sea surface knoll and device Download PDFInfo
- Publication number
- SU1693379A1 SU1693379A1 SU894640872A SU4640872A SU1693379A1 SU 1693379 A1 SU1693379 A1 SU 1693379A1 SU 894640872 A SU894640872 A SU 894640872A SU 4640872 A SU4640872 A SU 4640872A SU 1693379 A1 SU1693379 A1 SU 1693379A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- spectrum
- wave
- sea
- spectral density
- power spectral
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к гидрофизическим измерени м и может быть использовано дл измерени спектров возвышений волнующейс поверхности мор . Цель изобретени - расширение области применени за счет увеличени диапазона волн анализируемого волнени , В соответствии с изобретением акустические волны излучают с посто нной спектральной плотностью мощности, в измеренной спектральной плотности мощности прин того излучени выдел ют частоту мо дул - ции и определ ют ее временную зависимость, а о спектре возвышений волнени морской поверхности суд т по спектру временной зависимости частоты модул ции спектральной плотности мощности прин того излучени . Введение в устройство коррелометра, порогового блока и блока пам ти обеспечивает исключение из прин того сигнала мощной низкочастотной составл ющей, не св занной с исследуемым спектром, что расшир ет диапазон волн анализируемого волнени . 2 с.п. ф-лы, 1 ил, С/ СThe invention relates to hydrophysical measurements and can be used to measure the elevation spectra of a rippling sea surface. The purpose of the invention is to expand the field of application by increasing the wave band of the wave being analyzed. In accordance with the invention, acoustic waves radiate with a constant power spectral density, the modulation frequency is determined at the measured power spectral density of the received radiation, and its time dependence is determined and the spectrum of the elevations of sea-surface disturbances is judged by the spectrum of the time dependence of the modulation frequency of the power spectral density of the received radiation. The introduction of a correlometer, a threshold unit and a memory unit to the device provides an exception to the received signal of a powerful low-frequency component that is not associated with the spectrum under study, which expands the wave band of the waveform being analyzed. 2 sec. f-ly, 1 silt, С / С
Description
Изобретение относитс к гидрофизическим измерени м и может быть использовано дл измерени спектров возвышений волнующейс поверхности мор .The invention relates to hydrophysical measurements and can be used to measure the elevation spectra of a rippling sea surface.
Целью изобретени вл етс расширение области применени за счет увеличени диапазона волн анализируемого волнени .The aim of the invention is to expand the scope by increasing the wave band of the wave being analyzed.
На чертеже представлена блок-схема устройства определени спектра возвышений волнений морской поверхности.The drawing shows a block diagram of a device for determining the spectrum of elevations of disturbances of the sea surface.
Устройство содержит генератор 1, подключенный к нему излучатель 2 акустических волн, приемник 3 акустического излучени , подключенный к нему усилитель 4, и спектроанализатор 5. К выходу усилител 4 подключены последовательно соединенные коррелометр 6, пороговый блок 7 и блок 8 пам ти, выход которого подключен кThe device contains a generator 1, an acoustic wave emitter 2 connected to it, an acoustic radiation receiver 3, an amplifier 4 connected to it, and a spectrum analyzer 5. The output of amplifier 4 is connected in series with a correlometer 6, threshold unit 7 and memory block 8, the output of which is connected to
спектроанализатору 5. Дл синхронизации циклов измерений частоты модул ции второй выход коррелометра 6 подключен к второму входу блока 8 пам ти. Генератор 1 выполнен в виде генератора белого шума.spectrum analyzer 5. In order to synchronize the measurement cycles of the modulation frequency, the second output of the correlometer 6 is connected to the second input of the memory block 8. The generator 1 is made in the form of a white noise generator.
Сущность способа определени спектра возвышений волнени морской поверхности состоит в использовании влени частотной модул ции спектра широкополосного акустического излучени , принимаемого в морской среде на некотором рассто нии от источника. Модул ци возникает в результате интерференции акустических воли, отраженных от морской поверхности , с пр мыми волнами, т.е. такими, которые распростран ютс по лучу, соедин ющему источник с приемником. Так, при излучении в течение времени ti-t2The essence of the method for determining the spectrum of waves of the sea surface is the use of the frequency modulation spectrum of broadband acoustic radiation received in the marine environment at a distance from the source. Modulation occurs as a result of the interference of acoustic waves reflected from the sea surface with direct waves, i.e. such that propagate along the beam connecting the source to the receiver. So, with radiation during ti-t2
ОABOUT
4343
соwith
WW
X ОX o
п полосе частот fi -fa акустических волн с посто нной спектральной плотностью Go мощности посредством источника, расположенного в одной точке морской среды с координатами Z Z0, Ј 0, где Z - вертикальна координата, Z0 - горизонтальна координата. Принимаемое в другой точке морской среды с координатами Z Zi, r R акустическое излучение имеет спектральную плотность мощности G (t,f), определ емую выражениемn the fi -fa frequency band of acoustic waves with a constant power spectral density Go by a source located at one point in the marine environment with coordinates Z Z0, Ј 0, where Z is the vertical coordinate, Z0 is the horizontal coordinate. Acoustic radiation received at another point in the marine environment with coordinates Z Zi, r R has a power spectral density G (t, f) defined by the expression
G(t,r) + m cos (2 т (t)), (1)G (t, r) + m cos (2 t (t)), (1)
где t - врем ;where t is time;
f - частота акустической волны;f is the frequency of the acoustic wave;
m - коэффициент отражени акустической волны от морской поверхности;m is the reflection coefficient of the acoustic wave from the sea surface;
r (t) - задержка прихода акустической волны, отраженной от морской поверхности относительно пр мой волны.r (t) is the delay in the arrival of the acoustic wave reflected from the sea surface relative to the direct wave.
Из геометрии хода пр мой и отраженной волнFrom the geometry of the course of direct and reflected waves
Г:Ј (Х0 - Xl) ,G: Ј (X0 - Xl),
(2)(2)
гдеWhere
Xi - (Zo-Zi +R2 ;Xi - (Zo-Zi + R2;
Х0 v/(z7+ Zi + 2 Ј2 + R2 ;X0 v / (z7 + Zi + 2 Ј2 + R2;
С - скорость звука в морской среде.C is the speed of sound in the marine environment.
Поскольку на практике всегда можно выполнить условие R Z0; Zi |(t), соотношение (2) принимает видSince in practice it is always possible to fulfill the condition R Z0; Zi | (t), the relation (2) takes the form
r(t)r (t)
Ј(t)(Zo+Zi)+Z0 Ј (t) (Zo + Zi) + Z0
CRCR
(3)(3)
Из соотношени (1) с учетом соотношени (3) видно, что спектральна плотность мощности принимаемого акустического излучени вследствие интерференции пр мой и отраженной акустических ЕОЛН промоду- лирована по частоте. Частота r(t) этой модул ции равна времени задержки r(t) прихода отраженной волны относительно пр мой волны и пр мо пропорциональна величине возвышени Ј (t) анализуемого волнени морской поверхности. Следовательно , выделив частоту r (t) модул ции спектральной плотности G (t,f) мощности прин того излучени и зарегистрировав ее, можно, определив спектр Gj-(Q) полученной временной зависимости r(t), определить с учетом (3) искомый спектр Gz(Q) возвышений волнени морской поверхности из соотношени From relation (1) with regard to relation (3), it can be seen that the spectral power density of the received acoustic radiation due to the interference of the direct and reflected acoustic EOLN is frequency modulated. The frequency r (t) of this modulation is equal to the delay time r (t) of the arrival of the reflected wave relative to the direct wave and is directly proportional to the magnitude of the elevation (t) of the analyzed sea-surface wave. Therefore, by selecting the frequency r (t) of the modulation of the spectral density G (t, f) of the power of the received radiation and registering it, you can determine the spectrum Gj- (Q) of the obtained time dependence r (t) the spectrum Gz (Q) of the elevations of sea-surface disturbances from the ratio
г /г - Гг (0 7 7, Sin Q(2 -tlhg / g - Gg (0 7 7, Sin Q (2 -tlh
G(Q)Gr(Q)-Z0 G (Q) Gr (Q) -Z0
//
/(Z0 + Zi); Gr (Q) / (Z0 + Zi); Gr (Q)
(4)(four)
J r(t)exp(-iQt)dt G, R/2 , J r (t) exp (-iQt) dt G, R / 2,
0.50.5
где Ь2- частота волнени морской поверхности .where b2 is the sea wave frequency.
Дл обеспечени получени информации о спектре возвышений всех длин волн анализируемого волнени необходимо излучать и регистрировать акустические волны в течение интервала времени ti-t.2, превышающего интервал Т времени, определ емый соотношениемIn order to obtain information about the elevation spectrum of all wavelengths of the waves being analyzed, it is necessary to radiate and record acoustic waves during the time interval ti-t.2, which is longer than the time interval T determined by the ratio
,-., -.
-Т уТмЯмакс ,-T uTmYamax,
gg
где g - ускорение свободного падени , Амакс - наибольша из длин волн анализируемого волнени ,where g is the acceleration of free fall, Amax is the greatest of the wavelengths of the wave being analyzed,
Устройство определени спектра возвышений волнени морской поверхности работает следующим образом.The device for determining the range of elevations of the sea surface as follows.
С помощью генератора 1 и излучател 2,With the help of generator 1 and radiator 2,
установленного в морской среде, излучают акустические волны.installed in the marine environment, emit acoustic waves.
Приемником 3 осуществл ют прием акустического излучени . Выходной сигнал приемника, несущий информацию о прин том акустическом излучении, через усилитель 4 подают на коррелометр 6, с помощью которого измер ют спектральную плотность мощности- прин того излучени , по которой определ ют значение коррел ционной функции реализации сигнала, и по максимуму коррел ционной функции измер ют частоту модул ции, равную запаздыванию т отраженной волны относительно пр мой. С помощью порогового блока 7 выдел ют измеренную частоту модул ции на фоне сигнала, обусловленного шумами морской среды, и с помощью блока 8 пам ти накапливают измеренные значени частоты модул ции. Дл того, чтобы обеспечить получение полезной информации дл всех длин волн анализируемого волнени , включа и самые длинные волны, временную зависимость Г (t) снимают в течение времени, превышающем интервал Т. Выходной сигнал сReceiver 3 receives acoustic radiation. The output signal of the receiver, carrying information about the received acoustic radiation, through the amplifier 4 is fed to the correlometer 6, with which the spectral density of the received power is measured, which determines the value of the correlation function of the signal realization, and the maximum correlation function the modulation frequency, equal to the delay of the reflected wave relative to the direct wave, is measured. Using the threshold unit 7, the measured modulation frequency is extracted against the background of the signal caused by the noise of the marine environment, and the measured modulation frequencies are accumulated using the memory unit 8. In order to provide useful information for all wavelengths of the wave being analyzed, including the longest waves, the time dependence T (t) is taken for a time longer than the interval T. The output signal c
блока 8 пам ти подают на процессор, с помощью которого определ ют спектр Gf(Q) временной зависимости г (т.). По измеренному спектру Gj-(Q) в соответствии с соотношением (4) определ ют искомыйmemory unit 8 is fed to a processor, with which the spectrum Gf (Q) of the time dependence r (m) is determined. The desired spectrum is determined from the measured spectrum Gj- (Q) in accordance with relation (4).
спектр G,(Q) возвышений волнени морской поверхности.spectrum G, (Q) wave elevations of the sea surface.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894640872A SU1693379A1 (en) | 1989-01-25 | 1989-01-25 | Method of determining sea-way sea surface knoll and device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894640872A SU1693379A1 (en) | 1989-01-25 | 1989-01-25 | Method of determining sea-way sea surface knoll and device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1693379A1 true SU1693379A1 (en) | 1991-11-23 |
Family
ID=21424375
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894640872A SU1693379A1 (en) | 1989-01-25 | 1989-01-25 | Method of determining sea-way sea surface knoll and device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1693379A1 (en) |
-
1989
- 1989-01-25 SU SU894640872A patent/SU1693379A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Справочник по гидроакустике./Под ред. А.Е.Колесникова. -Л.: Судостроение, 1982, с. 236-239. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4283953A (en) | Method and apparatus for determining a granularity property of a subsurface formation around a borehole | |
ATE123579T1 (en) | METHOD FOR DISTANCE MEASUREMENT AND DEVICE THEREFOR. | |
SU1693379A1 (en) | Method of determining sea-way sea surface knoll and device | |
KR940002516B1 (en) | Apparatus for determining surface fissures | |
GB2034888A (en) | Method and apparatus for determining a granularity property of a subsurface formation around a borehole | |
RU2039352C1 (en) | Method of measuring dielectric permeabilities and thicknesses of layers of multilayer medium | |
JPH0228116B2 (en) | ||
KR930020478A (en) | Method and apparatus for detecting broken fuel rods using acoustic energy frequency attenuation | |
RU2063106C1 (en) | Method for measuring noise-emission pressure level of moving object under sonar testing ground conditions with time-varying transfer function | |
SU896541A1 (en) | Method of measuring reflection factor of sound from surface | |
SU544925A1 (en) | Acoustic logging method | |
SU1188647A1 (en) | Method of article ultrasonic inspection | |
RU2010456C1 (en) | Method of measurement of sound pressure level of underwater acoustic source in natural water reservoir and reference signal transducer for its implementation | |
RU1770921C (en) | Method of determining low-frequency reflection coefficient of acoustic waves | |
Frodyma et al. | Interferometry for Underwater Vibrational Measurements | |
SU1467461A1 (en) | Method of ultrasonic check of article | |
SU1188641A1 (en) | Method of measuring rate of acoustic wave propagation in dielectrics and apparatus for accomplishment of same | |
RU2052805C1 (en) | Method for measurement of liquid media parameters by attenuation of ultrasound | |
RU2191405C1 (en) | Procedure determining radial velocity of object | |
SU1377622A1 (en) | Method of determining temperature | |
SU900179A1 (en) | Method and device for determination of directional pattern width in ultrasonic converters and flaw detectors | |
SU1603286A1 (en) | Method of measuring parameters of normal waves in acoustic waveguides | |
SU991165A1 (en) | Ultrasonic method of measuring coating thickness | |
SU1525568A1 (en) | Ultrasonic mirror-through transmission flaw detector | |
SU1022050A1 (en) | Ultrasonic converter operating frequency determination method |