SU771474A1 - Устройство дл измерени вертикального распределени скорости звука в жидких средах - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ЗВУКА В ЖИДКИХ СРЕДАХ

1

Изобретение относитс  к акустической измерительной технике, к устройствам дл  измерени  вертикального распределени  скорости звука в жидких средах.

Известно устройство дл  измерени  вертикального распределени  скорости звука в жидких средах, содержащее погружаемый глубоководный контейнер с циклическим измерителем скорости и передатчиком результатов измерени  скорости звука по гидроакустическому каналу св зи 1.

Однако в этом устройстве дорогосто щий глубоководный контейнер тер етс  безвозвратно после измерени  одного профил  скорости звука.

Известно устройство, содержащее излучатель акустической энергии и приемные преЬбразователи 2.

Отражатель отсутствует. Его функции выполн ют неоднородности воды, наход щиес  на пути распространени  узкого направленного вертикально вниз луча акустической энергии. Сигналом дл  приемных преобразователей служит объемна  ревербераци .

Недостаток устройства состоит в том, что в р де случаев, например при отсутствии в жидкости значительных неоднородностей.

принимаемый сигнал мал и устройство не срабатывает, что снижает надежность измерени .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство дл  измерени  вертикального распределени  скорости звука в жидких средах, содержащее излучатель акустической энергии, приемный преобразователь, отражатель, усилительформирователь импульсов, включенный между входом излучател  и выходом приемного

10 преобразовател , блок вычислени  и регистрации скорости звука, подключенный к выходу приемного преобразовател , и источник питани  3.

Недостаток устройства состоит в том, что дл  поиска контейнера требуетс  значительное

15 врем , а это уменьшает производительность устройства при исследовании больших объемов среды и снижает надежность измерени .

Цель изобретени  - повышение производительности и надежности измерений.

Это достигаетс  тем, что в предлагаемой

20 конструкции излучатель акустической энергии и приемный преобразователь предназначены дл  жесткой установки в донной части плавучего носител , а отражатель установлен с возможностью вертикального перемещени  и св зан с измерительным преобразователем посредством гидроакустического канала жидкой среды. Дл  обеспечени  вычислени  и регистрации скорости звука при произвольном законе погружени  отражател  блок вычислени  и регистрации скорости звука содержит частотомер, вход которого подключен к выходу приемного преобразовател , а выход - к информационному входу запоминающего устройства, коммутатор , вход которого также подключен к выходу приемного преобразовател , а один из его выходов подключен к управл ющему входу запоминающего устройства, субблок вычислени  скорости погружени  отражател , управл ющий вход которого подключен к второму выходу коммутатора, а два информационных входа и два выхода его подключены соответственно к двум выходам и двум входам запоминающего устройства, субблок вычислени  скорости звука в жидкости , управл ющий вход которого подключен к третьему выходу коммутатора, а два информационных входа и два выхода его подключены соответственно к другим двум выходам и двум входам запоминающего устройства , и субблок регистрации вертикального перемещени  отражател  и скорости распространени  звука в жидкости, два входа которого соединены с соответствующими выходами субблока вычислени  скорости звука в жидкости.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство дл  измерени  вертикального распределени  скорости звука в жидких средах; на фиг. 2 - блок-схема измерител  скорости звука; на фиг. 3 .- функциональна  схема блока вычислени  и регистрации скорости звука.

Устройство дл  измерени  вертикального распределени  скорости звука в жидких средах содержит излучатель 1 акустической энергии, приемный преобразователь 2, отражатель 3, усилитель-формирователь 4 импульсов , включенный между входом излучател  и выходом приемного преобразовател , блок 5 вычислени  и регистрации скорости звука, подключенный к выходу приемного преобразовател  и источник 6 питани , излучатель акустической энергии и приемный преобразователь предназначены дл  жесткой установки в донной части плавучего носител , а отражатель установлен с возможностью вертикального перемещени  и св зан с измерительным преобразователем посредством гидроакустического канала жидкой среды, блок вычислени  и регистрации скорости звука содержит частотомер 7, вход которого подключен к выходу приемного преобразовател , а выход - к информационному входу запоминающего устройства 8, коммутатор 9, вход которого также подключен к выходу приемного преобразовател , а один из его выходов подключен к управл ющему входу запоминающего устройства.

субблок 10 вычислени  скорости погружени  отражател , управл ющий вход которого подключен к второму выходу коммутатора , а два информационных входа и два выхода его подключены соответственно к двум выходам и двум входам запоминающего устройства, субблок 11 вычислени  скорости звука в жидкости, управл ющий вход которого подключен к третьему выходу коммутатора , а два информационных входа и два выхода его подключены соответственно к

0 другим двум выходам и двум входамзапоминающего устройства, и субблок 12 регистрации вертикального перемещени  отражател  и скорости распространени  звука в жидкости, два входа которого соединены с соответствующими выходами субблока вычислени  скорости звука в жидкости.

Устройство работает следующим образом .

Отражатель 3 закрепл ют с помощью троса на заданной глубине (например, 5 м) и включают источник 6 питани . По акустическому кольцу, состо щему из блоков 1, 3, 2, 4, начинает циркулировать импульс с периодом, обусловленным геометрическими размерами излучатель 1-отражатель 3-приемный преобразователь 2 и средней скоS ростью звука на рассто нии излучатель 1 - отражатель 3. Период следовани  импульсов измер ют.

Далее освобождают отражатель 3, который под действием силы т жести погружаетс  в исследуемую среду. За врем  погружени  отражател  3 между первым после начала погружени  и предыдущим импульсами скорость звука измен етс  незначительно .

.5 Путь импульса определ ют по акустическому кольцу или, что то же, по глубине погружени  отражател  3 в момент второго зондировани . Затем определ ют разность времен второго и первого зондирований, скорость погружени  отражател  3 в точке о второго зондировани , и полага , что за врем  между вторым и третьим зондировани ми скорость погружени  отражател  3 посто нна, определ ют приращение глубины погружени  отражател  за врем  между j вторым и третьим зондировани ми и глубину погружени  отражател  3 при третьем зондировании.

Таким образом определ ют в точках четных зондирований скорость погружени  отражател  3, а в точках нечетных зондировао НИИ - скорость звука в среде.

Данна  последовательность операций реализуетс  в устройстве следующим образом . Каждый очередной импульс отклика приемного преобразовател  2 заставл ет J сработать коммутатор 9 и выдать данные о периоде следовани  импульсов с частотомера 7 в запоминающее устройство 8. Коммутатор 9 управл ет работой запоминающего устройства 8 и подключает на четных

импульсах субблок 10 вычислени  скорости погружени  отражател , а на нечетных - субблок 11 вычислени  скорости звука.

При поступлении первого импульса в субблок 11 вычислени  скорости звука с запоминающего устройства подаютс  данные о времени и глубине погружени  и вычисл етс  соответствующа  скорость звука в жидкости . Вычисленное значение скорости звука в жидкости передаетс  в запоминающее устройство 8. На четных импульсах коммутатор 9 подключает субблок 10 вычислени  скорости погружени . В него из запоминающего устройства 8 поступают данные о времени и скорости звука и вычисл етс  глубина погружени  отражател . Полученные данные о глубине и скорости не рассылаютс  в запоминающее устройство 8. На нечетных импульсах коммутатор 9 подключает субблок 11 вычислени  скорости звука в жидкости . В него из запоминающего устройства 8 поступают предыдущие данные о глубине , скорости и глубине погружени  и вычисл ютс  соответствующа  глубина погружени  отражател  и величина скорости звука в жидкости. Вычисленные данные о скорости звука в жидкости и глубине, погружени  отражател  подаютс  на субблок 12, где фиксируетс  вертикальный профиль скорости звука, и в запоминающее устройство 8.

Описанное устройство дл  измерени  вертикального распределени  скорости звука в жидких средах по сравнению с ранее известными увеличивает производительность труда при исследовании больщих объемов жидкости, так как можно использовать больщое количество недорогих отражателей при многократных измерени х.

Это дает возможность отказатьс  от поиска возвращаемого контейнера, что увеличивает объем исследуемой в единицу времени жидкости. Устройство относительно просто и дещево, так как в нем отсутствует дорогосто щий глубоководный контейнер.

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   . Устройство дл  измерени  вертикального распределени  скорости звука в жидких средах, содержащее излучатель акустической энергии, приемный преобразователь, отражатель, усилитель-формирователь импульсов , включенный между входом излучател  и выходом приемного преобразовател , блок вычислени  и регистрации скорости звука, подключенный к выходу приемного преобразовател , и источник питани , J отличающеес  тем, что, с целью повышени  производительности и надежности измерени , излучатель акустической энергии и приемный преобразователь предназначены дл  жесткой установки в донной части плавучего носител , а отражатель установлен с

   о возможностью вертикального перемещени  и св зан с измерительным преобразователем посредством гидроакустического канала жидкой среды.
2. 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что, с целью обеспечени  вычислени  и регистрации скорости звука при произвольном законе погружени  отражател , блок, вычислени  и регистрации скорости звука содержит частотомер, вход которого подключен к выходу приемного преобразовател ,

   Q а выход - к информационному входу запоминающего устройства, коммутатор, вход которого также подключен к выходу приемного преобразовател , а один из его выходов подключен к управл ющему входу запоминающего устройства, субблок вычислени  скорости. погружени  отражател , управл ющий вход которого подключен к второму выходу коммутатора, а два информационных входа и два выхода его подключены соответственно к двум выходам и двум входам запоминающего устройства, субблок вычислени  скорости звука в жидкости, управл ющий вход которого подключен к третьему выходу коммутатора , а два информационных входа и два выхода его подключены соответственно к другим двум выходам и двум входам запоминаюj щего устройства, и субблок регистрации вертикального перемещени  отражател  и скорости распространени  звука в жидкости, два входа которого соединены с соответствующими выходами субблока вычислени  скорости звука в жидкости.

   Источники информации,

   прин тые во внимание при экспертизе

   1.Патент США № 3341808, кл. 340-5, 1967.

   2.Патент США № 3388372, кл. 340-3, 1967.
3. 3.Патент ФРГ № 1244453, кл. 42 с,42, 1967 (прототип).