SU968734A2

SU968734A2 - Способ измерени скоростей нормальных волн в акустических волноводах и устройство дл его осуществлени

Info

Publication number: SU968734A2
Application number: SU813235953A
Authority: SU
Inventors: Виктор Васильевич Тютекин; Сергей Петрович Климов; Александр Александрович Мазаников; Владимир Николаевич Меркулов
Original assignee: Предприятие П/Я А-1687
Priority date: 1981-01-07
Filing date: 1981-01-07
Publication date: 1982-10-23

Description

Изобретение относится к акустоизмерительной технике и может быть использова-. но для измерения характеристик нормальных волн, их коэффициентов отражения в твердых и жидких акустических волноводах. 'По основному авт. св. № 661326 известен способ измерения скоростей нормальных волн в акустических волноводах, основанный на возбуждении в волноводе одновременно нескольких нормальных волн ₁₀и регистрации звукового поля в нем, нормальные волны в волноводе возбуждают в непрерывном режиме, непрерывно во времени регистрируют звуковое поле вдоль волновода, полученный сигнал детектиру- ,5 ют синхронно с возбуждающим сигналом, выделяют составляющие частотного спектре процентированного сигнала и определяют скорость нормальных волн по формуле _c-_S£u_v ²⁰ |где С_и - скорость нормальных волн;

— частота возбуждающего сигнала;

- частота нормальных волн;

V - скорость перемещения приемника;

V» — номер нормальных волн.

Указанный способ осуществляют устройством, содержащим излучатель, расположенный на торце волновода и соединенный с генератором, звукоприемник, подключенный к усилителю, синхронный детектор, аналого-цифровой преобразователь, цифровой вычислительный блок, звукоприемник установлен с возможностью перемещения вдоль волновода, причем один : вход синхронного детектора соединен с входом усилителя, другой вход - с генератором, а его выход подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя, вход которого подсоединен к цифровому вычиолительному блоку £1].

Однако известный способ не позволяет измерить амплитуду и направление распространения нормальных волн, поскольку при таком способе измерения неотличимы волны с равной по величине и разной по знаиу скоростью распространения'в противоположных направлениях.

Целью изобретения является измерение амплитуды и направления распространения нормальных волн.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу измерения скоростей ный блок 8. Звукоприемник 4 установлен с возможностью перемещения вдоль волновода 2, причем один вход синхронного детектора 6 соединен со входом усили5 теля 5, а его выход подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя 7, вход которого подсоединен к цифровому вычислительному блоку 8, генератор 9 нормальных волн в акустических волноводах, основанном на возбуждении в волноводе одновременно нескольких нормальных волн и регистрации звукового поля в нем, нормальные воины в волноводе возбуждают в непрерывном режиме, непрерывно I во времени регистрируют звуковое поле вдоль волновода, полученный сигнал детектируют синхронно с возбуждающим сигналом, выделяют составляющие частотного спектра продектироваиного сигнала и определяют скорость нормальных волн, генерируют электрический сигнал, сдвинутый на постоянную величину по частоте по отношению к возбуждающему сигналу, принимают прошедший через волной Вод сигнал и детектируют его синхронно с электрическим сигналим, а амплитуду и направление распространения волн вычисляют по формулам

С'И-Г __υ д _:_1_и (Г-Я._и ^V1 ф ^υ*’ где Й и и (J_M - частоты и амплитуды составляющих в спектре продектироваиного сигнала;

— частота возбуждающего сигнала;

— частота опорного сигнала при детектировании;

— чувствительность приемника;

. скорость перемещения приемника;

направление распространения нормальных волн, осуществляющее предло-- \ ¹снабжено генератором сигнала, подключенным ко (f у Устройство, женный способ, электрического второму входу синхронного детектора.

На чертеже изображена блок-схема устройства, осуществляющего способ измерения характеристик скоростей нормальных волн в акустических волноводах.

Устройство содержит излучатель 1, расположенный на торце волновода 2 й соединенный с генератором 3, звукоприемник 4, подключенный к усилителю 5 синхронный детектор 6, аналого-цифровой преобразователь 7, цифровой вычислитель35 электрического сигнала подключен ко второму входу синхронного детектора β.

Способ осуществляют следующим образом.

Возбуждают в волноводе 2 нормальные волны при помощи монохроматического, сигнала частоты , которые представляют собой набор нормальных волн со скоростями С_и и амплитудами А^, распространяющихся как в положительном, так и в отрицательном направлении оси X. Перемещают звукоприемник 4 по длине волновода равномерно со скоростью V . Детектируют сигнал, полученный со звукоприемника 4 синхронно с генерируемым генератором 9, сигналом Р><?05 причем Β’Άι,', ; сГ»¹£йУ..ПолучаI ^Си ют после детектирования сигнал U , равныйI

U - Σ (Л.со<э ал +(j , И?

где St _и = ОF—>

ф - чувствительность приемника.

Сигнал И содержит в спектре лишь составляющие с частотами, гораздо большими и гораздо меньшими, чем tf.

Преобразуют сигнал (J в цифровую форму в аналого-цифровом преобразователе 7 и вычисляют в вычислительном блоке 8 значения (J„ и (f- после чего по.формулам находят скорости С^, амплитуды и направления распространения нормальных волн.·

Использование изобретения позволяет измерять амплитуды возбуждения и направления распространения нормальных волн, характеристики которых необходимо знать при проектировании стержневых и балочных конструкций.

Claims

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТЕЙ НОРМАЛЬНЫХ ВОЛН В А1 СТИЧЕСКИХ ВОЛНОВОДАХ И УСТРОЙСТВО дл ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относитс к акустоизмер тельной технике и может быть испопьэовано дл юмеренв характеристик нормальных волн, их коэффициентов отражени в твердых н жидквх акустических волноводах По основному авт. св. № 661326 известен способ измерени скоростей нрр мапьных волн в акустических волноводах, основа Н13Ы и на возбуждении в волноводе одновременно нескольких нормальных волн н регистрации звукового пол в нем, но{ мальные волны в волноводе возбуждают в непрерывном режиме, непрерывно во времени регистрируют звуковое поле вдоль волновода, полученный сигнал детектируют синхронно с возбуждающим сигналом, выдел ют составл ющие частотного спектре продектированного сигнала и определ ют скорость нормальных вопн по формуле г - и у vi- Wy, |где С.- - скорость нормальных волн; U) - частота возбуждающего сигнала; ttij - частота нормальных волн; V - скорость перемещени приемнтька; Vt - номер нормальных волн. Указанный способ осуществл ют устройством , содержащим излучатель, расположенный на торце волновода и соединенный с х«нератором, звукоприи ник, подключенный к усилителю, синхронный детектор , аналого-цифровой преобразователь, цифровой вычислительный блок, звукоприемник установлен с возможностью перемещени вдоль волновода, причем один : вход синхронного детектора соединен с входом усилител , другой вход - с геи&paTopoMi а его выход подключен ко входу аналого-цифрового преобразовател , вход которого подсоединен к пифровоиу вычис лительиому блоку Q1 j. Однако вэвестный способ не позвол ет юмервть амплитуду и направление распространени нормальных волн, поскольку при таком способе измерени неотличимы С равной по величине и разной по знаку скоростью распространени в противоположных направлени х. Цепью изобретени вл етс измерени амплитуды и направлени распространени нормальных волн. Указанна цель достигаетс тем, что согласно способу измерени скоростей нормальных волн в акустических волноводах , основанном на возбуждении в волноводе одновременно нескольких нормальны волн и регистрации звукового пол в нем нормальные волны в волноводе возбуждают в непрерывном режиме, непрерывно I во времени регистрируют звуковое поле вдоль волновода, полученный сигнал детектируют синхронно с возбуждающим сигналом, выдел ют составл ющие частот ного спектра ггродектированного сигнала и определ ют скорость нормальных волн, генерируют электрический сигнал, сдвинутый на посто нную величину по частоте по отношению к возбуждающему сигналу , принимают прошедший через волно вод сигшл и детектир5пют его синхронно с электричеьким сигналим, а амплитуду и направление распространени волн вычисл ют по формулам С - иA---i-U и: cf-5ivi , Ф где И и И и амплитуды со ставл ющих в спектре продектированного сигна ла; , - частота возбуждающего сигнала; (f - частота опорного сигнал при детектировании; ф - чувствительность приемника; V - скорость перемещени приемника; - С| - направление распростран ни нормальных волн. у . Устройство, осуществл ющее предложенный способ, снабжено генератором электрического сигнала, подключенным к второму входу синхронного детектора. На чертеже изображена блок-схема устройства, осуществл ющего способ взмерени характеристик скоростей нор мальных волн в акустических волноводах Устройство содержит излучатель 1, расположенный на торце волновода 2 и соединенный с генератором 3, звукоприемник 4, подключенный к усилителю 5 синхронный детектор 6, аналого-цифровой преобразователь 7, цифровой вычислитель ный блок 8. Звукопри«у1ник 4 установлен с возможностью перемещени вдоль волновода 2, причем один вход синхронного детектора 6 соединен со входсы усилител 5, а его выход подключен ко входу аналого-цифрового преобразовател 7, вход которого подсоединен к цифровому вычислительному блоку 8, генератор 9 электрического сигнала подключен ко второму входу синхронного детектора р. Способ осуществл ют следующим образом . Возбуждают в волноводе 2 нормальные волны при помощи монохроматического , сигнала частоты и , которые представл ют собой набор нормальных волн со скорост ми Си и амплитудами А, распростран ющихс как в положительном, так и в отрицательном направлении оси X. Перемещают звукоприемник 4 по длине волновода равномерно со скоростью V . Детектируют сигнал, полученный со звукоприемника 4 синхронно с генерируемым генератором 9, сигналом fiCOb (U/nCf) причем ,; сГСгШи ; .Получа1 М ют после детектировани сигнал U , ра&ВЫЙIu-iUy ,co3ay,t+U, л г tMiV где ft VI 0--р-; -и ,; ф - чувствительность приемника. Сигнал VI содержит в спектре лишь составл ющ11е с частотами, гораздо боль шими и гораздо меньшими, чем (f. Преобразуют сигнал (J в цифровую форму в аналого-цифровом преобразователе 7 и вычисл ют в вычислительном блоке 8 значени (}„ и (А И после чего по формулам наход т скорости С,, ампл «уды А и направлени распространени нормальных ВОЛН; Использование изобретени позвол ет измер ть амплитуды возбуждени и направлени распространени нормальных волн, характеристики которых необходимо знать при проектировании стержневых и балочных конструкций. Формула изобретени 1. Способ измерени скоростей HofvмальНых волн в акустичесжих волноводах по авт. св. № 661326, отличающийс тем, что, с целью кзмеренк амплитуды и направлени распространени нормальных волн, генерируют электриче жий сигнал, сдвинутый на посто нную величину по частоте по отношению к возбуждающему сигналу, принимают прошедший через волновод сигнал и детектируют его синхронно с электричеоким сигналом, а амплитуду и напраал ние распространени но|ыальных волн вы числ ют по формулам Ши tf-a-M vV fi и DM - частоты и ly. - №4.-.и:«лл 11 амплитуды составл ющих в спектр продектированного сигн ла; , - частота возбуждающего сигнала; ( f - частота опорного сигнала при детёктированш); d) - чувствительность приемника; V - скорость перемешёни приемншш; , С ваправление рас ростра ненв вормальаых волн.
2. Устройство дл измерени скоростей нормальных волн в акустических волноводах по авт. св. № 661326, отличающеес тем, .что оно снабжено ген& раторсм электрического свгтла, подклк ченным ко второму входу синхронного а&тектора .. Источники информации, прин тые во внимание при акспертюе 1. Авторское свидетельство СССР N9 661326, кл. Q 01N 29/ОО, 1976 (прототип).