Способ измерения коэффициента отражения звука от пластины и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к технической акустике и может найти применение при контроле качества перегородок и панелей. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет улучшения подавления падающей звуковой волны. Облучают исследуемую пластину падающей звуковой волной при нормальном падении волны. Вблизи пластины регистрируют мгновенные значения звуковых давлений (преобразованных в электрические напряжения ). Такую регистрацию выполняют в первой группе равноотстоящих одна от другой точек с номерами m 1, 2N/2, где N общее число точек регистрации, которое должно быть четным. Точки находятся на отрезке прямой, соединяющей центр пластины с излучателем. При этом в реальном масштабе времени выполняютпрямое и обратное дискретные пространственные преобразования Фурье от указанных напряжений Одновременно регистрируют мгновенные значения звуковых давлений (преобразованных в электрические напряжения ) во второй группе точек, расположенных между точками первой группы и выполняют аналогичные преобразования. Коэффициент отражения звука определяют по формуле А I U1 - U2 I / I Уз - 1)4) I, где U i и Ua соответственно результаты прямого и обратного преобразований Фурье в первой группе точек: U2 и 1М - такие же результаты во второй группе точек 2 с. п. , 2 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) G 01 N 29/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ЬЫ093

I)A1- Ж ri »

»:-.Л. 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В (21) 4635032/28 (22) 09.01.89 (46) 07.03,91, Бюл, ¹ 9 (72) Е.Л, Шендеров (53) 620.179.16 (088.8) (56) Колесников А.Е, Акустические измерения. — Л.: Судостроение, 1985, с, 203.

Справочник по гидроакустике. — Л,: Судостроение, 1988, с. 360. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ ЗВУКА QT ПЛАСТИНЫ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технической акустике и может найти применение при контроле качества перегородок и панелей.

Целью изобретения является повышение точности измерения эа счет улучшения подавления падающей звуковой волны. Облучают исследуемую пластину падающей звуковой волной при нормальном падении волны. Вблизи пластины регистрируют мгновенные значения звуковых давлений!

1зобретение относится к технической акустике и может найти применение при контроле качества перегородок и панелей.

Целью изобретения является повышение точности измерения эа счет улучшения подавления падающей звуковой волны.

На фиг. 1 представлена схема измерения коэффициента отражения звука от пластины; на фиг, 2 — устройство для проведения измерений.

Падающая звуковая волна 1 проходит первую и вторую группы измерительных точек 2 и падает на исследуемую пластину 3, установленную на штанге 4. Звуковая волна

„„5Ц „„1633350 А1 (преобразованных в электрические напряжения). Такую регистрацию выполняют в первой группе равноотстоящих одна от другой точек с номерами m = 1, 2, „., N/2, где N— общее число точек регистрации, которое должно быть четным, Точки находятся на отрезке прямой, соединяющей центр пластины с излучателем. При этом в реальном масштабе времени выполняютпрямое и обратное дискретные пространственные преобразования Фурье от укаэанных напряжений. Одновременно регистрируют мгновенные значения звуковых давлений (преобразованных в электрические напряжения) во второй группе точек, расположенных между точками первой группы и выполняют аналогичные преобразования.

Коэффициент отражения звука определяют по формуле А = I Ui — 02! /1Оэ — Un) I, где Ur и Оз — соответственно результаты прямого и обратного преобразований Фурье в первой группе точек; Uz и 04 — такие же результаты во второй группе точек. 2 с. и. ф-лы, 2 ил, создается излучателем 5 звука, а принимается приемной линейной антенной 6, состоящей иэ четного числа эвукоприемников с номерами 1, 2, ..., N и соединенной через линию 7 задержки, состоящую иэ N-1 звеньев и имеющую два выхода на противоположных концах, с двухканальным регистратором 8 амплитуд сигналов, например двухперьевым самописцем, Приемники с четными и нечетными номерами включеныт противофаэно, что отмечено знаками плюс и минус. Время задержки каждого звена выбрано равным времени пробега звуковой волны между соседними приемниками, 1633350

Способ измерения коэффициента отражения звука от пластины осуществляется следующим образом, С помощью излучателя 5 звука создают звуковую волну 1, которая нормально падает на исследуемую пластину 3. Звуковое давление в виде суммы падающей и отраженной волн регистрируется приемной линейной антенной 6 в первой и второй группах измерительных точек 2. Звуковые давления Р(Хп) в первой группе измерительных точек (Xm = d2m, где d — расстояние между точками; m = 1, 2, .„, N/2), сдвинутые по фазе друг относительно друга íà kd2m (где k — волновое число в среде), преобразуются в электрические напряжения 0(Хл1) =

= y P(Xf), где — чувствительность акустоэлектрического преобразователя, которые затем складываются. В результате образуется сумма, характеризующая прямое преобразование Фурье:

N/2

U1 = y, P(2d(m — 1)) ехр(Исб2т).

m =1

Затем эти напряжения складываются, но фазы берутся с обратными знаками, и образуется сумма, характеризующая обратное преобразование Фурье:

N/2

Оз = у g Р (2d (m — 1)) ехр (-Ikd2m).

m =1

Звуковые давления Р(ХП ) во второй группе измерительных точек преобразуются в электрические напряжения U(X ), где Xm =

=d(2m - 1), m = 1, 2, ..., N/2, задерживаются на величины, соответствующие фазам

kd(2m - 1), и образуются суммы 02 и U4: й/2

02= y,, P(d(2m-1))exp(ikd(2m-1));

m =1

N/2

U4 = y, P(d (2m - 1)) ехр(-Ikd(2m - 1)).

m =1

Приемники приемной линейной антенны 6, расположенные в первой группе измерительных точек 2, в совокупности с линией

7 задержки образуют антенну бегущей волны с интервалом между приемниками, равным 24. При регистрации сигнала на конце линии 7 задержки, соединенной с приемниками, наиболее удаленными от пластины 3, образуется характеристика направленности с главным максимумом, направленным в сторону пластины 3. На противоположном конце образуется характеристика направленности сглавным максимумом,,направленным в сторону излучателя 5 звука.

Аналогичные характеристики образуются и для приемников, расположенных во второй группе измерительных точек 2 и образую25

55 щих вторую антенну бегущей волны. Каждая иэ этих бегущих антенн в отдельности не в состоянии полностью подавить либо падающую, либо отраженную волну, Противофаэные включения совместно с включением

"накрест" соседних приемников дают воэможность на левом конце линии 7 задержки сформировать сигнал 01 — 02 I, а на правом конце Оз — 04I, т. е. операция, связанная с вычитанием результатов прямых преобразований Фурье, полностью подавляет падающую волну, а для обратных преобразований — отраженную волну. Амплитуды напряжений на концах линии 7 задержки измеряются разными каналами регистратора 8 амплитуд сигналов, Коэффициент отражения определяется по формуле !

О 02 I !

Оз — Оа!

Формула изобретения

1. Способ измерения коэффициента отражения звука от пластины, заключающийся в том, что исследуемую пластину облучают звуковой волной, измеряют звуковые давления в группе точек, находящихся вблизи пластины на линии между излучателем и центром пластины и на равном расстоянии одна от другой, и с учетом измеренных звуковых давлений определяют коэффициент отражения звука от пластины, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет улучшения подавления падающей звуковой волны, дополнительно измеряют зеукоеые давления во второй группе точек, расположенных между точками первой группы, выполняют с измеренными в первой и второй группах точек давлениями прямое и обратное дискретные пространственные преобразования Фурье, а коэффициент отражения звука определяют по формуле

А = !(01 — U2)/(ОЗ вЂ” U4) I, где 01 и Оз — соответственно результаты прямого и обратного преобразований

Фурье звуковых давлений в первой группе точек;

U2 и 04 — соответственно результаты прямого и обратного преобразований

Фурье звуковых давлений во второй группе точек, 2. Устройство для измерения коэффициента отражения звука от пластины, содержащее излучатель звука. линейную приемную антенну в виде отдельных приемников, многозвенную линию задержки, звенья которой соединены с приемниками антенны, и регистратор уровня сигнала, к выходу которого подсоединена линия за1633350

n7=f

Фиг. 2

Составитель Г,Федоров

Техред М.Моргентэл Корректор Л.Патай

Редактор Н.Бобкова

Заказ 615 Тираж 393 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101 держки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что линейная приемная антенна выполнена из четного количества приемников, соседние приемники антенны включены противофазно друг другу и выход каждого из приемников с нечетным номером соединен с входом звена линии задержки с номером на единицу больше, чем номер приемника, а выход каждого из приемников с четным номером соединен с входом звена с номером на единицу меньше, чем номер приемника, линия задержки снабжена на противоположных

5 концах двумя выходами, при этом регистратор выполнен двухканальным и выходы линии задержки соединены поканально с входами регистратора,