Измерение скорости распространения ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых колебаний – G01H 5/00

Изобретения относятся к области гидроакустической метрологии. Процедура измерения скорости звука времяпролетным способом предполагает задание базы измерения с помощью специальной меры длины, выполненной в виде прямоугольного параллелепипеда с двумя полированными звукоотражающими поверхностями. Прямоугольный параллелепипед закрепляют вертикально на юстируемом основании рабочего измерительного объема, ограниченного крышкой в виде плоскопараллельной пластины. Напротив звукоотражающего торца прямоугольного параллелепипеда и звукоотражающего основания устанавливают приемно-передающие пьезопреобразователи, подключенные к генератору электрических импульсов и измерителю временных интервалов. Пьезопреобразователи закрепляют на наружной поверхности плоскопараллельной пластины, а юстировочные элементы располагают на основании, связанном с верхней частью устройства беличьим колесом. Процедура измерения предполагает многократное переотражение звуковых импульсов. Оценка скорости звука производится по интервалам времени от начала формирования звуковых импульсов, создаваемых формирователем, до момента приема звуковых импульсов с учетом поправки на допускаемую недоюстировку. Технический результат - повышение точности измерения скорости звука. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области гидроакустической метрологии и может быть использовано для построения современных многолучевых эхолотов.

Производят ненаправленное излучение зондирующего сигнала в сторону дна, прием отраженного сигнала веером статических характеристик направленности (ХН), измерение скорости звука на глубине их излучения, сигнал, отраженный от дна, принимают двумя парциальными ХН под углами меньше, чем 40 градусов от нормали, а их оси разнесены на углы порядка 2 градуса, измеряют углы направленности выбранных парциальных ХН, измеряют времена прихода сигналов, отраженных от дна, в выбранные парциальные ХН, определяют отношение времен распространения принятых сигналов, производят последовательный перебор возможных значений скорости звука на глубине у дна в диапазоне 30% от скорости звука, измеренной на глубине излучения с шагом 0,5 м/сек, а за оценку скорости звука на глубине принимают то значение, которое обеспечивает минимум разности. Техническим результатом является повышение точности измерения глубины многолучевым эхолотом. 1 ил.

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при формировании оценки полного профиля вертикального распределения скорости звука (ВРСЗ) по его измеренному в некотором диапазоне глубин фрагменту. Сущность: в способе осуществляется достраивание полного профиля ВРСЗ на основе текущего замера ВРСЗ с привлечением априорной информации из базы данных многолетних измерений ВРСЗ, представленной в статистической форме. Для измеренного фрагмента ВРСЗ находится максимально правдоподобное априорное ВРСЗ из базы данных, после чего происходит достраивание точек ВРСЗ для глубин, лежащих выше и ниже границ замера ВРСЗ. При этом производится коррекция априорного профиля с учетом текущей глубины района плавания и, в случае необходимости, линейная интерполяция реперных точек на интересующие глубины. Технический результат: повышение достоверности гидрологических моделей, повышение точности решения прогнозных задач гидроакустики - расчета дальности действия гидроакустических систем, расчета оптимальной мощности излучения сонаров и т.п. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Использование: для измерения скорости поверхностной ультразвуковой волны. Сущность: заключается в том, что возбуждают пьезопреобразователем поверхностную ультразвуковую волну, осуществляют прием прошедших по изделию ультразвуковых импульсов и определяют временные интервалы между этими импульсами, причем при прохождении волны по изделию регистрацию ультразвуковых импульсов осуществляют, по крайней мере, в трех точках, затем импульсы проходят на цифровой осциллограф и в оцифрованном виде ультразвуковые импульсы вводят в компьютер для определения зависимости амплитуд ультразвуковых импульсов от пройденного волной расстояния, далее нормируют амплитуды ультразвуковых импульсов, начиная со второго, до амплитуды первого, а после выравнивания определяют временные интервалы между этими импульсами. Технический результат: повышение точности измерения скорости волны. 3 ил.

Изобретение относится к области акустических измерений и может быть использовано для измерения вертикального распределения скорости звука в естественных водоемах. Техническим результатом изобретения является упрощение проведения измерений. Согласно способу облучают звуковыми колебаниями акустический рассеиватель, находящийся в жидкости на фиксированном горизонте, принимают рассеянный обратно от него акустический сигнал, измеряют скорость звука на горизонте источника и приемника звуковых колебаний, углы наклона характеристик направленности акустического приемника, соответствующие им времена распространения акустического сигнала от источника звуковых колебаний до рассеивателя и обратно к акустическому приемнику. При этом облучают сильный одиночный акустический рассеиватель звуковыми колебаниями последовательно по n+1 углам наклона одной характеристики направленности совмещенного с акустическим приемником источника звуковых колебаний, расположенного на фиксированном горизонте. По измеренным значениям скорости звука на горизонте источника и приемника, углов наклона одной характеристики направленности источника и приемника звуковых колебаний, соответствующих им временам распространения акустического сигнала от источника до рассеивателя и обратно, находят значение горизонта рассеивателя, значения горизонтов n нижних границ n слоев жидкой среды и n значений скорости звука на них, решением системы из n+1 уравнений. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.

Изобретение относится к акустическим измерениям и предназначено для использования в ультразвуковой технике. Техническим результатом изобретения является увеличение точности измерения скорости звука. Указанный технический результат достигается за счет исключения недостатков большинства других методов измерения скорости в жидкостях, таких как погрешность измерения из-за неопределенности фазы на излучателе и отражателе, отсутствие контроля температуры в исследуемой жидкой среде за время проведения измерений, погрешность измерения из-за воздействия температуры на элементы конструкции, задающие базу измерения. 1 ил.

Изобретение относится к области испытания физических свойств материалов и предназначено для определения скорости звука в моно- и поликристаллах. Технический результат изобретения - расширение функциональных возможностей, снижение трудоемкости. Сущность изобретения - предварительно определяют период кристаллической решетки для моно- и поликристалла рентгеноструктурным методом, а затем по формуле:

.

где V_зв - скорость звука в моно- и поликристалле;

m - атомная масса химического элемента;

е - заряд электрона;

r - расстояние между ближайшими атомами - соседями, которое зависит от типа и периода кристаллической решетки а₀;

=3,14;

₀ - электрическая постоянная, определяют скорость звука. 1 табл.

Изобретение относится к устройствам для акустических измерений и может быть использовано для измерения вертикального распределения скорости звука в жидких средах. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения. Устройство содержит генератор импульсно-модулированных сигналов 1, излучатель акустической энергии 2, первый 3, второй 4 и третий 5 акустические приемники, установленные по порядку с одной стороны от излучателя 2 на фиксированных расстояниях, усилители-ограничители 6, 7, 8, две линии задержки 9 и 10, первую группу логических схем И 11, вторую группу логических схем И 12, первую группу электронных ключей 13, вторую группу электронных ключей 14, генератор 15 опорных (счетных) импульсов, первый 16 и второй 17 блоки памяти, вычислительный блок 18, контактный датчик скорости звука 19, установленный на фиксированном расстоянии от излучателя 2 акустической энергии, умножитель частоты 20 и формирователь тактовых импульсов 21. 1 ил.

Изобретение относится к области импульсной акустической измерительной техники и может быть использовано для измерения скорости звука в неоднородных средах, преимущественно для томографии. Измеритель скорости звука в неоднородных средах содержит приемоизлучающий акустический преобразователь 1, импульсный генератор 3, приемный усилитель 4, аналого-цифровой преобразователь 5, блок микропроцессора 6 и блок выдачи данных 7. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей. Устройство обеспечивает получение значений скоростей звука в каждой из однородных сред, составляющих исследуемую неоднородную среду, путем использования единственного зондирующего акустического импульса. 1 ил.

Изобретение относится к гидроакустике, а именно к устройствам для измерения скорости звука в текущих жидкостях и в воде, и может быть размещено как на стационарных объектах, так и на подвижных объектах, движущихся с большими скоростями. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции устройства, повышение быстродействия и точности измерения. Измеритель скорости звука в жидких средах содержит акустический приемопередающий преобразователь 2 и отражатель 3, жестко закрепленные на одном основании 4, усилитель мощности 1, предварительный усилитель 5, генератор 6, компаратор 7, микроконтроллер 13, датчик температуры 14 и дисплей 15. В устройство дополнительно введены второй компаратор 8, мультиплексор 9, триггер 10, формирователь строба 11 и шунтирующий ключ 12. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для акустических измерений. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения. Устройство для измерения вертикального распределения скорости звука в жидких средах содержит генератор импульсно-модулированных сигналов 1, излучатель акустической энергии 2, эквидистантную линейную антенную решетку, состоящую из ряда акустических приемников 3, усилители-ограничители 4, линии задержки 5, логические схемы И 6, электронные ключи 7, генератор опорных (счетных) импульсов 8, блок 9 памяти, вычислительный блок 10, контактный датчик скорости звука 11, умножитель частоты 12 и формирователь тактовых импульсов 13. 1 ил.

Изобретение относится области исследования гидрофизических параметров морской воды и может быть использовано для измерения скорости распространения звука в морской воде. Техническим результатом изобретения является возможность измерения скорости распространения звука в морской воде на больших глубинах без необходимости погружения носителя на эти глубины. Сущность изобретения заключается в том, что измеряют соленость морской воды, температуру морской воды и давление, значение скорости распространения звука в морской воде определяют расчетным путем. При этом измерение солености морской воды производят на глубине, превышающей глубину галаклина при помощи средств измерения, расположенных на подводном носителе, температуру морской воды и давление измеряют с помощью зонда, причем при расчете значения скорости распространения звука в морской воде значение солености принимают равным значению солености, измеренному с помощью средств измерения, расположенных на подводном носителе. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Использование: для измерения скорости ультразвука в углеродных жгутах и нитях. Сущность: заключается в многократном зондировании образца, аналого-цифровом преобразовании с накоплением цифровых сигналов с помощью суммирования их дискретных отсчетов по индексам соответствия, расчете огибающей, нахождении временного интервала между максимумами огибающей, соответствующих зондирующему и теневому сигналам. Расчет скорости распространения ультразвука производят по найденному временному интервалу и известной длине образца. Технический результат: повышение точности измерения скорости ультразвука в углеродных жгутах и нитях. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Способ предназначен для исследования однократных быстропротекающих процессов (быстрое горение, взрыв, высокоскоростное взаимодействие материалов, распространение ударных волн и т.п.). Применяют исследуемую поверхность с возможностью ее перемещения от воздействия продуктов взрыва. На исследуемой поверхности устанавливают вплотную и перпендикулярно к ней изолированными концами резистивные датчики коаксиальной конструкции. Другие концы датчиков закрепляют неподвижно и подключают к измерительным трактам без образования тока в датчиках. Осуществляют высокоскоростное воздействие движущейся поверхности на резистивные датчики. Используя информационные сигналы с измерительных трактов и калибровочные зависимости, строят графики перемещения отдельных движущихся частей исследуемой поверхности во времени. Способ позволяет регистрировать одновременно положение, профиль и скорость движущейся твердой поверхности в диапазоне от 0,8 до 8 км/с. 1 ил.

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано для определения скорости звука в жидкостях и воде при исследованиях Мирового океана на движущихся объектах, а также в текущих жидкостях и сыпучих средах. Предложенный измеритель содержит акустический приемопередающий преобразователь, один отражатель, усилитель мощности и предварительный усилитель, вход которого соединен с выходом усилителя мощности и подключен к преобразователю. Дополнительно введены второй отражатель, генератор, генератор строба, компаратор, микроконтроллер, датчик температуры и дисплей. Причем первый, второй и третий входы генератора соединены соответственно с выходом компаратора, первым выходом микроконтроллера и первым выходом генератора строба, второй выход которого подключен к одноименному входу компаратора, первый вход которого соединен с выходом предварительного усилителя, первый вход генератора строба соединен одновременно со вторым выходом генератора и одним из входов микроконтроллера, другой его вход подключен к датчику температуры, второй вход генератора строба соединен со вторым выходом микроконтроллера, третий выход которого подключен ко входу дисплея. Первый и второй отражатели выполнены в виде пластин, жестко закрепленных на одном основании с приемопередающим преобразователем и параллельно ему, перпендикулярно плоскости основания и симметрично относительно линии на плоскости основания, параллельной оси диаграммы направленности. При этом площадь отражения второго отражателя превышает по высоте первый отражатель не менее чем в два раза. Технический результат: повышение точности измерения скорости звука в жидкостях за счет введения общего основания, на котором жестко закреплены акустический приемопередающий преобразователь и два отражателя. 2 ил.

Изобретение относится к средствам контроля времени распространения ультразвуковых сигналов, которые распространяются между двумя датчиками. Способ измерения времени (T_р) распространения ультразвукового сигнала от одного датчика к другому, заключающийся в том, что подают на излучающий датчик возбуждающий сигнал (IE _n), содержащий n последовательных импульсов с периодом T_e, посредством чего инициируют излучение ультразвуковой волны в направлении принимающего датчика, которая генерирует на выводе принимающего датчика принимаемый сигнал. При этом начинают измерение промежуточного времени (T_int) распространения, как только начнется возбуждение излучающего датчика, определяют принимаемый сигнал (SR_n) на выводе принимающего датчика и определяют частоту колебаний принимающего датчика, прекращают измерение промежуточного времени (T_int) распространения, в момент когда определено i-ое колебание P_i, определяют время (T_р) распространения сигнала по разности T _int-i·T_e. Данный способ реализован при помощи соответствующего устройства, содержащего средство вычитания фиксированного времени, средство определения i-ого колебания, средство сравнения, предназначенное для подсчета числа колебаний принимаемого сигнала и для определения i-ого колебания, и другие электронные элементы. Данное изобретение позволяет упростить способ определения времени распространения ультразвуковых сигналов между двумя датчиками. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.