DE1804843A1 - Distilling sea water by means of solar energy - Google Patents

Abstract

By evaporation using solar energy and subsequent condensation of the vaporised water, the solar energy being supplied to a relatively small evaporator via a large irradiation surface, and being converted to heat which is then supplied to a steam generator by heat pipes.

Description

Knalldruckmeßsonde Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ermittlung der Schalldruckverteilung in der Umgebung einer sxplosionsschallquelle mit einem mechanisch- elektrischen Wandler für den Schalldruck. Knalldruckmeßsonde The invention relates to a device for determining the sound pressure distribution in the vicinity of an explosion sound source with a mechanical-electrical converter for the sound pressure.

Eine derartige einrichtung wird benötigt für die Ausmessung des Schallfeldes bei bestimmten Waffentypen, damit einmal die Waffenkonstruktion Rückschlüsse für die weitere Verbesserung der Waffe ziehen kann und andererseits die physiologische Belastung der Bedienungsmannschaft abgeschätzt werden kann.Such a device is required for measuring the sound field with certain weapon types, so that conclusions can be drawn for the weapon design the further improvement of the weapon can draw and on the other hand the physiological The load on the operating team can be estimated.

Wenn beispielsweise der blündungsknall eines Geschützes ermittelt werden soll, so ist zu beachten, daß die entstehende Schallwelle sich zunächst kugelförmig um die zündung herum ausbreitet, jedoch in ihrer Form durch Reflexionen am Boden und an der Waffe selbst stark verändert wird, so daß sich Schalldruckfelder unterschiedlicher Druckhöhen-, formen und Ausbreitungsgeschwindigkeiten ergeben. Darüber hinaus hängt die Schalldruckverteilung von der Druck-Sprunghöhe selbst sowie dem Yappa-Beiwert des Ausbreitungsmediums und damit der Schallgeschwindigkeit und schließlich dem Wetter ab.When, for example, the muzzle blast of a gun is detected should be, then it should be noted that the resulting sound wave is initially spherical spreads around the ignition, but in its shape due to reflections on the ground and is greatly changed on the weapon itself, so that sound pressure fields are more different Pressure head, shape and propagation velocities result. It also depends the sound pressure distribution from the pressure jump height itself and the Yappa coefficient of the medium of propagation and thus the speed of sound and finally the Weather from.

Bei rJerwendung von üblichen Mikrofonen für die genannte Ießaufgabe ergibt sich die Schwier$teit, daß bei Auftreffen der sehr steilen Schallwellenfront - oft im Uberschallbereich - auf das Mikrofon, dieses zu Schwingungen mit seiner Eigenfrequenz angeregt wird, wodurch der Meßwert verfälscht wird. Der Meßwert wird weiter verfälscht durch Reflexionen an der Einspannstelle des Mikrofons.When using conventional microphones for the above-mentioned measuring task the difficulty arises that when the very steep sound wave front hits - often in the supersonic range - on the microphone, this vibrates with its Natural frequency is excited, whereby the measured value is falsified. The measured value will Further falsified by reflections at the clamping point of the microphone.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der ein gangs beschreibenen Gattung zu schaffen, die einen so wenig wie möglich verfälschten Meßwert liefert Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst daß der Wandler ein piezoelektrischer Kristallaufnehmer mit einer Eigenfrequenz von über loo KHz ist, der in die der Schallquelle zugewandte Öffnung einer im wesentlichen rohrförmigen Sonde eingesetzt ist , welche in Richtung der erwarteten Schalldruckausbreitung an dem betreffenden Meßpunkt angeordnet ist.The object of the invention is to provide a device of the one described above To create a species that delivers as little falsified a measured value as possible This object is achieved according to the invention in that the transducer is a piezoelectric one The crystal pick-up with a natural frequency of over 100 KHz is that of the sound source facing opening of a substantially tubular probe is used, which arranged in the direction of the expected sound pressure propagation at the relevant measuring point is.

Die Wahl einer extrem hohen Eigenfrequenz zur den Kristallaufnehmer hat das Ergebnis, daß selbst ein sehr steiler Druckan-stieg (FDruck-Sprung) kaum eine Erregung des Kristallaufnehmers mit seiner Eigenfrequenz zu bewirken vermag, und daß darüber hinaus die Empfindlichkeit sich mit der Frequenz des zu messenden Schalles - die in der Regel weit darunter liegt - kaum ändert. Durch Anwendung der Sonde in der genannten Form und Anordnung wird erreicht, daß die Schallwellen, die den Kristallaufnehmer durchlaufen haben bzw. auf die Halteeinrichtung des Aufnehmers in der Sonde treffen, zunächst in die Sonde hinein wandern, ohne sogleich reflektiert zu werden. Zumindest eine rescht genaue Messung des Wellenfront ist damit ermöglicht.Choosing an extremely high natural frequency for the crystal pick-up has the result that even a very steep increase in pressure (F pressure jump) hardly ever able to cause excitation of the crystal receiver with its natural frequency, and that, in addition, the sensitivity varies with the frequency of the measurement Schalles - which is usually far below - hardly changes. By applying the Probe in the form and arrangement mentioned is achieved that the sound waves that have passed through the crystal receiver or onto the holder of the receiver hit in the probe, first wander into the probe without immediately being reflected to become. At least a very precise measurement of the wavefront is possible.

Als Eigenfrequenz für den Kristallaufnahmer hat sich ein Wert von ca. 140 KHz als genügend hoch erwesen, daß die @@renung von Schwingungen mit @@@ Eigenfrequenz vornachten über gering ist.The natural frequency for the crystal receiver has a value of approx. 140 KHz is considered to be high enough that the @@ renung of vibrations with @@@ Natural frequency is low.

Wenn die Meßzeit verlängert werden soll, wenn also insbesondere auch noch mindestens ein Teil der am Boden oder an der Waffe reflektierten Schallwellen mit erfaßt werden soll, so ist es zweckmäßig, wenn die Sonde etwa halb so lang ist wie die von der Schallwelle innerhalb der Meßzeit durchlaufene Strecke in der Sonde. Das Material der Sonde wird in den meisten Fällen metallisch sein; dies entspricht einer Schallgeschwindigkeit von z. B. 5 ooo m/sec. Bei einer geforderten I;.ezeIt von z. B. einer Millisekunde wäre der Sonde dann eine Lange von zweieinhalb Bieter zu geben, damit eine etwa am Sondenende reflektierte Welle erst nach der meßzeit am Kristallaufnehmer eintrifft.If the measuring time is to be extended, then especially if so too at least some of the sound waves reflected on the ground or on the weapon is to be detected, it is useful if the probe is about half as long like the distance traveled by the sound wave in the probe within the measuring time. The material of the probe will in most cases be metallic; This matches with a speed of sound of z. B. 5,000 m / sec. At a required I; .time from Z. B. one millisecond, the probe would then be a length of two and a half bidders to give so that a wave reflected approximately at the end of the probe only after the measuring time arrives at the crystal receiver.

Oft wird man. aber wünschen, in der Meßdauer nicht irgendwelchen Beschränkungen unterworfen zu sein. Um eine sonst mögliche Totalreflektion am Sondenende, das dem Kristallaufnehmer abgewandt ist, unmöglich zu machen, erhält die Sonde an diesem Ende eine stetige Durchmesservergrößerung in Trichterform. Auf diese Weise werden einmal die Longitudinal-Schallwellen mindestens teilweise in Transversalwellen transformiert und dann abgestrahlt; zum zweiten erfolgt eine starke Dämpfung sowohl der hin- als auch der rücklaufenden Welle; und schließlich wird die Ausbildung von dämpfenden Interferenzen zwischen hin- und rücklaufenden Wellen begünstigt.Often you will. but do not wish to have any restrictions on the duration of the measurement to be subject to. To avoid an otherwise possible total reflection at the end of the probe, which the Crystal pick-up is turned away to make impossible, the probe receives at this At the end of a steady increase in diameter in the shape of a funnel. Be that way once the longitudinal sound waves are at least partially transformed into transverse waves and then radiated; secondly, there is strong attenuation of both the forward and backward also the returning wave; and finally the training of dampening Interferences between waves going back and forth favored.

Natürlich muß die Sonde an irgendeiner Stelle, zweckmäßig in ihrem Schwerpunkt, gehalten werden beispielsweise mittels eines Stativs -, doch sollte diese ETalterung für den unreflektierten Durchlauf der Schallwelle durch die Sonde ausgebildet und angebracht sein. Eine (reine) Dämpfung der Schallwelle an dieser Stelle dagegen ist durchaus erwaner@t. Zweckmaß-ig u«faßt daher die Halterung ein teils aun Metall, teil t einem Elastomer aufgebautes Verbindungsstück zur Sonde. Derartige Verbindungsstücke sind unter der Bezeichnung "Schwingmetall" handelsüblich.Of course, the probe must be somewhere, useful in hers Focus, held for example by means of a tripod - but should this aging for the unreflected passage of the sound wave through the probe be designed and attached. A (pure) attenuation of the sound wave at this Place on the other hand is definitely Erwaner @ t. Therefore, it is practical to enclose the holder partly made of metal, partly made of an elastomer connector to the probe. Such connectors are called "Schwingmetall" customary.

Wie üblich, ist dicht hinter dem Kristallaufnehmer ein Anpaßverstärker vorgesehen, um das entstehende elektrische Signal über ein längeres Kabel weiterleiten zu können, ohne daß eine zu starke Dämpfung eintritt. Da bestimmungsgemäß der Spitzenschalldruck zu messen ist, muß die im Kristall infolge des Drucksprunges aufgebaute Ladung gemessen werden, so daß hier ein sogenannter Elektrometer- oder Ladungsverstärker vorzusehen ist. Dieser wird zweckmäßig in die Sonde, etwa in Höhe des trichterförmigen Endes, angebaut.As usual, there is a matching amplifier right behind the crystal receiver provided to pass the resulting electrical signal over a longer cable to be able to do so without excessive damping. As intended the peak sound pressure is to be measured, the charge built up in the crystal as a result of the pressure jump must be measured so that a so-called electrometer or charge amplifier should be provided here is. This is expediently in the probe, approximately at the level of the funnel-shaped end, cultivated.

Anhand der beigefügten Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung beschrieben werden, dessen Brauchbarkeit sich bis herab zu Druck-Sprunghöhen von 20 Millibar erwiesen hat.Based on the accompanying drawings, an embodiment of the Device according to the invention are described, the usefulness of which is up has proven down to pressure jump heights of 20 millibars.

Die Zeichnung stellt einen Längsschnitt durch die Sonde gemäß der Erfindung dar.The drawing represents a longitudinal section through the probe according to FIG Invention.

Der Kristallaufnehmer besteht hier aus einem handelsüblichen Quarz 1 mit einer Eigenfrequenz von 14o KHz, der mittels einer Schraubvorrichtung 2 in der ogivenförmigen Spitze 3 der Sonde 4 befestigt ist. Etwa in Höhe des trichter- bzw. trompetenförmigen Sandes 5 der Sonde 4 sitzt die erste Stufe 6 eines Elektrometerverstärkers, der so in der Sonde aufgehangen ist* daß keine Reflektionen an der 3efestigungsstelle erfolgen können. Zweckmäßig verwendet man elastomere Befestigungsmittel. Die Verstärkerstufe 6 ist über ein Kabel 7 mit dem Kristallaufnehmer verbunden.The crystal receiver here consists of a commercially available quartz 1 with a natural frequency of 14o KHz, which by means of a screwing device 2 in the ogive-shaped tip 3 of the probe 4 is attached. Approximately at the height of the funnel or trumpet-shaped sand 5 of the probe 4 sits the first stage 6 of an electrometer amplifier, which is suspended in the probe in such a way * that there are no reflections at the attachment point can be done. It is expedient to use elastomeric fastening means. The amplifier stage 6 is connected to the crystal receiver via a cable 7.

Die Sonde weist eine Bohrung 8 an eine PuSkb GUfg der etwa in Höhe des Sondenschwerpunkte liegt und der fitr die Halterung der Sonde 4 ans ein StativThe probe has a bore 8 at a PuSkb GUfg which is approximately at the same height the center of gravity of the probe is located and the holder for the probe 4 is attached to a tripod

Claims (7)

vorgesehen ist, wobei zwischen Sonde und,(nicht dargestelltem0 Stativ ein Dämpfungsglied 9 einge schaltet ist, das hier aus einem sogenannten Schwingmetallblock besteht.is provided, between the probe and, (not shown tripod an attenuator 9 is switched on, which here consists of a so-called vibrating metal block consists. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Einrichtung zur Ermittlung der Schalldruckverteilung in der Umgebung einer Explosionsschallquelle mit einem mechanisch- elektrischen Wandler für den Schalldruck, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß der Wandler ein piezoelektrischer Kristallaufnehmer (1) mit einer Eigenfrequenz von über loo KHz ist, der in die der Schallquelle zugewandte Öffnung einer im wesentlichen rohrförmigen Sonde (4) eingesetzt ist, welche in Richtung der erwarteten Schall druckauebreitung an dem betreffenden Meßpunkt angeordnet ist. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Device for determining the sound pressure distribution in the vicinity of an explosion sound source with a mechanical-electrical Transducer for the sound pressure, as a result of which the transducer is indicated a piezoelectric crystal pick-up (1) with a natural frequency of over 100 KHz is the one in the opening facing the sound source of a substantially tubular Probe (4) is used, which pressure expansion in the direction of the expected sound is arranged at the relevant measuring point. 2. Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß de e Eingenfrequenz des Kristallaufnehmens bei ca. 140 KHz liegt.2. Device according to claim 1, characterized g e k e n n -z e i c h n e t that the single frequency of the crystal pick-up is about 140 KHz. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Sonde etwa halb so lang ist wie die von der Schallwelle iiiferh%lb der Meßzeit in der Sonde durchuaufene Strecke.3. Device according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the probe is about half as long as that of the sound wave iiiferh% lb der Measuring time covered in the probe. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Sonderan dem dem Kristallaufnehmer (1) abgewandten Ende (5) eine stetige Durchmesservergrößerung in Trichterform aufweist.4. Device according to claim 1 or 2, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the special at the end (5) facing away from the crystal receiver (1) has a has constant diameter enlargement in funnel shape. 5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Sonderan der Halterung (9) aufweist, die u@@ tier@@ durchlauf der Schallwelle durch die Sonde ausgebildet und angebracht ist.5. Device according to claim 1, characterized in that it is e k e n n z e i c h n e t that the Sonderan the bracket (9) has the u @@ tier @@ run through the Sound wave is formed and attached by the probe. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n -z e i- c h n e t , daß die Halterung (9) ein teils aus Metall, teils aus einem Elastomer aufgebautes Verbindungsstück zur Sonde umfaßt.6. Device according to claim 5, characterized in that g e k e n n -z e i- c h n e t that the holder (9) is composed partly of metal and partly of an elastomer Includes connector to probe. 7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Sonde einen Anpassverstärker (6) für den Kristallaufnehmer enthält.7. Device according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the probe contains a matching amplifier (6) for the crystal receiver.