SU489985A1 - Method for determining the sound wave front - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к технике акустических измерений и может найти применение при испытани х излучателей, изучении структуры звуковых полей любых излучающих звуковые колебани  устройств.The invention relates to the technique of acoustic measurements and can be used in testing emitters, studying the structure of the sound fields of any devices emitting sound vibrations.

Известен способ определени  формы фронта звуковой волны, основанный на использовании опорного и зондирующего приемников звукового давлени  и измерении разности фаз или группового времени прихода волны относительно опорной точности.A known method for determining the shape of a sound wave front is based on using reference and probe sound pressure receivers and measuring the phase difference or group arrival time of a wave relative to the reference accuracy.

Однако такой способ имеет невысокую точность и не позвол ет автоматизировать процесс измерени .However, this method has low accuracy and does not allow to automate the measurement process.

Цель изобретени  - повышение точности и автоматизаци  процесса измерени .The purpose of the invention is to improve the accuracy and automate the measurement process.

Дл  этого по предлагаемому способу звуковые давлени  преобразуют в сигналы, соответствующие значени м мнимой части функции пространственной коррел ции, перемещают зондирующий приемник из произвольной точки (например, из точек расположени  опорного приемника) таким образом, чтобы сигнал, соответствующий мнимой части функции пространственной коррел ции, принимал нулевое значение, заключенное между двум  наибольшими максимумами.For this, according to the proposed method, the sound pressure is converted into signals corresponding to the values of the imaginary part of the spatial correlation function, the probing receiver is moved from an arbitrary point (for example, from the reference receiver location points) so that the signal corresponding to the imaginary part of the spatial correlation function, took a zero value, concluded between the two highest maxima.

На фиг. 1 показана схема измерени , где 1 - изучающий объект, 2 - измер ема  лини  волнового фронта, 3 и 4 - опорный иFIG. 1 shows the measurement scheme, where 1 is the object of study, 2 is the measured wavefront line, 3 and 4 are the reference and

зондирующий приемники. Мнима  часть функции пространственной коррел ции  вл етс  нечетной функцией (она цредставлена на фиг. 2), где г - рассто ние от фазового центра излучени  и принимает равное нулю значение, если положени  приемников звукового давлени  совпадают с линией волнового фронта.probing receivers. The imaginary part of the spatial correlation function is an odd function (it is represented in Fig. 2), where r is the distance from the phase center of the radiation and takes a value equal to zero if the positions of the sound pressure receivers coincide with the wavefront line.

Мнима  часть комплексной функции пространственной коррел ции определ етс  коррел ционным интегралом г В,,(М„ М,}. : lira - Л(М„i) Р,(М,, t dt.The imaginary part of the complex spatial correlation function is determined by the correlation integral r B ,, (M М M,}.: Lira - L (M i i) P, (M, t dt.

где .MI и M-i- координаты точек нол ; 7 - врем .where .MI and MI are the coordinates of the zero points; 7 - time.

Функции времени P-i(i} и P-i(i св заны между собой парой преобразований Гильберта , вследствие чего составл ющие комплексных спектров Фурье этих функций совпад,ают между собой по модулю, но сдвинуты по фазе на угол 90°. Дл  того, чтобы измерить мнимую часть функции пространственной коррел ции , достаточно на входе обычного перемножител -интегратора (коррел тора) включить дев ностоградусный широкополосный фазовращатель (преобразователь Гильберта).The time functions Pi (i} and Pi (i are related to each other by a pair of Hilbert transforms, as a result of which the components of the complex Fourier spectra of these functions coincide, are modular, but are out of phase by an angle of 90 °. To measure the imaginary part of the spatial correlation function, it is sufficient at the input of a conventional multiplier-integrator (correlator) to include a nine-degree wide-band phase shifter (Hilbert's converter).

Поскольку при радиальном пересечении зондирующего микрофона в окрестности точки пересечени  волнового фронта крутизна мнимой части функции пространственной коррел ции достаточно высока, мнима  часть функции пространственной коррел ции давлений мен ет знак при переходе зондирующего приемника через линию волнового фронта Б радиальном нанравлении. Это позвол ет повысить точность и легко реализовать схему автоматического измерени  волновых фронтов, в которой выходной сигнал измерител  мнимой части функции коррел ции давлений нснользуетс  в качестве сигнала ошибки след щей системы.Since at the radial intersection of the probe microphone in the vicinity of the point of intersection of the wave front the slope of the imaginary part of the spatial correlation function is quite high, the imaginary part of the function of spatial correlation of pressures changes sign when the probe receiver passes through the wavefront B in radial direction. This makes it possible to increase the accuracy and easily implement an automatic wavefront measurement circuit, in which the output signal of the gauge of the imaginary part of the pressure correlation function is used as the error signal of the tracking system.

Предмет изобретени Subject invention

Способ определени  формы фронта звуковой волпы, основанный на пснользованннThe method of determining the shape of the front of a sound wave, based on psnzopolzovann

опорного и зондирующего нриемпиков звукового давлени  и измерени  разности фаз или группового времени прихода волны относительно опорной точки, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и автоматизации процесса измереннй, звуковые давлени  преобразуют в сигналы, соответствующие значени м мнимой части функции пространственной коррел цин, перемещают зондирующий приемник из произвольной точки, например из точки расположени  опорного приемника , таким образом, чтобы сигнал, соответствуюндий мнимой части функции пространственной коррел ции, иринимал нулевое значение, заключенное между двум  наибольшими максимумами.the reference and probe sound pressure and the measurement of the phase difference or the group arrival time of the wave relative to the reference point, characterized in that, in order to improve the accuracy and automation of the measurement process, sound pressures are converted into signals corresponding to the values of the imaginary part of the spatial correlation function; probe receiver from an arbitrary point, for example, from the position of the reference receiver, so that the signal corresponding to the imaginary part of the space function correlation, accepted a zero value between the two largest maxima.

//

//

Сриг. 1Srig. one