Исследование коэффициента прохождения сферических звуковых волн из воды в воздух

Внедрение: 2015 г.

В экспериментальной части одноимённой диссертации [1] описан измерительный стенд с применением модуля E20‑10

Основная задача эксперимента заключалась в изучении акустического поля в воздухе, образовавшегося в результате прохождения сферических волн звукового диапазона (1‑20 кГц) через границу раздела вода-воздух. В ходе эксперимента был рассмотрен ряд задач: 

  • разработка методики измерения коэффициента прохождения сферических акустических волн по давлению через плоскую границу раздела вода-воздух с учетом влияния неоднородных плоских волн; 
  • измерение зависимости коэффициента прохождения по давлению сферических акустических волн через плоскую границу раздела вода-воздух от:   
    - частоты излучения источника; 
    - глубины расположения источника относительно рассматриваемой границы; 
    - угла скольжения плоской однородной волны; 
    - волновых размеров источника. 

Все измерения проводились в заглушенном гидроакустическом бассейне.

Для проведения экспериментальных исследований был создан измерительный стенд, структурная схема которого показана на рисунке 1. В измерительном стенде можно выделить тракт излучения (блоки 1‑5) и приемный тракт (блоки 8‑15). 

 

Рисунок 1. Структурная схема измерительного стенда: 1 – генератор ГСС‑05; 2 – усилитель мощности; 3 – блок питания ТЕС‑7М; 4 – осциллограф GDS‑820С; 5 – гидрофон 1П2Г (или 1П3Г), работающий в режиме излучения; 6 – водная среда; 7 – воздушная среда; 8 – гидрофон 1П3М, работающий в режиме приема; 9 – капсюль измерительного микрофона RFT MK‑102; 10 – предусилитель измерительного микрофона RFT MV‑102; 11 – микрофонный усилитель RFT типа (00 011) с регулируемым коэффициентом усиления; 12 – блок питания RFT типа (04 003); 13 – фильтр верхних частот (ФВЧ); 14 – АЦП L‑Card E20‑10; 15 – ЭВМ.

 

Визуализация и обработка полученных данных происходила в программной среде LGraph2. На базе LGraph2 реализован полосовой цифровой фильтр (ПФ) Баттерворта десятого порядка, с регулируемыми частотами среза, позволяющий выделить исследуемые компоненты спектра электрического сигнала и подавить нежелательные, тем самым улучшив соотношение сигнал/шум. Также в программе происходит измерение амплитуд изучаемых сигналов (рисунок 2).

 

Основное окно программы LGraph2

Рисунок 2. Основное окно программы LGraph2.

 

С многочисленными техническими подробностями данного исследования можно познакомиться в оригинале [1]. Приводим некоторые заключительные выводы диссертации, непосредственно связанные с проведёнными экспериментальными исследованиями:

  • Проведены исследования, показывающие, что коэффициент прохождения по давлению для сферических акустических волн через границу раздела жидкость-газ может быть существенно большей величины, чем при прохождении плоских волн, если сферический излучатель расположен на глубинах меньше длины волны. 
  • Измерена зависимость коэффициента прохождения по давлению сферических волн через границу раздела вода-воздух от частоты излучения и от глубины расположения источника относительно рассматриваемой границы, от пространственного расположения приемника, от волновых размеров источника. Полученные экспериментальные данные могут быть использованы в целом ряде прикладных задач. 

 

Источник:
Волощенко А.П. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук «Исследование коэффициента прохождения сферических звуковых волн из воды в воздух». – Таганрог. – 2015. – 192 с.


Разработчик: Волощенко Александр Петрович (ФГАОУ ВО «Южный федеральный университет»)

Контакты

Телефон: +7 (495) 785-95-25
Факс: +7 (495) 785-95-14

Отдел продаж: sale@lcard.ru
Техническая поддержка: support@lcard.ru

117105, Москва, Варшавское шоссе, д. 5, корп. 4, стр. 2

Схема проезда

Отправить запрос

Контакты

О нас

Более 3000 клиентов в России и за рубежом используют электронное оборудование L-CARD для решения широкого спектра научно-исследовательских и производственных задач. Мы рады помочь Вам на любом этапе создания электронного изделия: от разработки и производства до послегарантийной поддержки.

L-CARD в проектах