способ измерения параметров пространственного затухания звука в трубопроводе

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ЗАТУХАНИЯ ЗВУКА В ТРУБОПРОВОДЕ, заключающийся в том, что в трубопроводе при наличии источника звука устанавливают два разнесенных между собой приемника акустического давления и измеряют амплитуды акустического давления каждым из приемников, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения способа в условиях наличия нескольких источников звука и произвольных импедансных границах, с одной стороны от источников звука в трубопроводе устанавливают не менее одного дополнительного приемника акустического давления, все приемники располагают с одной стороны от источников звука, а расстояние между приемниками выбирают из условия обеспечения разницы в измерении значений амплитуд или фаз каждого приемника больше погрешности измерений, измеряют амплитуды и фазы установленных приемников акустического давления, а параметры затухания рассчитывают по формулам

















P_i,o, _i,o соответственно амплитуда и фаза акустического давления, измеренного i-м приемником, дБ;

i 1, 2, n;

n количество приемников акустического давления, n 3;

X расстояние между двумя соседними приемниками акустического давления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидроакустическим измерениям и может быть использовано для решения многих практически важных задач, преимущественно при исследовании процессов распространения звуковых волн в трубах или разработки методик диагностирования (поиска течей) трубопроводов энергетических установок виброакустическим методом.

Известны способы измерения коэффициента затухания (поглощения) звука, распространяющегося в жидкой среде, основанные на различных эффектах, например, методом фотометрирования или с помощью интерферометра [1]

Однако эти способы требуют создания специальных условий и макетных установок для их реализации, а также применимы только в области высоких частот свыше 1 МГц и не учитывают реальных условий нагружения трубопровода.

Известен также способ непосредственного измерения параметров поглощения звука в жидкости, принятый авторами в качестве прототипа [2] Сущность способа-прототипа заключается в том, что уровни звукового давления, создаваемого источником звука, измеряются двумя приемниками давления, установленными на различных расстояниях от источника, а коэффициент затухания (поглощения) рассчитывается как отношение

где P P₂ P₁,

P₁ амплитудное значение давления, измеренного первым приемником, установленным на расстоянии Х от источника звука, дБ;

Р₂ амплитудное значение давления, измеренного вторым приемником, установленным на расстоянии Х + Х от источника звука, дБ;

Х расстояние между первым и вторым приемниками.

Недостатками данного способа являются:

невозможность его применения в ограниченных объемах жидкости (трубопроводах), вследствие наличия в них отраженных волн от импедансных границ;

низкая точность измерения параметров затухания звука из-за неучета фазовых изменений в условиях искажений в процессе распространения плоской звуковой волны;

невозможность применения способа для определения такого параметра затухания звуковой волны как коэффициент затухания по фазе (фазовая постоянная) Ржевкин Н.С. Курс лекций по теории звука. М. 1960, с.81-82).

Цель изобретения расширение области применения способа. Цель достигается тем, что в исследуемом жидкостном тракте (трубопроводе) при наличии одного или нескольких источников звука, на произвольном расстоянии от них устанавливают не менее трех приемников акустического давления, например, скольких источников звука И и произвольных импедансных границах Z₁ и Z₂ устанавливают всего не менее трех приемников акустического давления П_i так, чтобы все приемники располагались с одной стороны от источников звука. При этом расстояние между приемниками акустического давления Х выбирают из условия обеспечения разницы в измерении значений амплитуд и фаз каждого приемника больше погрешности измерений. Затем замеряют амплитуды P_io и фазы _io акустического давления на каждом приемнике, а параметры затухания звуковой волны (коэффициент затухания и фазовую постоянную ) рассчитывают по формулам

d lnL; _L где L

_L= arctg

К

_к= arctg

a_o=

_a= arctg

P_i,o и _{i, o} соответственно амплитуда и фаза акустического давления, измеренного i-м приемником, дБ,

i 1,2,n;

n количество приемников акустического давления, n 3;

Х расстояние между соседними приемниками акустического давления, м.

На схеме, представленной на чертеже, обозначено:

И источник звука;

П₁, П₂.П_i.П_n приемники акустического давления, установленные в сечениях 1-1, 2-2,i-i,n-n на расстояниях Х₁, Х₂=Х₁+ +Х,X_i X_i-1+ X.X_n=X_n-1+ X звука соответственно;

Х расстояние между соседними приемниками акустического давления;

d диаметр трубопровода;

Z₁ и Z₂ некоторые произвольные, неравные между собой импедансы на входе и выходе трубопровода.