×
10.04.2016
216.015.3059

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ЛОКАЛИЗАЦИИ ОБЛАСТЕЙ АКУСТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002580216
Дата охранного документа
10.04.2016
Аннотация: Использование: контрольно-измерительная техника. Решает задачу повышения разрешающей способности локализации источников акустического излучения, распределенных на поверхности объекта измерений для отличающихся частотных диапазонов. Сущность: определяют пространственное распределение уровней суммарного сигнала дискретных излучателей акустического поля распределенного источника в заданных точках пространства и формируют пространственное распределение уровня сигнала ненаправленного излучателя. Затем вычисляют отношение спектров полученных распределений уровней, выполняют обратное преобразований Фурье и регистрируют результаты локализации областей акустического излучения. Последовательность перечисленных операций обеспечивает существенное повышение пространственной избирательной способности при оценке координат положения областей шумоизлучения по поверхности объекта измерений. Преимущество предлагаемого способа состоит в том, что его реализация обеспечивает эффективный анализ акустического поля объекта измерений независимо от частоты излучения. 7 ил.
Основные результаты: Способ локализации областей акустического излучения, включающий прием суммарного сигнала дискретных излучателей акустического поля распределенного источника, полосовую фильтрацию сигналов в заданных точках пространства, формирование пространственного распределения уровней принятого сигнала в полосе частот и регистрацию результатов локализации, отличающийся тем, что дополнительно формируют пространственное распределение уровня сигнала ненаправленного излучателя, вычисляют спектры распределений уровней принятого суммарного сигнала и сигнала ненаправленного излучателя, вычисляют отношение спектров, осуществляют обратное преобразование Фурье отношения спектров и регистрируют результаты локализации.

Изобретение относится к области измерительной техники и может использоваться для поиска областей повышенного акустического излучения на поверхности сложного излучателя: на автомобильном или железнодорожном транспорте, судах различного назначения при их диагностическом обследовании, а также при экспериментальных исследованиях эффективности средств звукоизоляции и подавления отраженных звуковых волн.

Известен способ локализации источников шумоизлучения, основанный на применении направленных антенн (А.К. Новиков. Статистические измерения в судовой акустике, Л., Судостроение, 1985, с. 263÷266). Этот метод позволяет с использованием системы приемников, образующих дискретную антенну, выявлять распределение областей повышенного шумоизлучения на поверхности объекта измерений, например, на корпусе контролируемого судна. Формирование областей шумоизлучения обусловлено работой отдельных источников из числа технического оборудования объекта измерений: двигатели, насосы, вентиляторы и т.д. Локализация областей шумоизлучения осуществляется фокусировкой антенны по дальности и сканированием по направлению. Фокусировка - компенсацией запаздывания сигналов, принимаемых дискретными приемниками антенны с их синфазным сложением. Недостатком способа является зависимость пространственного разрешения области шумоизлучения от длины волны.

Известен способ определения областей повышенного акустического излучения по длине объекта, используемый при поиске источников шумоизлучения корабля (Р.Дж. Урик. Основы гидроакустики, Л., Судостроение, 1978, с. 346÷347) - прототип.

Сущность способа поясняется на примере ходовых испытаний судов, когда движущееся судно проходит на близком расстоянии от измерительного гидрофона. При этом регистрируется изменение уровня акустического давления по траектории движения судна и строится проходная характеристика (пространственное распределение уровня). В основе способа - определение момента максимума уровня акустического давления, обусловленного источниками акустического излучения - виброактивными механизмами, распределенными по длине судна. При этом локализация областей шумоизлучения машин и механизмов, а следовательно, и распределение областей акустического излучения на корпусе судна, определяются сопоставлением максимумов звукового давления с частями судна, которые в момент возникновения максимумов оказываются ближайшими к приемнику (гидрофону).

Сущность способа-прототипа сводится к следующим операциям:

1) прием суммарного сигнала излучения движущегося объекта;

2) полосовая фильтрация принятого сигнала;

3) формирование пространственного распределения уровней сигнала;

4) регистрация распределения уровней.

Результаты регистрации распределения уровней (проходную характеристику) используют для поиска координат максимальных значений уровней шумоизлучения, сопоставляемых с положением элементов объекта испытаний.

Недостатком способа является низкая разрешающая способность локализации областей излучения, формирующих гидроакустическое поле объекта, обусловленная применением ненаправленного приемника. Это исключает возможность объективного сравнения энергетических вкладов локализованных зон шумоизлучения в формируемое акустическое поле объекта при близком относительном положении источников шумоизлучения.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение разрешающей способности локализации областей акустического излучения по длине объекта независимо от длины волны.

Это достигается тем, что после приема суммарного сигнала дискретных излучателей акустического поля распределенного источника выполняют полосовую фильтрацию сигналов в заданных точках пространства. Затем осуществляют формирование пространственного распределения уровней принятого сигнала в полосе частот. Дополнительно формируют пространственное распределение уровня сигнала ненаправленного излучателя и вычисляют спектры распределений уровней принятого суммарного сигнала и сигнала ненаправленного излучателя. После чего вычисляют отношение спектров, осуществляют обратное преобразование Фурье и регистрацию результатов локализации.

Сущность предлагаемого способа поясняется рисунками, где представлены:

- структурная схема устройства, реализующего способ (фиг. 1);

- распределение уровней принимаемого сигнала одиночного источника (безразмерного напряжения U/U0 по линейной координате X) с исходным и повышенным разрешениями (фиг. 2);

- распределение уровней сигнала двух источников с исходным и повышенным разрешениями (фиг. 3);

- пространственное распределение уровня сигнала двух источников, рассредоточенных по плоскости, с исходным (фиг. 4) и повышенным разрешениями (фиг. 5);

- схема установки для экспериментальной проверки работоспособности предлагаемого способа (фиг. 6);

- результаты экспериментальной проверки эффективности способа (фиг. 7).

Устройство содержит приемник сигнала 1, блок формирования опорного сигнала ненаправленного излучателя 2, формирователь пространственного распределения уровней суммарного сигнала 3 и уровней опорного сигнала ненаправленного излучателя 4 (фиг. 1). В устройство входят блоки вычисления преобразования Фурье 5 и 6, блок вычисления отношения спектров 7 и блок вычисления обратного преобразования Фурье 8, соединенный с входом регистратора 9.

С использованием описанного устройства предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Суммарный сигнал, формируемый объектом, принимается приемником 1. При движении объекта относительно приемника осуществляется запоминание сигнала. Для неподвижного объекта прием осуществляется при помощи совокупности измерительных преобразователей, рассредоточенных в пространстве. При создании опорного сигнала в формирователе опорного сигнала 2 учитываются параметры одиночного излучателя: протяженность траектории движения, минимальное расстояние между пространственными координатами области измерений и координатами расположения приемников. При формировании распределений уровней опорного и суммарного сигналов в блоках 3 и 4 используются полосовая фильтрация и амплитудное детектирование. После вычисления спектров распределений уровней суммарного и опорного сигналов по пространственным координатам в блоках 5 и 6 определяется их отношение в блоке вычисления отношений спектров 7 и далее осуществляется обратное преобразование Фурье в блоке 8. Последние операции используются для решения обратной или некорректной задачи, и позволяют повысить разрешающую способность анализа. Выполнение этих операций для распределения уровней колебаний в отличие от прототипа обеспечивает независимость разрешающей способности локализации областей повышенного излучения по поверхности объекта измерений.

Способ решения обратной задачи на основе деконволюции хорошо известен. Для устойчивости решения применяют метод регуляризации Тихонова.

Для плоскости решение обратной задачи сводится к следующим операциям.

Определяется распределение уровня сигнала ненаправленного источника, по которому оценивается квадрат модуля нормированной пространственной передаточной функции, зависящей от расстояния между излучающей поверхностью и линией расположения приемников.

Осуществляется деконволюция пространственно-частотного распределения уровня звукового давления по выбранной оси измерений с помощью обратного преобразования Фурье от отношения спектра распределения уровней принимаемого сигнала и пространственной передаточной функции. Она используется для локализации областей акустического излучения.

При измерениях регистрируется нормированное пространственно-частотное распределение звукового давления, по которому определяются координаты областей максимального шумоизлучения (или отражения) объекта измерений относительно его поверхности.

Достоверность предлагаемого способа подтверждена многочисленными результатами компьютерного моделирования по распределению уровня сигнала на интервале 16 м (график 10, фиг. 2). Источник сигнала с заданной частотой располагался в центре области наблюдения. Обработка данных по предлагаемому способу позволила повысить разрешающую способность анализа (график 11, фиг. 2). Для двух источников с отличающимися координатами распределение уровня суммарного исходного сигнала по линейной координате и распределения с повышенным разрешением представлены на фиг. 3, на которой обозначены: исходное 12 распределение уровней сигнала двух источников и с повышенным разрешением 13. Сравнение представленных зависимостей показывает, что применение предлагаемого способа существенно повышает разрешающую способность выделения доминирующих областей акустического излучения. Эффективность способа для пространственной обработки измерительных данных, полученных для источников, рассредоточенных на плоскости, проиллюстрирована на фиг. 4, 5.

Из сравнения пространственных изображений распределения уровней принимаемых сигналов до (фиг. 4) и после применения отличительных операций предлагаемого способа (фиг. 5) следует, что пространственное разрешение областей излучения составляет меньше половины длины волны.

В натурных условиях проверка работоспособности предлагаемого способа осуществлялась следующим образом.

В рабочем участке гидродинамической трубы (фиг. 6) размещалась модель обтекаемого тела, на которую воздействовал поток набегающей воды V. На схеме трубы обозначены: 14 - объект измерений (модель тела), 15 - звукопрозрачные окна, 16 - приемники (измерительные гидрофоны). При определенной скорости потока на поверхности модели формировались области акустического излучения, обусловленные кавитацией, вызывающей резкое возрастание уровня принимаемого сигнала в широком диапазоне частот. Задача экспериментальной проверки способа - определение по длине модели координат областей шумоизлучения, обусловленных источниками кавитационного происхождения. С этой целью в гидродинамической трубе устанавливались приемники акустического давления (гидрофоны), которые воспринимали акустические сигналы через звукопрозрачные окна. Для оценки распределения уровней сигналов в координатах между точками установки гидрофонов акустического давления использовалась интерполяционная обработка измерительных данных. Достоверность результатов натурного эксперимента подтверждена контрольными стробоскопическими измерениями (фиг. 7: график 17 - исходное распределение уровней принимаемого сигнала, график 18 - распределение уровней, полученное по предлагаемому способу).

Из сравнения зависимостей оцениваемых уровней сигналов следует, что применение способа обеспечивает требуемое повышенное пространственное разделение областей акустического излучения.

Анализ модельных и экспериментальных оценок пространственных распределений областей шумоизлучения показывает, что основное преимущество предлагаемого способа перед прототипом заключается в сохранении постоянной разрешающей способности пространственной локализации областей акустического излучения по поверхности объекта в широком диапазоне частот без изменения волновых размеров приемника или системы приемников. Способ может быть реализован как при движении объекта измерений относительно неподвижного приемника при натурных испытаниях, так и в статическом режиме измерений, например при исследовании акустических характеристик моделей судов или средств звукоизоляции в стандартных условиях гидроакустических бассейнов.

Способ локализации областей акустического излучения, включающий прием суммарного сигнала дискретных излучателей акустического поля распределенного источника, полосовую фильтрацию сигналов в заданных точках пространства, формирование пространственного распределения уровней принятого сигнала в полосе частот и регистрацию результатов локализации, отличающийся тем, что дополнительно формируют пространственное распределение уровня сигнала ненаправленного излучателя, вычисляют спектры распределений уровней принятого суммарного сигнала и сигнала ненаправленного излучателя, вычисляют отношение спектров, осуществляют обратное преобразование Фурье отношения спектров и регистрируют результаты локализации.
СПОСОБ ЛОКАЛИЗАЦИИ ОБЛАСТЕЙ АКУСТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
СПОСОБ ЛОКАЛИЗАЦИИ ОБЛАСТЕЙ АКУСТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
СПОСОБ ЛОКАЛИЗАЦИИ ОБЛАСТЕЙ АКУСТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
СПОСОБ ЛОКАЛИЗАЦИИ ОБЛАСТЕЙ АКУСТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
СПОСОБ ЛОКАЛИЗАЦИИ ОБЛАСТЕЙ АКУСТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
СПОСОБ ЛОКАЛИЗАЦИИ ОБЛАСТЕЙ АКУСТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
СПОСОБ ЛОКАЛИЗАЦИИ ОБЛАСТЕЙ АКУСТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 61-70 of 371 items.
27.12.2013
№216.012.90fa

Способ выработки кож

Изобретение относится к кожевенной промышленности и может быть использовано при выработке кож для верха обуви, мебели и салонов автомобилей с применением наноразмерных минеральных дубителей и пигментов. Способ включает пикелевание голья, дубление титаноалюминиевым дубителем с размером частиц не...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502807
Дата охранного документа: 27.12.2013
27.12.2013
№216.012.91da

Способ подавления структурной помехи приемного канала дискретной антенны

Изобретение относится к области измерительной техники и решает задачу повышения помехоустойчивости измерений параметров суммарного шума с использованием многоэлементной антенны. С этой целью суммарный сигнал в приемном канале дискретной антенны запоминается и осуществляется преобразование его...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503031
Дата охранного документа: 27.12.2013
10.01.2014
№216.012.94c0

Узел герметизации стыков ограждающих конструкций искусственных грунтовых островов

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к устройствам для герметизации стыков сборных ограждающих конструкций искусственных грунтовых островов. Узел герметизации стыков ограждающих конструкций искусственных грунтовых островов включает два вертикальных паза на торцах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503774
Дата охранного документа: 10.01.2014
27.01.2014
№216.012.9cfd

Герметичный пожаростойкий кабельный проход

Изобретение относится к устройству, применяемому для прокладки кабелей или проводов через перекрытия, в частности палубы и переборки, с целью уплотнения и создания средства предотвращения распространения пожара через них. В устройстве теплопроводное металлическое соединение между корпусом и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505895
Дата охранного документа: 27.01.2014
10.02.2014
№216.012.9e08

Штамповочно-экструзионный гидравлический пресс

Изобретение относится к оборудованию для штамповки деталей и прессования труб. Пресс оснащен составной станиной рамного типа, на которой смонтированы подвижная траверса с узлом пресс-штемпеля и рабочими гидроцилиндрами, прошивная траверса и неподвижная траверса. На неподвижной траверсе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506164
Дата охранного документа: 10.02.2014
20.02.2014
№216.012.a2db

Система подачи топлива в газотурбинный двигатель с форсажной камерой сгорания

(57) Система подачи топлива в газотурбинный двигатель с форсажной камерой сгорания содержит параллельно установленные в магистрали топливоподающие насос высокого давления с электроприводом и двухступенчатый центробежный насос высокого давления с механическим приводом и отбором топлива за каждой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507406
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.02.2014
№216.012.a2dc

Система подачи топлива в камеру сгорания газотурбинного двигателя

Система подачи топлива в камеру сгорания газотурбинного двигателя содержит топливоподающие насосы с электроприводами, последовательно установленные в магистрали топливоподачи, связывающей топливный бак с камерой сгорания. При этом но меньшей мере один из насосов является основным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507407
Дата охранного документа: 20.02.2014
27.02.2014
№216.012.a6d1

Способ беления льняной ровницы

Способ беления льняной ровницы предназначен для текстильной промышленности. Способ включает кисловку, восстановительную отварку и окислительную обработку раствором пероксида водорода при температуре от 95 до 100°С, авиважную обработку и промывки между технологическими операциями сначала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508420
Дата охранного документа: 27.02.2014
20.03.2014
№216.012.ab88

Способ управления высокоскоростным мотор-шпинделем металлорежущего станка

Способ включает установку шпинделя внутри корпуса шпиндельного узла станка и закрепление посредством фланца с возможностью вращения в передних и задних подшипниковых опорах. При этом в корпусе и во фланце выполняют каналы для охлаждения элементов шпиндельного узла. Для повышения ресурса работы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509627
Дата охранного документа: 20.03.2014
20.03.2014
№216.012.ad67

Фазовращатель

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в антеннах с электронным сканированием луча. Создан новый тип отражательного СВЧ фазовращателя на основе многощелевой линии с развязкой СВЧ поля от управляющего напряжения. Технический результат - создание фазовращателя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510106
Дата охранного документа: 20.03.2014
Showing 61-70 of 275 items.
27.10.2013
№216.012.7a7b

Стартер-генераторная установка автотранспортного средства

Изобретение относится к области электротехники и транспорта и касается, в частности, комбинированных энергетических установок гибридных транспортных средств, оборудованных стартер-генераторами. Предлагаемая стартер-генераторная установка автотранспортного средства содержит обратимую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497017
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7f35

Способ локализации зон шумоизлучения движущегося транспортного средства

Использование: в способе локализации зон шумоизлучения движущегося транспортного средства. Сущность: в способе локализации зон шумоизлучения по длине движущегося транспортного средства, включающем прием сигналов в двух произвольных точках его волнового поля, полосовую фильтрацию принятых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498238
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7f95

Устройство для испытаний частотно-управляемого гребного электропривода системы электродвижения в условиях стенда

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в судовых системах электродвижения с частотно-управляемым гребным электродвигателем при проведении приемосдаточных испытаний гребного электродвигателя (ГЭД) и системы электродвижения (СЭД) в условиях стенда. Техническим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498334
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7ffa

Способ изготовления электрического провода

Способ изготовления электрического провода предназначен для использования в авиационной, аэрокосмической, судостроительной и других отраслях промышленности. Способ изготовления электрического провода предусматривает введение в гранулят радиационно-сшиваемой композиции на основе сополимера...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498435
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.12.2013
№216.012.8d56

Способ упрочнения изделий из твердых сплавов

Изобретение относится к области металлургии, в частности к технике вакуумно-плазменного напыления путем нанесения металлосодержащих покрытий на изделия из твердых сплавов. Способ включает распыление на рабочую поверхность изделия из твердого сплава слоя из карбидообразующих элементов 4-5...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501865
Дата охранного документа: 20.12.2013
27.12.2013
№216.012.8fe3

Способ воздействия на организм

Изобретение относится к медицине, а именно к физиотерапии, оториноларингологии, аудиологии, восстановительной медицине, и может быть использовано для физиотерапевтического воздействия на организм при заболеваниях, развившихся в тканях и органах головы и шеи человека, таких как нейросенсорная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502528
Дата охранного документа: 27.12.2013
27.12.2013
№216.012.9049

Морская гравитационная платформа

Изобретение относится к морским гравитационным платформам для освоения месторождений нефти и газа на континентальном шельфе. Морская гравитационная платформа содержит погружное основание, образованное донной и верхней опорными плитами, боковыми стенками и внутренними переборками. На погружном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502630
Дата охранного документа: 27.12.2013
27.12.2013
№216.012.90a7

Способ получения нитродифениламинов

Изобретение относится к способу получения нитродифениламинов общей формулы где нитро-группа может находиться в орто-, мета- или пара-положении относительно анилинового фрагмента. Способ заключается во взаимодействии анилина с нитрогалогенбензолами общей формулы CH(NO)X, где X=Cl, Br, I, при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502724
Дата охранного документа: 27.12.2013
27.12.2013
№216.012.90a8

Способ получения n-алкил-n'-фенил-пара-фенилендиаминов

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения N-алкил-N'-фенил-п-фенилендиаминов общей формулы 1, где R, R - алкильные заместители. Способ заключается в восстановительном алкилировании 4-нитродифениламина (4-НДФА) алифатическими кетонами общей формулы R-CO-R, где R, R -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502725
Дата охранного документа: 27.12.2013
27.12.2013
№216.012.90fa

Способ выработки кож

Изобретение относится к кожевенной промышленности и может быть использовано при выработке кож для верха обуви, мебели и салонов автомобилей с применением наноразмерных минеральных дубителей и пигментов. Способ включает пикелевание голья, дубление титаноалюминиевым дубителем с размером частиц не...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502807
Дата охранного документа: 27.12.2013
+ добавить свой РИД