Акустические сигналы и их описание

Основная идея метода. Описанная выше способность схемы на рис. 1.2 выделять одни сигналы и не реагировать на другие лежит в основе излагаемого метода акустической диагностики. Акустический сигнал машины — это суперпозиция более простых сигналов, обусловленных целым рядом внутренних источников звука внутри машины. Если в приведенной схеме разделительный фильтр подобран таким образом, что она выделяет ту часть общего сигнала, которая обусловлена только одним из внутренних источников, то ясно, что прибор в этом случае будет характеризовать один машинный параметр состояния, относящийся к данному источнику. [c.30]

Акустические сигналы, распространяющиеся во внешней среде, воспринимаются мозгом в результате ряда преобразований производимых на различных уровнях слуховой системы. Характерным для этого процесса является то, что входной акустический сигнал вначале разлагается на некоторые спектрально-временные компоненты, кодируется в виде многоканальных импульсных последовательностей, и такое описание, получаемое на уровне волокон слухового нерва, затем используется в дальнейших описаниях сигналов высшими центрами слуховой системы в процессе восприятия. [c.156]

Если в среде распространяется акустический сигнал вида, показанного, например, на рис. 5.1 б, в, то фронтом волны является граница между возмущенной и невозмущенной областями среды. Такая граница во многих случаях является условной, так как в упругой волне возмущение нарастает постепенно и самое начало упругого возмущения может быть просто не зарегистрировано аппаратурой ввиду его малости. Часто за положение фронта принимают поверхность, соответствующую уровню звукового давления в 10% от максимального. Различают передний и задний фронт импульса. Длительность переднего фронта - время нарастания сигнала от 10 до 90% его максимального значения, заднего - время спада с 90 до 10%. Кроме того, акустический импульс уже не является гармонической волной он не может быть описан гармонической функцией- Но он может быть описан совокупностью таких функций. [c.113]

Математическую основу частотного описания сигналов дает аппарат преобразований Фурье. По физической сути преобразования Фурье отражают возможность двойственного описания любой изменяющейся во времени физической величины (сигнала), а именно во временной или в частотной области. Изменения величины во времени можно наблюдать на экране осциллографа, на диаграмме самописца. Но то же самое изменение можно записать на магнитную ленту и прослушать через наушники, получив частотное представление о сигнале. Природа наградила человека очень точным и чувствительным Фурье-анализатором - слуховым аппаратом, содержащим около тридцати тысяч частотных фильтров. На слух мы воспринимаем изменяющийся со временем Фурье-образ обычного акустического сигнала. Отсюда следует важный вывод о том, что при создании контрольно-измерительной и диагностической аппаратуры выбор того или иного (временного или частотного) представления сигнала определяется удобством его анализа при решении конкретных задач. [c.114]

Крайние участки подступичной части цилиндроконических осей могут быть проконтролированы наклонным преобразователем с конической поверхности. Такой контроль рекомендуется применять в качестве дополнительного при обнаружении дефекта в подступичной части оси, а также в том случае, если размеры контролируемой оси не совпадают с размерами, указанными в табл. 5.1 для данного типа оси. Оптимальный угол призмы преобразователя — 50°. При конусности оси, отличающейся от данных, указанных в таблице, для получения максимальной амплитуды отраженного сигнала от бурта (или проточки) необходимо выбрать один из преобразователей с углом призмы в пределах 30° — 50°. Если коническая часть оси имеет большую шероховатость поверхности, то для улучшения акустического контакта рекомендуется применять специальные методы и материалы, описанные ранее. Перемещая преобразователь вниз по образующей конической части оси до исчезновения сигнала от бурта или проточки, а затем от этих положений в зоне шириной до 10 мм ищут дефекты. В поперечном направлении преобразователь перемещается с шагом 5—10 мм. [c.104]

Если функции ф1(т) близки по форме к функции автокорреляции сигнала, то для ее приближенного представления требуется небольшое конечное число членов разложения. В этом состоит преимущество ф-спектров перед фурье-спектром. В особенности это важно, когда требуется аналитически описать акустические сигналы, имеющие похожие автокорреляционные функции, используя минимальное число спектральных характеристик. Может наблюдаться, конечно, и обратная картина. Сигналы, близкие к гармоническим и периодическим, удобнее всего характеризовать фурье-спектром. Для удовлетворительного описания гармонического сигнала с помощью системы убывающих функций требуется большое число членов разложения. [c.93]

Следует упомянуть также факт дублирования от уровня к уровню идентичных способов описания сигнала. Нейроны с одинаковыми или сходными свойствами обнаруживаются во всех, вплоть до таламического, отделах слуховой системы. Такое дублирование не только способствует увеличению надежности системы передачи акустической информации, но и повышению ее помехоустойчивости, расширяя арсенал возможностей параллельной обработки информации. [c.599]

При теневом и зеркально-теневом методах контроля, где дефект обнаруживают по уменьшению амплитуды сигнала, помехой следует считать всякое возмущение, приводящее к ослаблению сквозного или донного сигнала. Поэтому высокие требования при дефектоскопии теневым и зеркально-теневым методами предъявляют к стабильности акустического контакта. При дефектоскопии эхо-методом случайное кратковременное ухудшение акустического контакта приводит к некачественному контролю некоторого объема изделия. Бороться с этим явлением можно путем повышения чувствительности в процессе поиска дефектов и повторного контроля каждой части изделия. При дефектоскопии теневым методом случайное ухудшение качества акустического контакта регистрируется как появление дефекта, а описанные выше приемы борьбы с нестабильностью контакта неэффективны [c.198]

Поэтому, казалось бы, естественно поставить задачу виброакустической диагностики прямозубой передачи как задачу разделения виброакустического сигнала на ряд компонент, обусловленных различными факторами, каждый из которых является самостоятельным источником виброакустической активности. Конечно, такое разделение без всяких оговорок возможно-лишь в том случае, когда зубчатая передача может рассматриваться как линейная механическая система с постоянными параметрами [6—8]. При этом1 различным факторам, обусловливающим виброакустичность, соответствуют различные по структуре правые части системы линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами, описывающих колебания передачи. Однако если необходимо учесть периодическое изменение жесткости зацепления в процессе пересопряжения зубьев (чередование интервалов однопарного и двупарного зацепления), то математическая модель передачи описывается системой дифференциальных уравнений с переменными коэффициентами [9—12]. Здесь уже принцип суперпозиции действует только при условии, что жесткость зацепления как функция времени не зависит от вида правых частей уравнений. Даже при этом условии можно разделить те факторы возбуждения вибраций, которые определяют правые части системы уравнений при известном законе изменения жесткости, но нельзя выделить составляющую виброакустического сигнала, обусловленную переменной жесткостью зацепления. Наконец, учет нелинейностей приводит к принципиальной невозможности непосредственного разложения виброакустического сигнала на сумму составляющих, порожденных различными факторами. Тем не менее оценить влияние каждого из этих факторов на вибро-акустический сигнал и выделить основные причины интенсивной вибрации можно и в нелинейной системе. Для этого следует подробно изучить поведение характеристик виброакустического сигнала при изменении каждого из порождающих вибрации факторов, причем для более полного описания каж- [c.44]

Примерно 30 лет назад, стала разрабатываться аппаратура, измеряющая скорость распространения продольных волн в породе вокруг скважины, непрерывно изменяющаяся с глубиной. В аппаратуре, описанной Саммерсом и Броудингом [152], а также Фогелем [169] источник генерирует импульс давления во флюиде, а приемник, чувствительный к давлению и расположенный на расстоянии 1 м от источника, показывает время вступления первого акустического сигнала, Обычно сигнал, прибывающий первым, проходит через окружающую породу и, следовательно, время его прохойсдения является мерой скорости продольных волн в породе. Получаемые скоростные колонки очень важны при интерпретации [c.148]

Для описания распределения акустических сигналов машпн и механизмов более удобны два других пути. Один из них связан с разложением функций плотности распределения в ряды по подходящей системе функций, другой — с отысканием такого преобразования, которое переводило бы некоторый сигнал с известным распределением, например нормальным, в сигнал с за- [c.46]

Сообщалось о различных модификациях описанной схемы коррелятора, в которых используется много эталонных масок, комбинации цилиндрических и сферических линз, единственная акустическая ячейка с двумя преобразователями, а также об акустооп-тических корреляторах с зеркальной оптикой и акустооптических корреляторах для импульсных сигналов с линейной частотной модуляцией, способных сжиматься во времени. Эталонный сигнал можно сделать не фиксированным, а изменяющимся, если использовать в плоскости Рц, вторую акустооптическую ячейку с обращенным во времени эталонным сигналом, вводимым в ее нижнюю часть. [c.574]

Модель (2) является достаточно общей. При определенных условиях подобной моделью описываются, например, информационные сигналы на входе многих реальных приемных устройств, флюктуационные явления в автогенераторах, амплитудные и фазовые искажения при распространении электромагнитных и акустических волн в случайно-неоднородных средах, эффекты рассеяния радиоволн на шероховатых поверхностях. Следует также подчеркнуть, что при соответствующем выборе параметров такая модель успешно используется не только для представления сигнала, но и для описания узкополосных флюктуационных шумов. [c.36]

Имеются другие пути рассмотрения задачи о нелинейном взаимодействии монохроматического сигнала с шумом, позволящие получить решение для трехмерного случая. Один путь—это использование гамильтонова подхода (подробнее об этом см. статью [45]). В рассматриваемой задаче каноническиг переменные и гамильтониан определены. Следовательно, можно использовать квантовомеханическую аналогию для описания процесса. Записав известные коммутационные соотношения для канонических переменных, можно определить операторы рождения и уничтожения элементарных возбуждений акустического поля. Гамильтониан взаимодействия содержит комбинацию канонических переменных в степени выше второй. Поэтому элементарные возбуждения в результате действия возмуш ения, определяемого нелинейностью, с некоторой вероятностью могут переходить из одиого состояния в другое. Эта вероятность вычисляется, если из- [c.115]

На выходе приемника, установленного в океане, возникает сигнал, который прн наблюдении в течение длительных периодов времени наилучшим образом описывается как шум , т. е. его амплитуда флюктуирует по случайному закону. При этом возможно лишь статистическое описание, основанное на наблюдениях в течение больших интервалов времени. Наблюдаемое на выходе приемника напряжение является суммой электрических шумов, генерируемых электронной частью системы, и акустических шумов, производимых случайными флюктуациями давления в океане в месте установки приемников. Как показано в гл, 3, [c.257]

Помехи при контроле теневым методом, как правило, относятся к мультипликативным, поскольку (как показано ниже) под их влиянием изменяются значения сомножителей, определяющих амплитуду сквозного сигнала. Один из источников помех — нестабильность акустического контакта. При дефектоскопии эхометодом случайное кратковременное ухудшение акустического контакта приводит к снижению чувствительности конт-роля некоторого объема изделия. Борются с этим явлением путем понижения по- 5ога чувствительности дефектоскопа в процессе поиска дефектов и повторного контроля каждого объема объекта. При дефектоскопии теневым методом случайное ухудшение качества акустического контакта вызывает ослабление сквозного сигнала и его регистрируют как появление дефекта. Описанные выше приемы борьбы с нестабильностью контакта неэффективны. В связи с этим при дефектоскопии теневым методом контроль обычно ведут иммерсионным или щелевым способом, для которых нестабильность контакта меньше. [c.155]

Для механизированного контроля К-образных швов на подводных лодках британское адмиралтейство разработало устройство, основанное на описанном выше методе (рис. 28.34 [681]). Тележка с контролируюш,им устройством, выполненная в виде рамы, движется по направляющим рельсам, проложенным параллельно шву, причем ее движение является прерывистым. В раме движется взад и вперед перпендикулярно к сварному шву суппорт с искателями, так что над швом образуется меанд-ровый след сканирования. Движение тележки и суппорта обеспечивается пневматикой, так что электрические помехи от электродвигателя и его системы управления отсутствуют. Гибкие направляющие рельсы закреплены при помощи присосов на контролируемом изделии. На суппорте расположены один совмещенный искатель и с обеих сторон два излучающих навстречу друг другу наклонных искателя. Результаты контроля регистрируются при помощи многоканального самописца с передачей сигналов по радио. Для совмещенного искателя в результате записи эхо-импульса от задней стенки (исчезающего над швом) получается кривая сканирования, причем обнаруживаемые дефекты в зоне шва проявляются только как сигнал да — нет над местом сварного шва. Благодаря этому дефекты четко выявляются как отклонение от нормального образца (рисунка записи). Оба следа наклонных искателей показывают путем записи времени прохождения в характерной форме изображения кромок шва дефекты обнаруживают (поскольку они имеют иное время прохождения) по линиям, проходящим параллельна показаниям от кромок шва. В специальном такте проверки оба наклонных искателя работают с параллельным подключением с целью контроля акустического контакта они дают, до тех пор пока оба звуковых луча встречаются на нижней стороне листа, эхо-импульс прозвучивания, который при движениях искателей туда и обратно регулярно исчезает над сварным швом. Нерегулярность в такой серии показаний на соответствующем следе регистрации свидетельствует о плохом акустическом контакте наклонных искателей. [c.553]

Благодаря линейности процессов электроакустического преобразования микрофоны и 1 ромкоговорители удобно в общем виде представлять в виде четырехполюсников, однако с различными по физической природе величинами на входе и на выходе. На вход микрофонов воздействуют акустические колебания, выралоемые механическими величинами — интенсивностью (силой) звука, звуковым давлением. Результатом преобразования на выходе такого четырехполюсника являются электрические величины — напряжение, ЭДС. И наоборот, на вход громкоговорителя подается электрический сигнал, а выходной сигнал, полученный в результате преобразования, характеризуется механической величиной — силой. Каждый из указанных преобразователей содержит в себе совокупность взаимосвязанных между собой механических и электрических звеньев. Для детального представления с единых позиций процессов, протекающих в преобразователях, обычно пользуются так называемым методом электромеханических аналогий. Этот метод состоит в том, что параметры колебательных механических систем сравниваются с параметрами электрических колебательных контуров по их функциональной роли в колебательном процессе, и на этом основании устанавливаются их электрические аналогии, составляются аналогии между каждым параметром механических систем и параметрами электрических цепей, а также составляющими их элементов отыскиваются общие формальные закономерности между математическим описанием колебательных процессов механических преобразователей и электрических колебательных контуров, а также взаимного соответствия соединения и сопоставления эквивалентных схем находятся коэффициенты связи между механическими выходными (входными) и электрическими входными (выходными) величинами четырехполюсника — преобразователя. Конкретные выражения для коэффициентов связи в виде отношений выходных величин преобразователя от входных сигналов зависят от способов преобразования. [c.70]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...