В авиации, машиностроении, энергетике и других отраслях активно применяются звукопоглощающие конструкции, например, в энергетических установках, авиационных двигателях, автомобилях. Для создания новых материалов, которые не пропускают звуковые волны, необходимо изучить их способность поглощать звук. Это можно сделать с помощью специального устройства, называемого акустическим интерферометром. Он записывает, как различные материалы поглощают звуковые сигналы.
Акустический интерферометр – это устройство, которое позволяет точно определить эффективность поглощения звука различными материалами. Оно состоит из металлической трубы, динамика и микрофонов. Исследуемый материал помещается в трубу, а динамик внутри создает звуковые волны разной частоты. Звук достигает образца, частично поглощается и отражается от него. Микрофоны фиксируют эти изменения и передают данные на компьютер.
Программа анализирует полученные данные и рассчитывает, насколько хорошо материал поглощает звук, используя шкалу от 0 (нет поглощения) до 1 (полное поглощение).
Акустические интерферометры широко используются в различных областях. В авиации они применяются для тестирования звукопоглощающих панелей двигателей. В строительстве они используются для оценки звукоизоляции материалов. В медицине они служат для анализа акустических свойств биологических тканей, например, для диагностики состояния костей.
С помощью акустического интерферометра можно определить плотность и вязкость материала, что позволяет проверить качество ракетного топлива, обнаружить примеси в авиационном керосине, определить уровень загрязнений в воде и воздухе (по изменению скорости звука), а также исследовать изменения свойств смазочных материалов при различных температурах и обнаружить дефекты в композитных материалах для самолетов.
Данные, полученные с акустического интерферометра, не могут быть интерпретированы без специальной программы, которая их обрабатывает и расшифровывает. Раньше для этой цели использовалась программа компании Bruel & Kjaer с лицензией Pulse или аналогичные программы от компании BSWA (Китай). Однако сейчас эти программы недоступны в России, что делает результаты исследований бесполезными.
Ученые Пермского Политеха разработали доступный программный модуль на Python для обработки акустических данных с микрофонов, полученных на интерферометре. Модуль преобразует сигналы в наглядные графики и анализирует акустические свойства материалов, заменяя дорогие зарубежные аналоги. Он работает на Windows 10+ без лицензии. Программа уже используется в учебных курсах и успешно прошла проверку, показав полное совпадение результатов с импортным ПО. Разработка применима в различных отраслях, включая авиацию, космос, оборону, автомобилестроение и медицину.
Источник: naked-science.ru
распечатать статью
