[Слесарь 9]

Здравствуйте!

Помогите с выбором типа грунтового акустического излучателя для возможности самостоятельного изготовления?

Рабочая частота 10...20 кГц, частота повторений импульсов 20 Гц, длительность импульса 1 ... 10 мсек. Мощность порядка 100 Вт. и выше.

 

Это должен быть какой-то штырь забиваемый кувалдой на глубину до 1 метра в глину. Диаграмма направленности излучения - сферическая.

Готов при низком КПД излучателя пожертвовать до 3000 Ватт электрической мощности.

[kovigor 5]

Помогите с выбором типа грунтового акустического излучателя для возможности самостоятельного изготовления?

Рабочая частота 10...20 кГц, частота повторений импульсов 20 Гц, длительность импульса 1 ... 10 мсек. Мощность порядка 100 Вт. и выше.

Что-то на основе магнитострикции. Только вот зачем вам это ? Георадар делаете ? Или просто крот на участке завелся ?

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%...%B4%D0%B0%D1%80

 

[iiv 19]

Помогите с выбором типа грунтового акустического излучателя для возможности самостоятельного изготовления?

 

ну наконец-то выбрали правильное направление!

 

Цена вопроса в несколько штук дерерянных -

 

берете перфоратор, вгоняете в металлическую прикопанную болванку и долбите где-то по центру исследуемого участка. По краям участка разбросаны микрофоны, каждый из котоых воткнут в оцифровщик - думаю, атмеги хватит, я делал на каком-то аналог девайсе, запамятовал, вернее мне тогда это сделали, а я только данные обрабатывал. Ессно все синхронизовать, знать точно расстояния от перфоратора до микрофонов, микрофонов - чем больше, тем лучше, минимум 3.

 

После оцифровки - решаем обратного Гельмгольца - и, вуаля, метров на 100 криво-косо можно границы увидить.

 

А, да, чтобы не сильно грешить с тихоновской или еще какой регуляризацией, очень разумно долбить перфоратором квадратно-гнездовым методом, а расстояния до микрофонов выбирать так, что если хочется посмотреть на 100 метров под землю, то и микрофоны на 100 м от перфоратора должны находиться, правда это Вас от обратного Гельмгольца не избавит, но качество картинки сильно улучшится.

 

По математике, если что не понятно, спрашивайте, готов посоветовать. Микрофоны, думаю, Вы сами найти сможете, оцифровщики - тоже. Имея хотя бы 3 микрофона синхронизовать перфоратор с микрофонами уже не надо, все можно численно вытащить.

 

На хорошом десктопе с ускорением численной части на хорошой нвидишней или амдешной карте - обратного Гельмгольца не сильно напрягаясь за ночь для 100х100м участка посчитать можно, обычная писишка будет уже неделю пыхтеть.

 

Удачи!

[=AK= 14]

Это должен быть какой-то штырь забиваемый кувалдой на глубину до 1 метра в глину. Диаграмма направленности излучения - сферическая.

Ну и забейте штырь, а к забитому штырю прикручивайте головку мощного громкоговорителя с большим ходом диффузора. На диффузор наклеиваете груз и слегка подпружиниваете его, чтобы скомпенсировать смещение диффузора, вызванное весом груза. Вот вам и излучатель. Когда на громкоговоритель подадите сигнал, то его корпус в соответствии с законом Ньютона тоже будет вибрировать. А далее - через штырь.

[Слесарь 9]

ну наконец-то выбрали правильное направление!

Это просто одно из направлений. какое направление избрать было бы правильней всего я еще не решил.

 

берете перфоратор

Метод перфоратора мне не нравится, я не уверен что смогу качественно синхронизировать импульс перформатора с началом движения луча осцилографа дальномера. Недостаточная скорость повторения импульсов перфоратора и высокая побочная шумность механизма. Вероятно что и длительность импульса перфоратора очень большая, излучаемый импульс будет глушить отраженную волну на малых глубинах.

 

Ну и забейте штырь, а к забитому штырю прикручивайте головку мощного громкоговорителя с большим ходом диффузора. На диффузор наклеиваете груз и слегка подпружиниваете его, чтобы скомпенсировать смещение диффузора, вызванное весом груза. Вот вам и излучатель. Когда на громкоговоритель подадите сигнал, то его корпус в соответствии с законом Ньютона тоже будет вибрировать. А далее - через штырь.

КПД такой системы будет наверное менее 0,1%. Мне сразу вспоминается что высокочастотные излучатели(диффузоры) домашних АС выполнены из особо прочного и особо легкого материала для минимизации инертности подвижной системы.

 

Что-то на основе магнитострикции. Только вот зачем вам это ? Георадар делаете ? Или просто крот на участке завелся ?

Спасибо! о магнитострикции подумаю. Было бы не плохо если вбитый в грунт металл штырь будет сжиматься и расширяться на частоте 10 ... 20 кГц.

Подземный эхолот

[=AK= 14]

КПД такой системы будет наверное менее 0,1%.

А в честь чего, собственно, какие для этого основания? У обычных громкоговорителей низкий кпд только и исключительно за счет "плохого сцепления" диффузора с воздухом. А в вашем случае - энергия сигнала должна уходить в вибрацию стержня, и катушка в магнитном поле, как преобразователь, ничем не хуже любого другого.

[vladec 9]

Представляется, что самый простой и эффективный излучатель можно сделать из отрезка феритовой магнитной антенны нужной (в зависимости от требуемой частоты, это несколько сантиметров) длинны, с магнитной проницаемостью порядка 1000HM (для таких частот). В центре стержня антенны разместить катушку, собрать генератор, настроить его на частоту магнитострикционного резонанса и можно использовать.

[Слесарь 9]

А в честь чего, собственно, какие для этого основания? У обычных громкоговорителей низкий кпд только и исключительно за счет "плохого сцепления" диффузора с воздухом. А в вашем случае - энергия сигнала должна уходить в вибрацию стержня, и катушка в магнитном поле, как преобразователь, ничем не хуже любого другого.

Пружинящие свойства металлического стержня, а в пружинящий резонанс метровый стержень в грунте, настроить будет сложновато.

 

Представляется, что самый простой и эффективный излучатель можно сделать из отрезка феритовой магнитной антенны нужной (в зависимости от требуемой частоты, это несколько сантиметров) длинны, с магнитной проницаемостью порядка 1000HM (для таких частот). В центре стержня антенны разместить катушку, собрать генератор, настроить его на частоту магнитострикционного резонанса и можно использовать.

Феритовый сердечник с катушкой придется вбивать в грунт?

[=AK= 14]

Пружинящие свойства металлического стержня, а в пружинящий резонанс метровый стержень в грунте, настроить будет сложновато.

Это когда по нему кувалдой будете бить, тогда "пружинящие свойства" будете учитывать. А для частоты 10 кГц период равен 100 мкс, при скорости распространения звука в стали порядка 1 км/сек, длина волны примерно 10 см. Следовательно, метровый стержень надо рассматривать не как "пружину", а как длинную линию, акустический волновод с потерями, звукопровод. Если надо вгонять звук в грунт, то надо как раз таки всячески избавляться от резонанса, чтобы звуковая волна, ушедшая в стержень, не возвращалась назад. Что обеспечивается само собой, безо всяких настроек, поскольку грунт, обжимающий стержень, демпфирует и забирает в себя волну.

[zzzzzzzz 0]

ПМСМ, интереснее система, излучающая короткий одиночный УЗ импульс большой мощности. Как на форуме уже несколько раз обсуждалось (может, кто-то созреет уже на опенсорс-проект такого георадара? :)) .

Скажем, 10 кВт в импульсе 200 нс. "Микрофонами" (синхронизированно) слушать отражения и оцифровывать.

Сигнал/шум вытягивать многократными повторениями/сложениями.

3D-картинку получать при использовании по принципу ФАР от матрицы "микрофонов".

Конструкция излучателя примерно такая - накопительная ёмкость-сильноточный коммутатор на NMOS-обмотка на коническом "штыре" из феррита (который вдавливается в грунт, с увлажнением точки). Без резонанса в силовой цепи. Даже наоборот, с демпфированием "лишних" колебаний. "Микрофоны" - мегагерцовые калиброванные УЗ датчики с МШУ и АЦП.

 

В принципе, то же 3D-УЗИ, только значительно мощнее и размером 1м х 1м.

[petrov 7]

ИМХО интереснее наоборот размазать энергию во времени и использовать излучатель небольшой мощности, например излучать шум, на приёме по отражённому и опорному сигналу настраивать адаптивный фильтр, получая импульсную характеристику.

[zzzzzzzz 0]

ИМХО интереснее наоборот размазать энергию во времени и использовать излучатель небольшой мощности, например излучать шум, на приёме по отражённому и опорному сигналу настраивать адаптивный фильтр, получая импульсную характеристику.

Малой энергией глубину не получить, сигнал/шум не позволит. А людям интересны десятки метров.

[Plain 194]

интереснее система, излучающая короткий одиночный УЗ импульс большой мощности

Альтернативная конструкция излучателя — на землю кладётся небольшой стальной листик, на него тремя растяжками ставится сборная мачта (метров эдак пять), наверху лебёдка, которая поднимает груз (например, четыре гири 16 кг). Питание от автосети. Как только моторчик поднимет груз, захват его отпускает и он падает вниз.

[petrov 7]

Малой энергией глубину не получить, сигнал/шум не позволит. А людям интересны десятки метров.

 

Энергия как раз не малая, малая мгновенная мощность излучателя, сигнал/шум преодолевается накоплением средствами ЦОС.

 

[iiv 19]

Метод перфоратора мне не нравится, я не уверен что смогу качественно синхронизировать импульс перформатора с началом движения луча осцилографа дальномера. Недостаточная скорость повторения импульсов перфоратора и высокая побочная шумность механизма. Вероятно что и длительность импульса перфоратора очень большая, излучаемый импульс будет глушить отраженную волну на малых глубинах.

 

хоть шумом, хоть ЕМ волнами, под землей у Вас будет бесчисленное множество отражений и преломлений, без нормальной обратной решалки все Ваши потуги с "лучем осциллографа" обречены на провал - Вы будете видеть первую границу, а дальше - море отражений от всего. Хоть здесь-то велосипед-то не изобретайте, и таки меня послушайте, надеюсь, что тот факт, что суммарный цитейшн индекс моих статей по обратным решалкам за 50 зашкаливает, Вас образумит меня услышать.

 

Имея правильную математику вам реально будет безразлично что и как синхронизовано или не синзронизовано шумит, главное, чтобы этот шум уходил глубоко, и отражался в разные стороны, проходя через разные слои и попадая в разные, но СИНХРОНИЗОВАННЫЕ приемники.

 

Можно "метод Plain"а вместо перфоратора применить - этот метод распространен в геологоразведке, но, так как Вам только воду до 50м смотреть надо, то перфоратор с тупым сверлом и прикопанным листом железа - будет самое практичное решение.