Новые разработки пьезой керамика, используемая в подводных сонарных преобразователях (2)

Чтобы улучшить производительность обнаружения пассивного сонара, исследования разработали векторный гидрофон, который может получать и использовать скалярные параметры (звуковое давление) и векторные параметры (скорость вибрации) в поле звука, полностью используя информацию в звуковом поле Анкет Векторные гидрофоны и их соответствующие технологии обработки сигналов являются одними из новых технологий, которые в настоящее время разрабатываются на международном уровне. Применение векторных гидрофонов в системе Surtass решает проблему размытия левой и правой стороны. Используется массив линий гидрофонового сопротивления вектора для систематического изучения отношения, скорости сопротивления и шума потока векторного гидрофона для обнаружения векторного гидрофона. Разработка векторных гидрофонов в основном достигла структурной сериализации и функциональной полезности, которые могут соответствовать различным инженерным требованиям. Ряд подразделений начали исследования в этой области. После десятилетия введения исследований и технологий они также начали двигаться к практической стадии инженерии. С точки зрения структурной формы гидрофон градиента звукового давления также называется гидрофоном скорости вибрации и может быть разделен на гидрофон с двойным звуковым давлением, тип дифференциального давления и гомогенизирующий сферический тип. Двойной гидрофон тип напрямую состоит из Два гидрофона звукового давления, и гидрофон с градиентом звукового давления с фиксированным оболочкой имеет фиксированный корпус и двойной ламинированпьезоэлектрическое полушарие пьезой керамикафиксируются на внешнем корпусе, а давление зафиксировано. Электрическая пластина подвергается изгибной вибрации под действием градиента звукового давления в его направлении толщины. Чувствительные компоненты размещаются в трех ортогональных направлениях и имеют тот же фазовый центр, который составляет трехмерный векторный гидрофон. После гидрофона звукового давления и векторного гидрофона структурно интегрированы, целое сферическое, а плавучесть в морской воде равна нулю. Создается тот же вибрационный векторный гидрофон (в дальнейшем, называемый векторным гидрофоном), и обрабатываются выходные сигналы двух. Гидрофон вектора совместной вибрации не касается воды, и датчик реагирует на общую пульсацию датчика, требуя бесплатной установки. Например, векторный гидрофон с диапазоном рабочих частот от 20 Гц до 6000 Гц и MP = -180db. В дополнение к гидрофону вектора совместной вибрации, существует также тип дифференциального давления. Гидрофон дифференциального давления контактирует со средней водой и реагирует не на общее движение датчика, а также на высокий диапазон. Направленность векторного гидрофона имеет косинусную форму. Однонаправленное направленное заточка луча и электронное вращение луча могут быть достигнуты для достижения ориентации. Рабочая частота векторного гидрофона может варьироваться от нескольких сотен герц до нескольких десятков килохерца. После обработки сигнала поток звука энергии может подавлять шум на 10-20 дБ по сравнению с энергией сигнала звукового давления. Одиночный вектор гидрофон имеет точность ориентации ± 2 ° и может быть до 1 ° после специальной обработки.

Пьезоэлектрическая керамика преобразователь

Еще в 1978 году ему предлагается пьезой -керамическая фаза и структурный материал, связанный с полимерной фазой. Этот материал имеет особенно высокий гидростатический пьезоэлектрический коэффициент по сравнению с пьезоэлектрической керамикой и намного больше, чем пьезоэлектрическая керамика PZT, что делает его идеальным для применения в глубокой воде. Его характерный импеданс невелик, его легко сопоставить с водой, частотой полосы пропускания, и его характеристики также могут быть скорректированы путем изменения доли пьезой керамики. До сих пор были разработаны десятки композитных пьезоэлектрических материалов. Среди них двухфазные составные материалы 222, 123 и 023, 321, как правило, считаются наиболее перспективным будущим преобразованием сонара. Составной материал 023, изготовленный из керамического порошкового материала и резины, его называют пьезоэлектрическим резином. Он имеет мягкость и гибкость резины, которая в 20 раз больше, чем у обычной пьезоэлектрической керамики, которая эквивалентна PVDF. Эти преимущества делают его подходящим для поверхностных гидрофонов. Пьезоэлектрическая резина легко составить толщину несколько миллиметров, что является его преимуществом перед PVDF. Исследование наноструктурированных композитных пьезоэлектрических материалов также было проведено. Это процесс, в котором обрабатывается пьезоэлектрическая керамика, а затем вводится в композитные пьезоэлектрические материалы. Другим методом является обработка пьезоэлектрической керамики в порошки. Затем он спечен и образуется с другими материалами. Эта предметная область в настоящее время изучается. Материальные системы успешно разработали крупномасштабный композитный гидрофонный модуль с стандартным размером 250 × 250 мм. Он также разработал модель 123пьезоэлектрический композитный преобразовательМассив для использования в новой легкой коллекции и вокальной коллекции электрических торпедо. Он также разработал 123-подключенную керамическую колонку и эпоксидную композитную поверхностную поверхность, размер составляет 100 × 180 мм и представляет собой массив линейки с широким лицом из 18 элементов. с длиной матрицы 1. 9 м и шириной 200 мм при 60 кГц. Следующая широкополосная чувствительность выше -190 дБ, а колебания меньше 2 дБ. Как теория, так и эксперимент доказывают, что композитный материал может увеличить отклик эмиссии и получение чувствительности на 3 дБ ~ 5 дБ из -за эффекта надгробильного материала полимерного материала. После добавления твердого покрытия эффект более очевиден и может быть улучшен на 10 дБ.

Чтобы улучшить возможности помех вмешательства на шум турбулентности на поверхности анти-костюма боковой боковой боковой боковой боковой боковой боковой боковой боковой боковой боковой боковой боковой боковой боковой боковой боковой боковой боковой боковой боковой боковой боковой боковой боковой боковой боковой боковой боковой боковой боковой боковой боковой боковой стороны, в сонаре с боковой боковой боковой боковой боковой бок в соответствии с характеристиками радиуса, связанного с шумом. PVDF Пьезоэлектрическая пленка является идеальным пьезоэлектрическим материалом для изготовления гидрофонов крупной области. Он легкий в текстуре, гибкий и легко вносить изогнутую форму. Гидрофон большой области был произведен с пленкой PVDF площади 200 × 300 × 0,2 мм, а чувствительность составляет около -200 дБ в диапазоне частот в несколько сотен герц до 4 кГц. В дополнение к пьезоэлектрическим пленкам PVDF, в 1990-х годах был разработан новый пленок-материал PVDF-TRFE (VF2). который представляет собой сегнетоэлектрический полимерный сополимер, образованный поливинилиденным фторидом (PVDF) и политрифториоруэтилена (TRFE), и является модификацией в электронном излужении. Этот новый материал может решить проблемы с температурой и стабильностью давления пьезоэлектрических пленок PVDF, а также проблемы с боковым режимом, и чувствительность также слегка улучшена.

С 1997 по 2000 год Институт керамики и Университета Xi'an Jiaotong последовательно разработал своего рода расслабленный монокристаллический материал с расслабленным напряжением железа, который называется PMN2PT и PZN2PT. Этот материал имеет большее улучшение плотности накопления энергии, коэффициента электромеханической связи, диэлектрической постоянной и тому подобного, чем обычная пьезоэлектрическая керамика, и имеет остаточную поляризацию и не требует смещения постоянного тока. Параметры производительности PMN2PT приведены. Он был оценен как редкий и захватывающий прорыв в течение десятилетия с момента появления пьезоэлектрической керамики в 1950 -х годах такими журналами, как наука и природа. Тем не менее, все еще существуют такие недостатки, как низкая прочность на растяжение и различные сложности с температурой, частотой и электрическим полем, а стоимость слишком высока. Он сделан склоненным низкочастотным датчиком высокой мощности типа IV, который на 5 дБ выше, чем датчик, с той же структурой, изготовленной из материала PZT28. Часть сегнетоэлектрического тела PMN2X нуждается в DC-поляризованном электрическом поле, которое будет использоваться в качестве мощного излучающего материала.