Обзор разработки глубоководных низкочастотных передавающихся подводных акустических преобразователей

С разработкой исследований океана существует широкий спектр спроса на преобразователей, который может работать в глубокой воде. Глубоководные преобразователи в основном установлены на различных типах автономных подводных платформ,

Платформа может вместить ограниченный объем и вес, а также способность питания, низкочастотный преобразователь необходим для удовлетворения характеристик небольшого размера, низкого веса, высокой эффективности и высокого устойчивости к гидростатическому давлению.

В этом документе представлены исследования низкочастотных глубоководных преобразователей в домашних условиях и за рубежом, включая общие типы преобразователей, их характеристики и проблемы развития, для справки исследователей в

Связанные поля.196db и вес составляет 2800 кг; 65 Гц очень низкий звук. Его основной недостаток заключается в том, что он ограничен структурными характеристиками изогнутого диска, а глубину работы трудно достигать 1000 метров.

2.2 Джанус-Хельмгольц преобразователь

Преобразователь Janus-Helmholtz также можно отнести к типу датчика Helmholtz. Типичная форма состоит в том, что двойной продольный вибратор возбуждает жесткие цилиндрические оболочки на обоих концах, используя частоту жидкой полости и частоту радиальной вибрации, образуя двойной резонанс. Основной частью является продольный преобразователь вибрации, который может излучать с обеих сторон (называемый преобразователем Janus). Пара цилиндрических полостей оболочки помещается на внешней стороне излучения головки датчика Януса, а пространство, окруженное полостью и преобразователем Януса преобразователь. Его структура может работать в более глубокой воде без использования устройств компенсации давления. , Используя связь резонанса жидкой полости резонанса и режима продольной вибрации, он имеет низкую частоту, широкополосные характеристики, характеристики высокой мощности и в то же время имеет относительно небольшой размер, который подходит для использования в качестве глубоководного низкого уровня. частотный источник звука. IxBlue разработал множество полных глубинных преобразователей Janus-Helmholtz JH250-6000, JH650-6000 и т. Д. Полоса рабочей частоты преобразователя JH250-6000 составляет 200 Гц-1050 Гц, общий размерΦ72*112 см, вес составляет 450 кг, а источник звука уровень превышает 196 дБ; Рабочая полоса частот преобразователя JH650-6000 составляет 580 Гц-2020 Гц, внешнее измерениеΦ45*61 см, а вес составляет 90 кг. Уровень источника звука больше 196 дБ; Его недостатки - большие колебания в группе.

Многие домашние подразделения также провели связанные исследования о преобразователях Janus-Helmholtz. Этот тип преобразователя имеет относительно небольшой размер и вес для получения низкочастотного рабочего эффекта, и теоретически производительность преобразователя не меняется с глубиной и имеет хорошую перспективу применения. Основная проблема заключается в том, что режим резонанса жидкой полости имеет высокое значение Q, что приводит к резким кривым проводимости и отклика вблизи резонансного пика жидкой полости, что не способствует конструкции соответствующей сети и оказывает определенное влияние на широкополосная операция. Институт прикладной акустики Ханчжоу провел исследование проблем преобразователей JH и эффективно улучшило две проблемы с резонансной режимами традиционных преобразователей Janus-Helmholtz и улучшил полосу полосы пропускания и частоты рабочей частоты. Плоскостность отклика напряжения передачи. Полученный прототип преобразователь имеет диапазон рабочей частоты 400 ~ 700 Гц, пик жидкой полости 480 Гц, пропускную способность отклика напряжения передачи (6db) более 200 Гц и максимальный уровень источника звука 205db. Относительно высокочастотный прототип рабочих частот составляет 700 ~ 1400 Гц, пик жидкой полости составляет 760 Гц, а пропускная способность отклика напряжения передачи (6DB) превышает 500 Гц, а максимальный уровень источника звука составляет 200 дБ.

2.3 Джанус-Хэммерский датчик колокольчика

В 2013 году глубоководный преобразователь, который сильно отличается от традиционного преобразователя JH. В частности, он включает в себя двунаправленный излучающий продольный преобразователь вибрации и жесткую цилиндрическую оболочку, которая монтируется на жестком цилиндре. На средней массе. Механизм лежит в связи двойной продольной вибрации режима и тороидальной моды (два алюминиевых кольца). Продольная вибрация приводит жидкость в полость вибрировать, вызывая резонирование жесткой цилиндрической оболочки. Продольный режим сочетается с радиальным режимом оболочки. Для достижения широкополосного излучения уровень в диапазоне в основном не направлен. Используйте этот преобразователь, чтобы провести эксперимент по распространению звука на дальние расстояния. Преобразователь JHB помещается на оси канала (около 1000 м), а 20-летний вертикальный приемный массив используется для успешного получения сигнала 1000 км.

2.4

Преобразитель переполнения кольца является распространенным типом глубоководных преобразователей в средних и низкочастотных полосах. Внутренние и внешние поверхности керамического кольца герметизированы водонепроницаемыми материалами (полиуретан или вулканизированная резина). Гидростатическое давление на структуру самостоятельно сбалансировано, и теоретически глубина работы не ограничивается глубиной воды. В то же время разумная конструкция размера жидкой полости тороидального преобразователя может возбудить низкочастотный резонанс жидкого резонанса и в сочетании с радиальным резонансом самого тороида для достижения многомодовых широкополосных рабочих эффектов. Как правило, работают в диапазоне частот 1 кГц ~ 10 кГц. Для полос частот ниже 1 кГц необходимо изготовить мозаичные кольца большого размера, что требует высокой технологии сборки. Передний кольцо переполнения, сообщаемый за границей, имеет полосу рабочей частоты 250 Гц-1 кГц и источник звука. Уровень составляет 197db, диаметр составляет 1 м, высота составляет 1,6 м, а вес составляет около 800 кг.

LAN \"глубоководная акустическая томография скрытый стандарт \" и достигла предварительных результатов, но все еще есть место для дальнейшего улучшения. Диапазон рабочей частоты устройства составляет 400 Гц ~ 550 Гц, максимальный отклик напряжения передачи составляет 132 дБ, а максимальный уровень источника звука составляет 182 дБ. Основываясь на двух наборах глубоководных акустических томографических подводных мишеней этого преобразователя, низкочастотного (500 Гц), глубоководной (глубиной оси 1000 м канала), долгосрочного (3 месяца на исполнение) акустический сигнал и акустический сигнал Прием на вертикальном профиле на глубине 300 м ~ 1500 м. В приложенном патенте модели утилиты для применения преобразования преобразованного преобразования натяжного натяжения используется жесткий пенопласт-пластик в качестве устойчивого к давлению материал, резонансная частота составляет 2,4 кГц, а реакция напряжения передачи составляет 126 дБ. Харбинский инженерный университет, предложенный в патенте \"Инвертированный фазовым глубоководным подводным акустическим преобразователем \". Установив полуволновые инвертированные трубки на обоих концах транс-датчика типа IV, внутреннее излучение излучения транс-датчика типа переполнения излучается. Фаза звукового давления инвертируется на 180 градусов, что регулирует фазу звукового давления внутри излучающей оболочки изгиба Внешняя вибрирующая оболочка, преодолевая традиционную проблему низкой эффективности излучения переполнения флексенсионного преобразователя. Благодаря этой конструкции преобразователь имеет три в фазных радиационных поверхностях, а именно на эллиптической плоскости, излучающей поверхность на обоих концах, и излучающая поверхность оболочки флэлекзионного преобразователя, образуя режим тройной в фазной матрице, который обеспечивает флэксационную трансдукцию. Устройство образует директивность фигуры восьмой, что делает его характеристиками направленного излучения.

2.6, компенсируемый газом низкочастотный преобразователь

Компания США Alliant Techsystems разработала сверхнизкую частоту высокую частоту подводного акустического преобразователя HX-554 для акустической термометрии океанического климата 1993-1994 годов (ATOC). Датчик состоит из 10 пьезоэлектрических кристаллических стеков с длиной 1085 мм, шириной 119 мм и толщиной 53 мм (каждый кристаллический стек изготовлен из 92 пьезоэлектрических керамических квадратных пластин ведро. Структура с формой, с надувным пакетом внутри, чтобы сбалансировать гидростатическое давление, а глубина рабочей силы может достигать 1000 метров. Преобразователь использует вибрацию изгиба пьезоэлектрического стека, чтобы излучать горизонтальные не направленные звуковые волны. Резонансная частота составляет 75 Гц, рабочая полоса пропускания составляет 57-92 Гц, а максимальный уровень источника звука составляет 197db (Sound Power 420W, CW Pulse); Общий размер преобразователя длиной 2,06. М, диаметром 0,94 м, 2300 кг в воздухе, 770 кг в воде, а также поддерживающая структура и система инфляции, общий вес составляет 5500 кг.

2.7 Гидродинамический источник звука

Источник звука с жидкостью использует гидравлический диск для генерации вибрации и имеет характеристики эмиссии с ультра-низкой частотой, широкой рабочей частотой, длительного рабочего хода и большой тяги. Источник гидравлического звука HLF-1, разработанный гидроакустикой, имеет диапазон рабочей частоты 20 Гц-2 кГц, уровень источника звука может достигать 196db при резонансе 260 Гц, а его максимальный размер составляет 1 м. Разработанный гидравлический источник звука HLF-4 имеет единый источник звука с уровнем источника звука 206 дБ на частоте резонанса 57 Гц и пропускной способностью 14 Гц. 5 источников звука используются для формирования матрицы, а уровень источника звука достиг 221 дБ. Он известен в 1991 году, этот преобразователь использовался в испытании температуры температуры на острове Херд -океана, а акустический сигнал имеет расстояние распространения 18 000 км.

3 Заключение

Различные типы глубоководных низкочастотных передавающих преобразователей имеют большие различия в размерах, весах и глубоких акустических характеристиках. Невозможно удовлетворить потребности различных типов сонарного оборудования с одним преобразователем. Например, датчик кольца переполнения имеет хорошую производительность. Стабильность глубокой воды, полноценная направленность охвата, лучший широкополосный эффект, но соответствующий размер и вес относительно велики; JH Transducer достигает низкочастотной и широкополосной работы в относительно небольшом объеме, но его направленность меняется больше с частотой. Большой, и в диапазоне частот часто есть глубокие «доли», что оказывает определенное влияние на фактический эффект использования. В соответствии с фактическими потребностями проекта, необходимо уделять комплексное рассмотрение требований к пригодности, уровню источника звука, направления, широкополосной операции и т. Д., А также к соответствующему типу глубоководного низкочастотного передаваемого преобразователя.