Разработка подводного акустического преобразователя при применении подводного обнаружения

Аподводной акустический датчикявляется основным инструментом, который использует звуковые волны для обнаружения, определения и определения подводных целей или для общения и отправки отчетов под водой. Преобразователь используется для излучения звуковых волн называется передатчиком. Когда преобразователь находится в излучающем состоянии, он преобразует электрическую энергию в механическую энергию, а затем в акустическую энергию. В настоящее время обычные элементы матрицы преобразователей, разработанные с пьезоэлектрическими материалами, особенно низкочастотными преобразователями, имеют большой объем и вес из-за их структурных характеристик, которые не только увеличивают стоимость производства, использования и обслуживания, но и предлагают специальные функции для Платформа. Требования и ограничивают масштаб и форму формирования, тем самым ограничивая тактику и технические показатели. Как решить проблему размера и формы акустического массива, как объединить структурный дизайн низкочастотных и высокочастотных сонарных массивов и на основе новой структуры элементов массива, путем объединения крупномасштабных конформных Массивы для улучшения звука Различные технические показатели массива Наджи, несомненно, являются неотложной необходимостью дать игру для боевых показателей платформы и подводного оружия и улучшить подводные боевые возможности нашей армии.

1 новый тип пьезоэлектрического композитного преобразователя

Рисунок 3.1 Элемент массива и поперечный вид лунного бутона пьезоэлектрический композитный преобразователь

Рисунок 3.2 Элемент массива и поперечный вид преобразователя тарелки

Тип Луныпьезоэлектрический подводной акустический преобразователь(Рисунок 3.1) и пьезоэлектрический композитный преобразователь типа цимбального типа (рис. 3.2) являются наиболее репрезентативными транс -датчиками, посвященными в настоящее время на за рубежом. Пьезоэлектрические композитные преобразователи этих двух конструкций названы в честь формы их металлических конечных крышек. Металлическая полость конечной крышки структуры луны является типом луна, в то время как полость металлической конечной крышки структуры тарелки является типом тарелки, а полость - воздух. Все они сделаны из совокупности металлической и пьезоэлектрической керамики. Металлическая пизоэлектрическая керамическая композитная материалы объединяются с пьезоэлектрической керамикой через металлы в форме пластины, в форме раковины и в форме оболочки, чтобы изменить распределение напряжений внутри керамики, тем самым повышая производительность пьезоэлектрических материалов. Его основные функции - простой дизайн, легкая обработка и низкая стоимость. Пьезоэлектрический композитный преобразователь луны и пьезоэлектрический композитный преобразователь тарелки демонстрируют хорошие пьезоэлектрические характеристики. Эта структура изменяет распределение напряжений керамического границы раздела через преобразование напряжений между металлическим металлом и керамическим интерфейсом и делает композитный материал продольным пьезоэлектрическим характеристиком, а поперечная пьезоэлектрическая производительность дает аддитивное действие, тем самым значительно улучшая пьезоэлектрическую связь Производительность DH материала. Среди них композитный материал структуры луны луны в 10-20 раз выше, чем у пьезоэлектрической керамики. Структура крышки может быть в 30-40 раз выше пьезоэлектрической керамики. Сравнение производительности луны и металлической керамической композиты в форме шапочки и пьезоэлектрической керамики показано в таблице 3.1.

2 тарелка датчика

Рисунок 4.1. Взгляд основной структуры элемента массива датчиков цимбалов

Рисунок 4.2 Радиальное смещение керамического чипа элемента матрицы тарелки преобразуется в смещение в направлении толщины металлической крышки

Структура элемента массива: основная структура элемента массива показана на рисунке 4.1. Он образуется путем соединения двух кусочков металлического листа, штампованных в форме тарелки и пьезоэлектрического керамического листа. Материалом металлического листа может быть титановым сплавом, латуни, сплавной стали и т. Д. Использование титанового сплава в качестве металлического листа может заставить элемент тарелки с большей устойчивостью к давлению воды. Для диаметра элемента dp = 10 мм,Кимбал подводный акустический преобразовательможет противостоять давлению на глубине 600 метров. Тем не менее, материалы титанового сплава дороже, чем латунные и сплавные стальные материалы. Следовательно, материалы титанового сплава относительно ограничены, когда глубина воды не учитывается. По сравнению с легированными стальными материалами, латунные элементы матрицы тарелок обладают лучшими пьезоэлектрическими свойствами, когда они одновременно применяются к элементам матрицы цимбал. Материалы пьезоэлектрической керамики также в основном включают PZT-4, PZT-8 и PZT-5. Когда преобразователи тарелки используются в качестве передавающих датчиков, пьезоэлектрическая керамика PZT-4 и PZT-8 обычно используются в качестве приемных преобразователей. При использовании обычно используется пьезоэлектрическая керамика PZT-5. Принцип работы: когда напряжение применяется к двум полюсам элемента матрицы тарелки, пьезоэлектрическая керамика будет производить продольную и боковую вибрацию. Продольная вибрация пьезоэлектрической керамики заставляет две металлические пластины элемента массива непосредственно продуцируют продольное смещение; Боковое смещение заставляет металлический лист сжимать или расширять в радиальном направлении. Из -за особой формы тарелки это также вызывает продольное смещение верхней части металлического листа, как показано на рисунке 4.2. Как продольное, так и радиальное смещение пьезоэлектрической керамики приведет к тому, что металлическая конечная крышка получает продольное смещение, а результат суперпозиции двух смещений - смещение конечной крышки металла, что приводит к усилению смещения. Металлическая конечная крышка.

3 характеристики и перспективы применения тарелкипьезоэлектрический подводной акустический преобразователь

3.1 Особенности пьезоэлектрического преобразователя цимбала

1) Элемент массива небольшой по размеру, с высоким статическим давлением и пьезоэлектрическим коэффициентом, легко совпадает со средней водой и имеет очень большую полосу пропускания; Среди них конструкция вогнутых элементов массива и специальная конструкция гидростатического баланса используются для прорыва через предел рабочей глубины основного массива.

2) Предоставьте тип всесторонне применимых акустических датчиков и массивов для подводных платформ и подводного оружия. Этот тип акустического массива невелик по размеру, свету в весе и имеет широкий спектр применений. Требовать.

3) Из -за небольших и легких характеристик новой массивы тарелок можно собрать в больших масштабах.

4) Используйте теорию проектирования элементов и специального программного обеспечения для составления цимбальных массивов для объединения структуры массива каждой частотной полосы в цимбальную структуру различных шкал, чтобы каждая полоса частота была оптимизирована и разработана

Это также позволяет избежать ненужных и утомительных испытаний и образует быстрый и единый новый метод проектирования и разработки массива тарелок. Используя этот метод, в дополнение к разработке продуктов с аналогичными рабочими частотами, также будут разработаны новые низкочастотные, высокочастотные элементы массива и основные массивы, которые работают в разных полосах частот.

3.2 Перспективы заявки

1) Подводная связь: Поскольку датчик сонарного сонара имеет характеристики небольшого размера, легкого веса, легкого развертывания, высокой чувствительности и т. Д., Можно сформировать элементы матрицы сонарного сонара, или в подводном подводном Подразделение системы связи устанавливает подводную коммуникационную сеть для реализации подводной связи с большой площадью и на больших расстояниях и может мгновенно изменить подводную оборону в соответствии с боевыми потребностями, что делает подводную связь быстро и гибкой.

2) Используется для торпедного руководства: тарелка сонар обладает высокой чувствительностью. Кимбал -сонар может быть применен к пассивным торпедам, чтобы реализовать отслеживание и руководство торпеды.

3) Используется для подводной подводной лодки, получающего сонар: элементы массива сонарного сонара могут быть сформированы в общий массив, который можно расположить на голове или стороне подводной лодки для выполнения функций обнаружения и позиционирования.

4) Другие: можно использовать в качестве буксирующего сонара, шахтевого сонара, сонара погружения и т. Д.