Типы и конструкции подводных акустических преобразователей (1)

Звуковые волны - единственные носители, которые люди освоили, чтобы передавать информацию и энергию на большие расстояния в огромном море. Люди используют электромагнитные волны для разработки радаров. Точно так же люди используют звуковые волны в качестве информационных носителей для разработкиподводной акустический датчикАнкет Электронное оборудование для позиционирования, идентификации и связи сонар. Перед лицом обширного океана, сонарские плечи являются важной миссией: это связано с всеми уголками обширного моря, чтобы определить различные вещи, рассказать людям истинное лицо подводного мира, чтобы помочь людям исследовать Тайны океана. Чтобы стать подводной навигацией по общению, они находятся в области аквакультуры, рыболовства, развития морских ресурсов, морских геологических и геоморфологических исследований, военного оружия и т. Д. Причина, по которой звуковые волны становятся лучшими подводными информационными перевозчиками, заключается в том, что звуковые волны в воде Среда имеет наименьший коэффициент затухания по сравнению с другими физическими полями, такими как электромагнитные волны, и можно получить распространение на дальние расстояния. Это преимущество делает сонар, который наблюдает под водой от первоначального использования ультразвуковых волн. Цель начинается и продолжает развиваться. В настоящее время диапазон рабочих частот сонара был расширен до широкого диапазона. Активный сонар из десятков Герца до нескольких десятков Мегагерца. Низкая частота пассивного сонара была распространена до диапазона инфразвука. В такой широкой частотной полосе, в соответствии с правилами. Форма сигнала возбуждает важное устройство, которое генерирует звуковые волны и ощущает и получает звуковые волны в воде без искажений. Это называется сонарным преобразователем или массивом сонар. Эти устройства являются передним оборудованием Sonar System. Они также представляют собой \"окно \", чтобы система сонар была взаимодействовать и обмениваться информацией с водным средством. Они являются Sonar System, поэтому сонарский преобразователь или сонарский массив ярко называется «Глазами и ушами» из системы сонар. Благодаря постоянному расширению области применения технологий сонарного сонавого, улучшение военных конфронтаций и операционных потребностей имеют новые принципы, новые технологии и новое сонарное оборудование возникли в бесконечном потоке. Разработка новой технологии Sonar привела к быстрому развитиюПодводной ультразвуковой датчиктехнологии. Те же технологические прорывы в области преобразователей и разработка новых материалов, новых механизмов и новых структурных преобразователей также сделали Sonar System новым взглядом. Вот краткий обзор разработки технологии преобразователя, в том числе новый гидроакустический датчик материала, новую структуру и новый механизм гидроакустического преобразователя, новый гидрофон, технология широкополосного преобразователя и т. Д.

Новый материалподводной акустический датчик:

АADCP пьезоэлектрические преобразователиэто устройство, которое реализует преобразование энергии в системе сонара. Существует специальный материал с возможностью преобразования энергии. Этот материал называется функциональным материалом. Функциональные материалы, используемые для изготовления датчика в основном, включают пьезоэлектрические материалы (такие как пьезоэлектрические кристаллы, пьезоэлектрические керамики, пьезоэлектрические полимеры и т. Д.) и Магнитострикционные материалы, такие как никель, кобальт, никелевый сплав, железнодорожный сплав, феррит, редкий земля и т. Д.) они используют пьезоэлектрический эффект и магнитостриктивный эффект, чтобы реализовать взаимное преобразование между энергией электрического поля, энергией магнитного поля и механической энергией. Прорыв в технологии преобразователя в основном определяется технологическими прорывами в функциональных материалах. В последние годы технические достижения в различных областях функциональных материалов также привели к разработке технологии преобразователей. В 1963 году доктор Кларк обнаружил, что редкоземельные материалы серии Lanthanide обладают удивительными магнитострикционными свойствами, но они не были введены в практическое использование, потому что точка Кюри ниже комнатной температуры. Было обнаружено, что редкоземельные элементы и железо, состоящие из бинарных, тройных или четвертичных сплавов, также обладают супермагнетриктическими свойствами при комнатной температуре. Наиболее репрезентативным сплавом Земля является терфенол (компоненты TB, DY, Fe).

Это стало новым функциональным материалом, который уделял много внимания с 1980 -х годов. Сегнетоэлектрический монокристаллический силикатный силикатный магнитный магний титанат (PMN-PT) и свинцовый цитрат цитрат-лиат (PZN-PT)-это новый тип композитного кристаллического материала перовскита, который также является внезапным подъемом. Новый класс функциональных материалов с многообещающими приложениями. До этого никель обычно использовался в глубинных материалах преобразователя искателя. В 1917 году французский ученый Лэнг Чживан использовал кварцевый кристалл для создания датчика сонара, установив прецедент для применения пьезоэлектрических материалов на сонар в 1940 -х годах, батио с сильными пьезоэлектрическими свойствами. Керамика Piezo была успешно развита и широко использовалась в системах сонар во время. Вторая мировая война; Пезоэлектрическая керамика PZT, разработанная в 1950-х годах, компенсировала BA-TIO, керамику с их широким диапазоном рабочих температур и превосходной эффективностью электромеханического преобразования. Недостатки материала редкоземельного сплава, который когда -то был предпочтительным материалом для гидроакустических преобразователей, они выше при низких температурах, чем при комнатной температуре, такие как туберкулез и DY0 при 77 К. Магнитостриктивная деформация имеет максимальное значение 0,65%, в то время как тефенол-D имеет магнитострикционную деформацию 0,25% при комнатной температуре.

О ультразвуковом гидроакустическом преобразователе материал сплавного сплава редкоземель находится в камере холодного воздуха и циркулируется и охлаждается охлаждающей башней холодильника. Камера холодного газа снабжена магнитным полем DC и магнитным полем возбуждения с помощью катушки сверхпроводящего материала, а магнитостриктивный стержень возбуждается, чтобы вызвать растягивающую вибрацию и проходит через машину. Переход передается на поверхность излучения поршня, а поверхность излучения поршня толкает среду воды, чтобы генерировать излучение волны давления. Вакуумная камера предназначена в структуре, цель состоит в том, чтобы изолировать теплопровождение. Внешняя стенка вакуумной камеры представляет собой устойчивую к давлению крышка, которая может противостоять давлению 10 атмосфер. Основные технические параметры следующие: резонансная частота 430 Гц, максимальный уровень источника звука 181,4 дБ, эффективность составляет около 25%. Этот тип преобразователя сложен в процессе изготовления. В последние годы люди по-прежнему готовы использовать материалы Terfenol-D, которые работают при комнатной температуре, отбрасывая некоторые магнитострикционные штаммы и заменяя их новыми структурами для достижения радиационных характеристик.

Ниже приведено краткое введение в исследование нескольких структурных магнитострикционных материалов дляподводной акустический датчикс Продольный преобразователь имеет простую структуру, а магнитостриктивный стержень объединяется с головкой переднего излучения и массой хвоста, образуя одномерную систему вибрации. Передняя головка излучения, как правило, является легким материалом, а масса хвоста, как правило, является плотным материалом для достижения радиационной поверхности и более крупного смещения вибрации. Введены два вида продольных преобразователей, разработанных с помощью материалов Terfenol-D. Одним из них является общий продольный преобразователь с резонансной частотой 1200 Гц, звуковой мощностью 3 кВт и весом датчика 60 кг. Другой - два конца редкоземельного стержня. Они спроектированы как расклешенные двойные излучающие продольные преобразователи с резонансной частотой 400 Гц, звуковой мощностью 1,5 кВт и весом датчика 100 кг. Об круглом
Ультразвуковая датчика датчика глубины, он состоит из ряда редкоземельных стержней, охватывающих обычный многоугольник, а серия круглых поверхностей возбуждается переходным элементом для радиальной вибрации для достижения мощного акустического излучения. Который разработал серию редкоземельных низкочастотных тороидальных преобразователей с резонансной частотой 200 Гц (внутренний диаметр 0,56 м, внешний диаметр 0,94 м, высота 0,37 м, уровень источника звука 193 дБ) 410 кг) и преобразователь с Резонансная частота 30 Гц (диаметр 2 м, высота 1.1 дюйма, уровень источника звука 195 дБ, вес 5T).