Akoestiese vektortransducer-tegnologie het baie aandag van die onderwater-akoestiese industrie getrek

Die onderwater vektor-omskakelaar is saamgestel uit 'n tradisionele nie-rigting klankdruk sensor en 'n dipool-gerigte punt vibrasie snelheid sensor. Dit kan gelyktydig die klankdruk by 'n punt in die klankveld en verskeie ortogonale komponente van die deeltjie-vibrasiesnelheid meet. Die amplitude- en fase-inligting het nuwe idees verskaf vir die oplossing van sommige akoestiese probleme onder water. As gevolg van die werklike en potensiële ingenieurstoepassingswaarde daarvan, het die akoestiese vektorsensortegnologie wat hiermee verband hou baie aandag getrek van die onderwater akoestiekgemeenskap in die afgelope tien jaar. Hierdie artikel poog om die ontwikkelingsgeskiedenis, status quo en 'n mate van navorsingsvordering van akoestiese vektorsensortegnologie in fisiese fondasie, ultrasoniese sensorontwerp en produksie, en verwante ingenieurstoepassings in die afgelope vyftig jaar op te som.

As 'n nuwe tipe onderwater akoestiese meettoerusting, die akoestiese vektor-omskakelaar kan nie net die mees algemene skalêre fisiese hoeveelheid in die klankveld-klankdruk meet nie, maar ook direk en sinchronies meet die vloeibare medium deeltjie-vibrasiesnelheidsvektor in die kartesiese koördinaatstelsel op dieselfde punt in die klankveld. Die volgende x,,,: aksiale projeksie komponent, algemeen gebruik in die vorm van drie-komponent en twee-komponent. In struktuur is dit saamgestel uit 'n tradisionele nie-rigting klankdruksensor en 'n dipoolgerigte deeltjiesnelheidstransducer. Die deeltjiesnelheid-omskakelaar is die kernkomponent, en sy sensitiwiteit en werkstabiliteit beperk die klankvektor. Die ontwerp, vervaardiging, verwerking, samestelling, kalibrering en gebruik van sensors en baie ander skakels.

Alhoewel hierdie vraestel na hierdie tipe sensor as 'n akoestiese vektoromskakelaar verwys, het dit verskillende name by die huis en in die buiteland. Byvoorbeeld, Rusland verwys na die deeltjie-vibrasiesnelheid-omskakelaar as 'n vektorer-ontvanger, en die akoestiese vektorsensor Dit word 'n saamgestelde ontvanger (conlbinederceiver) genoem; in die Verenigde State word die klankvektor-omskakelaar ook 'n klankdruk-snelheidsensor (presure-veloeity sensororp) genoem, en sommige word 'n klankintensiteitsonde genoem. Die hooftoepassingsareas van akoestiese vektorsensortegnologie kan onderwater akoestiese waarskuwingsonars, sleeplyn-skikkingsonar, flankreeks konforme skikkingsonar, mynklankontsteking, torpedo-opsporingsonar, multistatiese sonar, navigasieposisionering en verspreiding van onderwatervoertuie se sensornetwerk, ens dek. In lugvaartakoestika kan akoestiese vektorhelste-opnemers vir alertoptiese en vektor-gevegsveldtransducers gebruik word. vliegtuig, geraas bron identifikasie en klank intensiteit, klank krag meting, ens Daarbenewens is daar elektromagnetiese vektor transducer , wie se sein verwerking vorm is soortgelyk aan dié van onderwater klank.

Akoestiese vektortransducer tegnologie is een van die navorsingsfokusse wat baie aandag getrek het van die onderwater akoestiekmetingsbedryf in die afgelope tien jaar. Van die klassieke referate wat in die middel-1950's deur Amerikaanse geleerdes gepubliseer is oor die gebruik van traagheidsensors om die vibrasiesnelheid van deeltjies in water direk te meet, tot die suksesvolle ontwikkeling van akoestiese vektorsensors deur geleerdes in die voormalige Sowjetunie in die 1970's en 1980's. (saamgestelde hidrofoon) Die navorsing oor mariene omgewingsgeraas is uitgevoer, en dit was eers in die 1990's dat die navorsingsopbloei van akoestiese vektorsensortegnologie geleidelik na vore gekom het.

In 1991 het Russiese geleerdes die wêreld se eerste monografie oor akoestiese vektorsensortegnologie 'akoestiese vektorfasemetode' gepubliseer , wat die beginsels en toepassings van akoestiese vektorsensortegnologie volledig bespreek het. situasie het nog nooit vantevore gebeur nie. Die potensiële militêre toepassingsvooruitsigte van hierdie tegnologie het die Amerikaanse vlootnavorsingsagentskap (ONR) aangespoor. In 1995 het hy die Acoustic Society of America geborg om 'n simposium oor akoestiese vektortransducer te hou, en het 'n versameling opstelle gepubliseer met die titel 'Acoustic Particle Vibration Design, wat die huidige prestasie-sensors, en reflekteer die Amerikaanse prestasie-sensors: '. navorsingstendense , maar tot dusver is dit nog steeds een van die mees waardevolle verwysingsmateriaal in hierdie veld, en dit het ook die navorsing in hierdie veld grootliks bevorder.

In 2001 het die US Naval Underwater Warfare Centre (NUWC) 'n seminaar oor rigtinggewende akoestiese transducer gehou en Russiese skoliere genooi om vir die eerste keer deel te neem. In 2002 het OCEANS van IEEE 'n spesiale netwerk van 'Sound Particle Vibration Velocity Sensors', wat die ontwerp, vervaardiging en eksperiment van lae- en hoëfrekwensie dek klankvektor-omskakelaar , en die prestasie van gesamentlike inligting van klankdruk en klankpartikelvibrasiesnelheid in ooreenstemmende veldverwerking, ens. Dit weerspieël alles die nuutste navorsingsituasie. Die 'Ocean Vector Acoustics' wat in 2003 gepubliseer is, het die navorsing ontwikkel oor die kenmerke van die klankdruk-skalêre veld van mariene omgewingsgeraas, en het 'n volledige stel metodes voorgestel wat gebaseer is op akoestiese vektoromskakelaars soos mariene eksperimente, dataverwerking en teoretiese analise. Alhoewel die ontwerpidees van moderne akoestiese vektortransducer gebaseer op traagheidsensors en prototipes van produksiemonsters die eerste keer in die Verenigde State verskyn het, onder die aktiewe inisiatief en bevordering van Rzhevikn en Zakharov, moet Rusland vordering maak in die basiese navorsing en toepassingnavorsing van akoestiese vektorsensortegnologie. Dit is verder, en dit is in die 20ste eeu as een van die top tien onderwater akoestiese tegnologieë in Rusland aangewys.

Verwante huishoudelike werk kan teruggevoer word na navorsingswerk oor klankdrukgradiënt hidrofoon en dubbele hidrofoon klank intensiteit meting in die vroeë 1990's. Maar die meer diepgaande navorsing het na 1998 begin. Die Songhua-meer-eksperiment in 1998 en die Dalian-seeproef in 2000 was die eerste twee veldeksperimente op akoestiese vektor-omskakelaartegnologie in China, gevolg deur die Reservoir-eksperiment in 2002 en die Oos-Sjinese See in 2003. Die skrywer het die eer om aan hierdie eksperimente deel te neem.