تصميم وتطوير وتطبيق محولات الطاقة الصوتية المدمجة تحت الماء ذات النطاق العريض

مقدمة

 

لا يعد المحيط كنزًا مهمًا لمصايد الأسماك والموارد المعدنية فحسب، بل إنه أيضًا موقع مهم للدول للحفاظ على الأمن القومي والصراعات العسكرية. لذلك، أصبحت التكنولوجيا الصوتية تحت الماء وسيلة مهمة لاستكشاف الموارد البحرية وتطويرها حاليًا، والاتصالات تحت الماء وملاحة السفن، واكتشاف الأهداف تحت الماء والتعرف عليها، فضلاً عن مراقبة البيئة البحرية والتنبؤ بالكوارث الطبيعية. ال محول الطاقة الصوتية تحت الماء هو الناقل لانبعاث واستقبال الموجات الصوتية في التكنولوجيا الصوتية تحت الماء، ويؤثر مستواه الفني بشكل مباشر أو حتى يحدد تأثير التنفيذ النهائي للتكنولوجيا الصوتية تحت الماء. يتطلب الكشف النشط بالسونار واستكشاف الموارد البحرية محولات طاقة ذات تردد منخفض وطاقة عالية وصغيرة الحجم. تتطلب محاكاة الضوضاء ومعايرة السونار محولات طاقة صوتية تحت الماء ذات تردد منخفض للغاية وخصائص واسعة النطاق للغاية. في مجال الاتصالات الصوتية تحت الماء، يلزم أن تتمتع محولات الطاقة الصوتية تحت الماء بخصائص الكفاءة العالية، والنطاق العريض للغاية، والحساسية العالية، والنطاق المسطح. بشكل عام، تتطور محولات الطاقة الصوتية تحت الماء نحو التردد المنخفض، والنطاق العريض، والطاقة العالية، وصغر الحجم، والمياه العميقة. يعتمد محول الطاقة في المياه العميقة طريقة التنظيف الداخلي للعمل على عمق يصل إلى 11000 متر، ويستخدم اقتران تجويف الزيت الداخلي والأجزاء الهيكلية لتشكيل اهتزاز متعدد الأوضاع، مما يوسع نطاق التردد لمحول الطاقة. يتم تشكيل تجويف متعدد الرنين من خلال فائض الأنابيب المستديرة ذات الأحجام المختلفة، ويمكن تعديل تردد العمل عن طريق تغيير حجم الأنابيب المستديرة للحصول على محول طاقة أوسع.

 

عرض النطاق الترددي هو 200 هرتز ~ 2 كيلو هرتز. قطر ال محول الطاقة المائية تحت الماء 250 مم والطول 500 مم. نطاق التغطية 7 ~ 15 كيلو هرتز، ومستوى مصدر الصوت 200 ديسيبل، وحساسية الاستقبال هي -176 ديسيبل، وعمق العمل تحت الماء 11000 متر. يبلغ حجم محول الطاقة الذي تم تطويره مؤخرًا 240 مم، والطول 420 مم، ونطاق تردد التغطية 1.8 ～ 8.0 كيلو هرتز، واستجابة الإرسال 144 ديسيبل، والتقلب داخل النطاق أقل من 6 ديسيبل. باختصار، غطت محولات الطاقة الصوتية تحت الماء في الخارج نطاق تردد العمل بالكامل، حتى أنها غطت منطقة المياه بأكملها، وشكلت نطاقًا معينًا في الهندسة والتسلسل والتعميم، وهو ما يمثل المستوى المتقدم للصناعة. أجرت معاهد البحوث المحلية والوحدات الأخرى ذات الصلة الكثير من الأبحاث والتجارب، وحققت نتائج معينة. ومع ذلك، لا تزال هناك فجوة معينة في التكنولوجيا الرئيسية وتكنولوجيا المعالجة لمحولات الطاقة الصوتية تحت الماء مقارنة بالدول الأجنبية، لا سيما في المتطلبات المتزايدة للنطاق العريض للغاية، والحجم الصغير، والأداء العالي في الكشف الصوتي تحت الماء التي تتطلب بحثًا متعمقًا. متطلبات التطوير: مع تطور تكنولوجيا تقليل الضوضاء للسفن في مختلف البلدان، تم تقليل مستوى الضوضاء للسفن والأهداف تحت الماء تدريجياً. تستخدم الأسلحة والمعدات تحت الماء مثل الطوربيدات في الغالب محولات الطاقة الصوتية ذات النطاق العريض تحت الماء لتوسيع نطاق الكشف وتحسين الصوتيات المعقدة تحت الماء. تعمل قدرة الكشف ودقة الضرب تحت خلفية الصدى على تعزيز القدرة على التعرف على الهدف تحت الماء. بالإضافة إلى ذلك، ردًا على مختلف القوات البحرية ووكالات الاستخبارات والكيانات الاقتصادية وحتى المنظمات الإرهابية الدولية، غالبًا ما يتم تنفيذ عمليات نشر الضفادع البشرية والمركبات المستقلة تحت الماء (AUVs) والغواصات الصغيرة للاستطلاع والتخريب والانفجارات وعمليات زرع الألغام في عمليات صغيرة النطاق. تم تجهيز الغواصات غير المأهولة التي يتم التحكم فيها عن بعد (ROV) وغيرها من المركبات تحت الماء بمعدات كشف مختلفة لحماية السلامة، ويتم طرح متطلبات محددة للمؤشرات الفنية الرئيسية للسونار الخاص بها. في هذه الورقة، بهدف تلبية متطلبات الكشف الصوتي لفقاعات الاستيقاظ للسفن السطحية، تم تصميم وتطوير نموذج بوظائف الاستقبال والإرسال ذات النطاق العريض للغاية 3 ～ 100 كيلو هرتز، والتي يمكنها إجراء قياس صوتي تحت الماء في الوقت الفعلي لفقاعات الاستيقاظ للسفن بزاوية فتح كبيرة، ويتطلب أن تكون وظائف الاستقبال والإرسال مستقلة عن بعضها البعض. وقابل للتحكم، يجب أن يكون الهيكل العام مضغوطًا، والحجم الفعلي صغيرًا، وسهل التثبيت والاستخدام على ذاكرة ROM صغيرة. مع الأخذ في الاعتبار المتطلبات الفعلية وظروف العمل الفعلية، فإن المؤشرات الفنية الرئيسية لمحول الطاقة الموصوفة في هذه المقالة هي كما يلي: 1) تردد الإرسال هو 3 ~ 100 كيلو هرتز، وتردد الاستقبال هو 1 ~ 100 كيلو هرتز. 2) مستوى مصدر الصوت الانبعاثات ≥ 189dB. 3) تلقي حساسية ≥ -180dB. 4) التقلب داخل النطاق ≥ 6 ديسيبل. 5) عرض الشعاع (أفقيًا) ≥ 90° (-3dB). 6) عرض الشعاع (عموديًا) ≥ 70° (-3dB). 7) عمق الماء العامل ≥ 500 متر. 8) الأبعاد ≥ 350 مم × 150 مم × 250 مم. 9) الكتلة ≥ 10 كجم. من بينها، ROV عبارة عن هيكل كشف صغير، وقدرته الاستيعابية محدودة، لذلك يجب أن يكون محول الطاقة صغيرًا قدر الإمكان، وخفيف الوزن، وسهل التنفيذ في ظل فرضية تلبية مؤشرات الأداء.

 

2 تصميم وتطوير المحولات

 

2.1 تصميم محولات الطاقة وتحليل المحاكاة

ال ينتمي محول الطاقة الأسطواني تحت الماء إلى بنية منفصلة للاستقبال والإرسال. يتم تحقيق نهاية الإرسال باستخدام ثلاثة محولات طاقة ذات هيكل قضيب مركب، ونطاقات التردد المقابلة هي 3 ～ 18 كيلو هرتز، 18 ～ 45 كيلو هرتز، 45 ～ 100 كيلو هرتز؛ يتم تحقيق نهاية الاستقبال باستخدام 2 هيدروفونات من سلسلة حلقات السيراميك الكهرضغطية، ونطاقات التردد هي على التوالي 1-40 كيلو هرتز، 40-100 كيلو هرتز. يتم تعبئة قاعدة محول الإرسال والاستقبال المذكورة أعلاه ككل، وقد تم تصميم حاجز مضاد للصوت في الداخل. بعد أن يتم دمج الحزمة، الكتلة الإجمالية حوالي 9 كجم. الشكل العام للمحول هو مكعب غير منتظم. الحجم الأساسي حوالي 310 مم × 150 مم × 220 مم. يظهر المظهر في الشكل 1. يمكن توصيل الكابل الرئيسي بمعدات إلكترونية خارجية للسونار على شكل موصلات.

 

بهدف تلبية متطلبات الفهرس الفني الرئيسي لمحول الطاقة الصوتية تحت الماء في هذه المقالة، جنبًا إلى جنب مع مخطط التصميم أعلاه، يتم إجراء تحليل محاكاة لأداء الإرسال والاستقبال الخاص به. نظرًا للبنية المعقدة لمحول الطاقة المصمم في هذه الورقة وتغطية نطاق التردد الواسع، فإن طرق التحليل النظرية ليست مناسبة للحساب والمحاكاة. كما نعلم جميعًا، فإن طريقة العناصر المحدودة هي طريقة محاكاة عددية تستخدم على نطاق واسع في الممارسة الهندسية الحالية. استخدم برنامج ANSYS لمحاكاة منطقة المياه الحرة وإنشاء نموذج مبسط لمحول الطاقة. حدد نقطة في وحدة المجال البعيد مباشرة أمام الغطاء الأمامي لحساب ضغط الصوت، ومن ثم يمكن تحويل استجابة جهد إرسال محول الطاقة. في وحدة المجال البعيد، حدد ضغط الصوت في كل اتجاه على مسافة معينة على طول مركز محول الطاقة لحساب الزاوية المفتوحة لاتجاه انبعاث محول الطاقة. نظرًا لأن محول الطاقة القضيبي المركب له تماثل محوري، فقد تم اختيار نموذج العناصر المحدودة لمحول الطاقة ثنائي الأبعاد لتحليل العناصر المحدودة. عند استخدام حساب ANSYS، من الضروري مراعاة تأثير الماء على محول الطاقة. عادةً ما يكون التأثير المكافئ هو كرة الماء، ثم يتم تطبيق الحمل لحساب المحلول. يظهر نموذج محول الطاقة في الماء في الشكلين 2 و3.

 

يمكن أن نرى من الشكلين 2 و3 أن محولات طاقة الإرسال مصممة بنطاق عريض ذو ذروة رنين مزدوج. ترددات الرنين لوحدة 3 ~ 18 كيلو هرتز لمحول الإرسال هي 5 كيلو هرتز، 14 كيلو هرتز، وترددات الرنين للوحدة من 18 إلى 45 كيلو هرتز هي 20 كيلو هرتز، 40 كيلو هرتز، وترددات الرنين من 45 إلى 100 كيلو هرتز، 55 كيلو هرتز. تستخدم وحدة 1-40 كيلو هرتز من الهيدروفون المستقبل حلقة كهرضغطية، ويكون تردد الرنين أحادي الحلقة أكبر من 40 كيلو هرتز لضمان نطاق تردد عمل مسطح. يعمل الهيكل الداخلي المكون من سلسلتين ومتوازيتين على تحسين الحساسية والاستقرار؛ تستخدم وحدة 40-100 كيلو هرتز من الهيدروفون المتلقي مادة مركبة كهرضغطية، وتردد الرنين أكبر من 100 كيلو هرتز لضمان التسطيح في النطاق. في هذا البحث، يتم استخدام معادلة العناصر المحدودة بالشكل MU ¨ + CU · +KU = F (1) حيث: M هي مصفوفة الكتلة؛ C هي مصفوفة التخميد. K هي مصفوفة الصلابة. U هو ناقل الإزاحة العقدي؛ F هو ناقل الحمل. مستوى استجابة جهد الانبعاث TVR هو TVR = 20lg p RV + 120 (2) حيث: p هو ضغط الصوت للعقدة؛ R هي المسافة من العقدة إلى المركز المكافئ لمصدر الصوت؛ V هو الجهد المطبق. استخرج ضغط الصوت p للعقدة على المحور الصوتي في ANSYS، واحسب منحنى استجابة الانبعاثات لمحول الطاقة. في التصميم الفعلي، يتكون جزء الإرسال من محول الطاقة الصوتي تحت الماء من ثلاثة أنواع من محولات الطاقة ذات القضبان المركبة، والتي تحقق انبعاث اتجاهي عريض النطاق وتمنع الإشعاع الخلفي في نفس الوقت. يغطي محول الإرسال نطاق تردد واسع ويستخدم بشكل أساسي لقياس الصوت تحت الماء. يجب أن يكون لديه تسطيح جيد داخل النطاق لضمان دقة القياس الصوتي تحت الماء. في الهندسة، طرق مثل تحسين حجم الرأس المشع لمحول الطاقة، أو التحكم في تحسين الطور لتقليل التقلبات في النطاق، والمقاومة المتسلسلة على كومة السيراميك الكهرضغطية قبل وبعد محول انبعاث الرنين المزدوج (أو 'الإثارة المزدوجة') غالبًا ما تستخدم. ، لتقليل تقلب استجابة جهد إرسال محول الطاقة في نطاق تردد العمل. تتناول هذه الورقة حجم ونوعية محول الطاقة المثبت على ذاكرة القراءة فقط الصغيرة، بالإضافة إلى بنية التثبيت الشاملة، وتعتمد بشكل أساسي طريقة الأدب لقمع التقلب داخل النطاق لمحول الإرسال، أي طريقة ضبط مقاومة المقاوم المطابق. بافتراض أن المقاومة المتسلسلة لمداخن السيراميك الكهرضغطية الأمامية والخلفية داخل محول الإرسال هي R1 وR2، على التوالي، يتم ضبط قيم المقاومة R1 وR2 للتحكم في استواء محول الإرسال في النطاق. من خلال تحليل العناصر المحدودة، تتم محاكاة استجابة الانبعاث لمحول الإرسال تحت قيم مقاومة مختلفة. بأخذ محول الإرسال ذو الرنين المزدوج 18 ~ 45 كيلو هرتز المصمم كمثال، يوضح تحليل المحاكاة أن استجابة الإرسال تختلف مع منحنى قيمة المقاومة كما هو موضح في الشكل 4. يمكن أن نرى من الشكل أن ضبط R1 و R2 يمكن أن يتحكم بشكل أساسي في التسطيح في نطاق التردد لمحول الإرسال. من خلال تحسين المقاومتين R1 و R2، يمكن استنتاج أنه عندما يكون R1=940 Ω ، R2=330 Ω ، فإنه يتمتع بتسطيح أفضل داخل النطاق. (كما هو موضح بالخط المنقط في الشكل 4)، ولا تتغير الاستجابة الإجمالية للبث داخل النطاق كثيرًا،

 

يمكن أن تلبي متطلبات التصميم، جنبًا إلى جنب مع الحجم الفعلي الفعلي ومطابقة مقاومة النطاق العريض، يمكن أن تحصل المحاكاة الشاملة على نتائج محاكاة استجابة جهد المرسل 3 ~ 18 كيلو هرتز، 18 ~ 45 كيلو هرتز و45 ~ 100 كيلو هرتز، كما هو موضح في الشكل 5-7. يمكن رؤيته من التين. 5-7 أن استجابة جهد المرسل لمحول الطاقة لا تقل عن 140 ديسيبل في نطاق التردد، مما يلبي متطلبات المؤشرات الفنية المتعلقة بإدخال التصميم، ويمكن أن يوفر مستوى مصدر صوت أكبر للكشف الصوتي تحت الماء لمسافات طويلة.

يتم تحقيق الجزء المستقبل من محول الطاقة الصوتية المائية من خلال الجمع بين مجموعتين من صفائف الهيدروفونات، كل منها تعتمد سلسلة ومتوازية من حلقات السيراميك الكهرضغطية لتحقيق الاستقبال الاتجاهي. من بينها، يتم تصنيع الهيدروفون بنطاق تردد 1-40 كيلو هرتز على شكل حلقتين من السيراميك الكهرضغطي متصلتين على التوالي. حساسية هيدروفون واحد لا تقل عن -193 ديسيبل، وحساسية هيدروفون بعد توصيل السلسلة لا تقل عن -178 ديسيبل. تظهر نتائج تحليل محاكاة الحساسية في الشكل 8. لا يوجد لدى الهيدروفون اتجاه أفقي (يمكن تطبيق الاتجاه القابل للتعديل)، والاتجاه الرأسي 3 كيلو هرتز حوالي 130 درجة . تظهر نتائج المحاكاة في الشكل 9. ويبلغ الاتجاه الرأسي 40 كيلو هرتز حوالي 73 درجة ، وتظهر نتائج المحاكاة في الشكل 

 

 

11. الجزء المستقبل من الهيدروفون في نطاق التردد 40 ~ 100 كيلو هرتز يعتمد هيكلين من سلسلة حلقات السيراميك الكهرضغطية. تردد العمل يمكن أن يلبي استخدام 40 ~ 100 كيلو هرتز، ولكن الحساسية منخفضة. بعد التوصيل المتسلسل، لا تقل حساسية الهيدروفون عن -180 ديسيبل. نتائج محاكاة الحساسية هي كما هو مبين في الشكل 11. مستوى الهيدروفون ليس له اتجاهية (يمكن تطبيق حاجز لضبط الاتجاهية)، والاتجاه العمودي عند 100 كيلو هرتز حوالي 77 درجة . وتظهر نتائج المحاكاة في الشكل 12

وفقًا لتحليل المحاكاة المعتمد على طريقة العناصر المحدودة، يمكن لمحول الطاقة المدمج المصمم في هذه الورقة تلبية متطلبات مدخلات التصميم من حيث الإرسال والاستقبال، كما يتم استيفاء المؤشرات الفنية الرئيسية.

 

 2.2 تطوير محول الطاقة

النطاق العريض مجتمعة يتم تثبيت محول صوتي كروي تحت الماء على ذاكرة قراءة فقط (ROM) صغيرة للاستخدام. على أساس تلبية احتياجات الكشف الصوتي واسع النطاق، فإنه يركز على التصميم الصغير الحجم وخفيف الوزن. في هذه الورقة، جنبًا إلى جنب مع تصميم الهيكل العام لذاكرة ROM صغيرة، يظهر محول الطاقة النهائي المطور في الشكل 13. يظهر هيكل التصميم المحدد في الشكل 14. يغطي محول الطاقة الصوتي المدمج تحت الماء عريض النطاق المصمم والمطور في هذه الورقة نطاق تردد الإرسال من 3 إلى 100 كيلو هرتز، ونطاق تردد الاستقبال من 1 إلى 100 كيلو هرتز، والكتلة الإجمالية للجسم المادي هي 9.4 كجم (في الهواء، بما في ذلك الدعامة وكابل التوصيل)، والحجم هو 328.5 مم × 140 مم × 240 مم، وهو أصغر من متطلبات الحجم والجودة في مدخلات التصميم، مما يقلل من متطلبات سعة حمل ذاكرة القراءة فقط. تتم مطابقة محول الطاقة وتثبيته على جسم ROM، ويظهر الكائن الفعلي بعد التثبيت في الشكل 15. ويمكن استخدام نتائج تحليل المحاكاة كمدخل مرجعي للتصميم، ولكن في عملية التطوير والتصحيح الفعلية اللاحقة، يجب تعديلها وفقًا لحالة القياس الفعلية لتلبية متطلبات الاستخدام الفعلي.

 

3 اختبار تجريبي

يعتمد جزء الإرسال من محول الطاقة الصوتي تحت الماء المدمج عريض النطاق على 3 وحدات رأسية لتشكيل نطاق تردد عمل يغطي 3 ~ 100 كيلو هرتز، ويعتمد الجزء المتلقي وحدتين مستقلتين لتشكيل نطاق تردد عمل يغطي 1 ~ 100 كيلو هرتز. يتم اعتماد التخطيط العام للإرسال عند كلا الطرفين والاستقبال في المنتصف لضمان زاوية فتح محول الطاقة. تم تصميم حاجز مضاد للصوت داخل محول الطاقة لتقليل الانعكاس الداخلي وتراكب الإشارة الصوتية. في الوقت نفسه، يتم اعتماد آلية دعم قابلة للتعديل في الجزء المتلقي، ويتم تعديل ارتفاع محول الطاقة المتلقي بشكل محدود وفقًا لحالة الاختبار الفعلية لزيادة توسيع زاوية فتح الاستقبال لتجنب انسداد وانعكاس غلاف محول الطاقة وجسم ROV. بعد اكتمال التطوير، من أجل الحصول على أداء العمل الفعلي لمحول الطاقة، والذي يختلف عن طريقة اختبار جهاز الإرسال والاستقبال المستقل المستخدمة عادة في المختبر، يتم استخدام اختبار مؤشر الأداء الصوتي الشامل لمحول الطاقة هنا. أي أنه بعد تثبيت الكل على ROV، يتم إجراء اختبار خزان محول الطاقة في ظل محاكاة ظروف العمل الفعلية لمزيد من التأكيد على أن محول الطاقة مثبت على ROV ويتأثر بهيكل ROV، وذلك للحصول على حالة العمل الفعلية لمحول الطاقة. معلمات الأداء الحقيقية. تم إجراء اختبار شامل في حوض عديم الصدى للتحقق من تحقيق مؤشرات الأداء الخاصة به. ظروف اختبار بركة المياه كاتمة للصدى. درجة حرارة الغرفة المحيطة هي 25 درجة مئوية ، وطول كابل الاختبار 3 أمتار، وعمق الماء 3 أمتار، ودرجة حرارة الماء المحيط 20 درجة مئوية ، ومقاومة العزل 500 متر أوم ، والسعة الثابتة 51000 pF، ومسافة الاختبار 6.2 متر. تظهر نتائج القياس الفعلية في الأشكال 16

 

 

يتم استخدام ROV لتركيب محول طاقة صوتي مدمج عريض النطاق تحت الماء لإجراء كشف صوتي عريض النطاق تحت الماء لفقاعات الاستيقاظ الخاصة بالسفينة السطحية، والحصول على الخصائص الصوتية ذات الصلة لفقاعات الاستيقاظ والحجم المادي للاستيقاظ. وفي اختبار البحيرة المحدد، تم استخدام السفينة السطحية للقيام بملاحة مباشرة عالية السرعة على سطح الماء. كان طول السفينة 7.5 مترًا وعرضها 3 أمتار وكان غاطسها 0.35 مترًا. كانت مروحة المحرك الخارجي على عمق 0.8 متر تحت الماء. منطقة مياه الاختبار هي منطقة مفتوحة من البحيرة، متوسط ​​عمق المنطقة 35 مترًا، وسرعة السفينة 10 عقدة عند تجاوز نقطة القياس. تم تجهيز ROV بمحول طاقة صوتي مدمج واسع النطاق تحت الماء (في هذه المقالة للقياس المستمر). في القياسات المتكررة، يتم استخدام مجموعات ترددات صوتية مختلفة للكشف، ويتم الحصول على نتائج قياس توزيع فقاعة الاستيقاظ، كما هو موضح في الشكل

 

 

ويتبين من الشكل 18 أن القياس الفعلي لحجم فقاعة أعقاب السفينة يتركز في الكثافة العالية البالغة 10-20 ميكرومتر . تتوافق نتيجة القياس مع أعلى كثافة لعدد الفقاعات في أعقاب الأدبيات بنصف قطر 10-20 ميكرومتر ، مما يثبت أن محول الطاقة. يلبي الجهاز متطلبات الاختبار في بيئة العمل الفعلية. في الوقت نفسه، يتم استخدام محول الطاقة للقياس المستمر لطبقة فقاعة الاستيقاظ التي تتشكل بعد إبحار السفينة السطحية، ووفقًا لمعلومات كثافة الهدف الصوتي لفقاعة الاستيقاظ التي تم الحصول عليها، جنبًا إلى جنب مع البيئة الصوتية الحالية تحت الماء (مثل سرعة الصوت وعمق الماء وما إلى ذلك) والبيانات السابقة (مثل حساسية محول الطاقة، وكسب دائرة مستوى مصدر صوت الانبعاث، وما إلى ذلك)، المقدرة وفقًا لخوارزمية المعالجة المقابلة، والحصول على منحنى قوة الفقاعة مع العمق والوقت كما هو موضح في الشكل 19. يمكن أن نرى من الشكل 19 أن تبلغ مدة فقاعة الاستيقاظ حوالي 173 ثانية، والقياس الفعلي لسمك فقاعة الاستيقاظ الأوسط هو 1.46 متر، وهو ما يتوافق بشكل أساسي مع الصيغة التجريبية المقدمة من صيغة حساب الاستيقاظ التقليدية. باختصار، من خلال اختبار القياس الشامل في المجمع عديم الصدى، تظهر نتائج القياس أن الأداء الفعلي لمحول الطاقة يتوافق بشكل أساسي مع نتائج المحاكاة. يتم تثبيته على منصة ROV ويتم التحقق منه من خلال اختبار الملاحة الفعلي في البحيرة. تظهر نتائج الاختبار أن محول الطاقة يغطي نطاق تردد واسع، وله هيكل صغير، ونتائج القياس متوافقة بشكل أساسي مع الصيغ التجريبية. بيانات القياس موثوقة ويمكن أن تلبي متطلبات فقاعات إيقاظ السفينة السطحية.

 

 4 الاستنتاج

 

 تقترح هذه الورقة طريقة مدمجة لتصميم محول الطاقة، مع نطاق تردد تشغيل عريض النطاق من التردد المنخفض إلى التردد العالي، والذي يتميز بأن طرف الإرسال يمكن أن يغطي 3 ~ 100 كيلو هرتز، ويغطي طرف الاستقبال 1 ~ 100 كيلو هرتز، وزاوية الفتح لا تقل عن 70 درجة ؛ اعتماد تخطيط جهاز إرسال واستقبال منفصل، الإرسال في كلا الطرفين، الاستقبال المركز في المركز، تصميم هيكل الحاجز الصوتي الداخلي؛ يتم دمج المكونات الداخلية لمحول الطاقة وإخراجها من خلال موصل مانع لتسرب الماء، مما يقلل من تعقيد التوصيلات الخارجية؛ من خلال هيكل الدعم المركزي لمحول الطاقة، يمكن تعديل مركز الثقل العام لمحول الطاقة، وهو مناسب لتكييف وتركيب المركبات الصغيرة تحت الماء مثل ROV؛ التصميم المفتوح لمحول الطاقة، والحمل الميكانيكي من خلال الدعامة المعدنية، يقلل من محول الطاقة بأكمله. تعمل جودة الجهاز وحجمه على تحسين الملاءمة. يتميز محول الطاقة هذا بمزايا نطاق تردد العمل الواسع وزاوية الفتح الأكبر والوزن الخفيف في ظل قيود الحجم الصغير. وقد تم تطبيقه بنجاح على ذاكرة قراءة فقط صغيرة، مما يحل مشكلة الاختبار الصوتي تحت الماء واسع النطاق على منصة ذاكرة قراءة فقط صغيرة. لها قيمة عسكرية ومدنية عالية.