البحث والتطوير لمحول الطاقة الصوتية تحت الماء (2)

المواد الناقلة والمواد الصوتية:

السيراميك الكهرضغطي PZT نحو التصنيع. يتطور حتى الآن، تم استخدام السيراميك الكهرضغطي من تيتانات زركونات الرصاص (PZT) كمياه. ولا تزال مادة محول الطاقة الخاصة بمحول الطاقة الصوتي هي المهيمنة. السيراميك الكهرضغطي PZT الذي طوره المعهد الصيني للصوتيات، النماذج شائعة الاستخدام هي PZT-4 (جهاز الإرسال والاستقبال والاستخدام المزدوج)، PZT-5 (نوع الاستقبال) وPZT-8 (نوع الانبعاث عالي الطاقة)، ​​ويمكن أن يلبي أدائها أصواتًا مختلفة تحت الماء. تتم مقارنة احتياجات محول الطاقة مع احتياجات الدول الأجنبية. تحويل المواد والمواد الصوتية يتطور السيراميك الكهرضغطي نحو التصنيع. حتى الآن ، لا يزال السيراميك الكهرضغطي من تيتانات الزركون الرصاص (PZT) يحتل المرتبة الأولى كمواد محولة للطاقة لمحولات الطاقة الصوتية تحت الماء. السيراميك الكهرضغطي PZT الذي طوره المعهد الصيني للصوتيات، النماذج شائعة الاستخدام هي PZT-4 (جهاز الإرسال والاستقبال والاستخدام المزدوج)، PZT-5 (نوع الاستقبال) وPZT-8 (نوع الانبعاث عالي الطاقة)، ​​ويمكن أن يلبي أدائها أصواتًا مختلفة تحت الماء. وهي احتياجات محول الطاقة الخزفي الأسطواني ، مستواه والطور الكهرضغطي الكهرضغطي d33 هو أداة قياس تم تطويرها في قياس السيراميك الكهرضغطي ، والذي تم ترقيته لأكثر من 100 محلي ، وتحرير المعيار الوطني القياسي لطريقة القياس الثابت للإجهاد الكهرضغطي الثابت. تشمل المواد الصوتية المائية بشكل أساسي امتصاص الصوت ، والمواد المضادة للصوت ، والمواد العازلة للصوت والصوت ، ومواد تخميد الاهتزاز ومحتويات البحث الأخرى. وفي هذا الصدد، أنشأت الشركة أول معدات اختبار أنبوب النبض الصوتي تحت الماء، ومعامل فويانغ ومعدات اختبار معامل القص المعقدة، وهي مجهزة بجهاز متغير لدرجة الحرارة والضغط ونظام معالجة بيانات الكمبيوتر الصغير ونظام قياس الخصائص الصوتية العالية. في مجال المواد الممتصة للصوت، تم تطوير نوعين من الماء. وهما مادة امتصاص الصوت الصوتية وثلاثة أنواع من هيكل امتصاص الصوت: نوع القناة المتوازية ذات الحافة المسطحة، والنوع المربع ونوع الرنين المسطح، والتي يمكن أن تلبي متطلبات نطاقات التردد المختلفة. تم استخدام طرف امتصاص الصوت المسطح على نطاق واسع في حمامات كاتم الصوت الكبيرة والمتوسطة الحجم في الصين، ومعامل انعكاس ضغط الصوت أقل من 10% في نطاق التردد من 8 إلى 100 كيلو هرتز. بالإضافة إلى ذلك، تم استخدام المطاط النفاذي للصوت من النوع T801 ~ T808، والفلكنة بدرجة حرارة الغرفة من النوع المصبوب، وامتصاص الصوت عالي التردد والمواد النفاذية للصوت، وبطانة امتصاص الصوت العالية، وتخميد امتصاص الصوت ومواد التخميد من نوع المعجون على نطاق واسع في العديد من المشاريع الهندسية. سلسلة وحدات محاكاة الموجات فوق الصوتية وسلسلة وحدات المحاكاة بالموجات فوق الصوتية التي تم تطويرها بواسطة أنسجة الجسم البشري بالموجات فوق الصوتية هي معيار الكشف عن أدوات التشخيص الطبي بالموجات فوق الصوتية الذي أكده مكتب الدولة للرقابة الفنية وإدارة الدولة للطب.

محول الطاقة الصوتية المائية والمصفوفة:

محولات الطاقة الصوتية الأكثر شيوعًا تحت الماء هي نوع المكبس المسطح ونوع القرن الهزاز الطولي ونوع المعايرة الدائرية والنوع المنحني. يمكن للصين تصميم وتصنيع أنواع مختلفة من السيراميك البيزو محول طاقة سيراميك أسطواني يلبي الاحتياجات الهندسية، والمستوى مشابه لمستوى الدول الأجنبية.

(1) محول طاقة عالي الطاقة

تم الحصول على محول الطاقة الانبعاثية عالي الكثافة (محول الطاقة الأسطواني المرصع) للحلقة، وتم الحصول على الإنجازات العلمية والتكنولوجية للأكاديمية الصينية للعلوم. من بينها، حصل 'القطب الحلقي الكهرضغطي' على براءة اختراع نموذج المنفعة. محول الطاقة هو أول نطاق عريض في أعماق البحار في الصين. يتم استخدام محول الانبعاث الصوتي عالي الطاقة تحت الماء لاستكشاف مياه البحر في منطقة البحر. وقد تم تطبيق هذه التكنولوجيا بنجاح في الأنظمة الصوتية مثل أجهزة الاستقبال الصوتية تحت الماء، وعدادات السرعة لتحديد المواقع تحت الماء، والأهداف التناظرية.

(2) محول الانحناء

تمت دراسة وتحليل الاهتزاز والإشعاع الصوتي لمحول الطاقة الانثناءي من نوع الفانوس باستخدام طريقة العناصر المحدودة، وتم تطبيق النتائج على نطاق واسع على معدات السونار. وعلى هذا الأساس تمت دراسة محول الطاقة المقعر المنحني. بالمقارنة مع محولات الطاقة المنحنية من نوع الفانوس المحدب الموجودة في العالم، فإن محول الطاقة هذا لديه حساسية أعلى وسرعة حجمية، ومقاوم للضغط الساكن. على وجه الخصوص، يمكن لهذا الهيكل تحقيق النطاق العريض العالي باستخدام الاهتزاز متعدد الأوضاع. تم الإشادة بالخصائص الصوتية للمياه الأجنبية.

(3) بحث عن المركب الكهرضغطي أنبوب السيراميك الانضغاطي ومحول الطاقة الصخري باستخدام مادة كهرضغطية مركبة PZT (3-3) ، وقيمة gh الثابتة الكهرضغطية عالية ورقم الجدارة dh × gh كبير ووضع الاهتزاز أفضل. بسيطة وسهلة لمطابقة خصائص الكتلة الصخرية التي تم تطويرها إلى هيدروفون عالي الحساسية عريض النطاق ومحول طاقة بالموجات فوق الصوتية الصخور النبضية الضيقة عريض النطاق.

مجموعة محولات الطاقة الصوتية المائية:

(1) '202' صفيف مستوى الضوضاء، الذي يتميز بخصائص عرض النطاق الترددي والحساسية العالية والموثوقية الجيدة لمحول الطاقة الكهروضغطي للأنبوب الكهرضغطي. في نطاق التردد 10 كيلو هرتز، لا يزيد فرق الطور بين العناصر عن ±3 درجة، ولا يزيد فرق السعة عن ±1 ديسيبل.

(2) مجموعة الخطوط المسحوبة. تتكون مجموعة السماعات المائية ذات الخط المسحوب والتي تم تطويرها بواسطة هذا السونار من قسم رئيسي وقسم عزل الاهتزاز وقسم عمل وقسم ذيل. يتكون قسم العمل من هيدروفون مكون من 32 عنصرًا. يتميز الهيدروفون بخصائص عرض النطاق الترددي العالي وحساسية ضغط الصوت العالية وحساسية التسارع المنخفضة وقدرة قوية على مقاومة التداخل.

(3) تستخدم المصفوفة المكونة من ثمانية عناصر من محولات الطاقة الانثناءية خصائص التأثيرات الإشعاعية المتبادلة القوية للنوع الأول من محولات الطاقة الانثناءية (نوع الفانوس) للحصول على مصفوفة اختبار 8 مصفوفة عالية الأداء لتحقيق تردد منخفض (1.5). كيلو هرتز)، طاقة عالية (15 كيلو واط)، نطاق عريض (1 أوكتاف) وكفاءة عالية (> 50%).

(4) في البحث النظري لمجموعة محولات الطاقة، تم اقتراح 'طريقة التقريب الاتجاهي الشامل للاتجاهية'، والتي حققت طفرة في النظرية. على سبيل المثال، باستخدام عناصر صفيف متحمسة بشكل موحد، وتباعد معقول، دون التحكم في شعاع السعة، يمكن قمع ارتفاع الفصوص الجانبية إلى ارتفاع حوالي 0105 فقط؛ باستخدام توجيه شعاع السعة، باستخدام 'النهج التقدمي الشامل الاتجاهي'. تم تحسين الطريقة التقليدية الأصلية بحيث يمكنها موازنة كسب المصفوفة، ويمكن الحصول على أفضل مصفوفة غير متساوية لجميع أنواع المصفوفات، بحيث تكون المصفوفة أضيق تحت نفس مستوى الفص الجانبي ونفس عدد عناصر المصفوفة. الفص الرئيسي وحساسية أعلى للصفيف؛ باستخدام 'التقريب التدريجي' يمكن أيضًا دراسة الاتجاه الفائق واستخدام توجيه شعاع السعة لتدوير الشعاع.

عملية محول: