Hydroakustický měnič je zařízení, které vzájemně přeměňuje akustickou energii a elektrickou energii. Poloha v sonaru je podobná anténě v rádiu, akustickém systému, který vysílá a přijímá zvukové vlny v mořské vodě. Piezoelektrický ultrazvukový měnič, ve kterém se akustická energie přeměňuje na elektrickou energii, se nazývá přijímač nebo hydrofon; převodník, který přeměňuje elektrickou energii na akustickou, se nazývá vysílač. Některé sonary používají k vysílání a příjmu zvuku stejný převodník; jiní používají samostatné emitory a hydrofony.
Charakteristika převodníku
Výkon hydrofonu se týká především citlivosti a směrovosti. Přijímací odezvou hydrofonu je přijímací citlivost.
Převodníkový hydrofon
Hydrofon je obvykle akusticko-elektrické lineární konverzní zařízení, které má škálovací faktor mezi napětím, které produkuje, a akustickým tlakem zvukového pole. Tento faktor měřítka se nazývá odezva převodníku. Odezva příjmu (citlivost příjmu) hydrofonu je koncové napětí hydrofonu generované rovinnou vlnou akustického tlaku jednotky (před umístěním hydrofonu do pole). Obvykle je přijímací odezva reprezentována odezvou otevřeného obvodu, ve které není hydrofon připojen k zátěži. Obvykle se odezva příjmu zaznamenává v decibelech, referenční úroveň je 1 dynes/cm2 a akustický tlak je 1V a zapisuje se v dB. Odezva vysílače na proud udává axiální vzdálenost v obrazci paprsku, když je jednotkový proud injektován do vysílače. Akustický tlak generovaný ve vzdálenosti 1 m. Emisní odezva se obvykle vyjadřuje v decibelech. Referenční hladina je akustický tlak generovaný v referenční vzdálenosti při vstřikování proudu emitoru a je zapsán v dB. Obvykle se referenční vzdálenost vztahuje na 1 m od zdroje zvuku; pokud je referenční vzdálenost 1 kód, plus 20log39.4/36, tj. +0.87dB korekce, transformuje odezvu vysílání. Je to úroveň zdroje zvuku.
Směrovost:
Hydrofony téměř vždy používají ve svých aplikacích pole hydrofonů. Pole hydrofonů mají vyšší poměr signálu k šumu než jednotlivé součásti hydrofonů, protože je lze použít z izotropních nebo několika identických šumů. Signál sady piezoelektronek přichází ze směru, na který ukazuje pole, je extrahován, to znamená, že index směrovosti je parametr přijímací akustické vlny používaný k měření schopnosti pole hydrofonů extrahovat signály ze šumu pomocí vzoru paprsku. Je to počet decibelů, ve kterých je poměr signálu k šumu na výstupu směrového hydrofonu vyšší než poměr signálu k šumu na výstupu nesměrového hydrofonu.
Metoda kalibrace Aby byl zajištěn výkon podvodního akustického zařízení a potřeba přenosu hodnot, musí být hydrofon a vysílač zkalibrovány. Kalibrace akustických piezoelektrických trubic je funkcí frekvence a směrovosti odezvy měniče. V současnosti existuje velké množství metod pro měření odezvy převodníků. shrnutí kalibračních metod sestavených Naval Ordnance Laboratory TF Johnston na základě literatury. Tyto metody mají své výhody a nevýhody pro různé velikosti měničů a frekvenční rozsahy.
Převodní materiály a akustické materiály Piezoelektrická keramika PZT se vyvíjí směrem k industrializaci. Doposud se jako voda používala piezoelektrická keramika zirkonát titaničitan olovnatý (PZT). Stále dominuje materiál měniče akustického měniče. Piezoelektrická keramika PZT vyvinutá China Institute of Acoustics, běžně používané modely jsou PZT-4 (vysílač s přijímačem a dvojí použití), PZT-5 (přijímací typ) a PZT-8 (typ s vysokým výkonem) a jejich výkon může splňovat různé podvodní zvuky. Potřeby převodníku jsou srovnávány s potřebami zahraničí. Převodní materiály a akustické materiály Piezoelektrická keramika se vyvíjí směrem k industrializaci. Piezoelektrická keramika zirkoničitan titaničitý (PZT) je zatím stále na prvním místě jako materiál přenášející energii pro podvodní akustické měniče. Piezoelektrická keramika PZT vyvinutá China Institute of Acoustics, běžně používané modely jsou PZT-4 (vysílač s přijímačem a dvojí použití), PZT-5 (přijímací typ) a PZT-8 (typ s vysokým výkonem) a jejich výkon může splňovat různé podvodní zvuky. Jsou to potřeby převodníku, jeho úrovně a cizí fáze piezoelektrický trubkový převodník d33 je měřicí přístroj vyvinutý v piezoelektrickém keramickém měření, který byl propagován více než 100 domácími, a upravil standardní národní standard pro metodu statického piezoelektrického napětí konstantního měření.Hydroakustické materiály zahrnují především pohlcování zvuku, protihlukové, zvukové a zvukové izolační materiály a další materiály pro tlumení vibrací, V tomto ohledu společnost zřídila první podvodní testovací zařízení pro akustické pulzní trubice, zařízení pro testování modulu Fuyang a komplexního smykového modulu, a je vybavena zařízením s proměnnou teplotou a tlakem a systémem zpracování dat mikropočítačem a systémem měření vysokých akustických charakteristik. V oblasti materiálů pohlcujících zvuk byly vyvinuty dva druhy vody. Jedná se o materiál pohlcující zvuk a tři druhy struktury pohlcující zvuk: plochý typ s paralelním kanálem, čtvercový vrchol a plochý rezonanční typ, které mohou splňovat požadavky různých frekvenčních pásem. Plochý hrot pohlcující zvuk byl široce používán ve velkých a středně velkých tlumičích v Číně a koeficient odrazu akustického tlaku je menší než 10 % ve frekvenčním rozsahu 8 až 100 kHz. Kromě toho se v různých inženýrských projektech široce používá zvuk propustná pryž typu T801 ~ T808, vulkanizace za pokojové teploty litého typu, vysokofrekvenční zvuková absorpce a zvukopropustné materiály, obložení s vysokou zvukovou absorpcí, tlumení zvukové absorpce a tlumící materiály typu tmelu. Řada modulů pro simulaci ultrazvuku a řada modulů pro ultrazvukovou simulaci vyvinutá společností Supervision státní ultrazvukový diagnostický nástroj pro diagnostiku lidského těla je standardním lékařským diagnostickým nástrojem společnosti Bureau pro medicínu. lékařství.
Hydroakustický měnič a pole
Nejběžnější podvodní akustické měniče jsou typu s plochým pístem, typu s podélným vibrátorem, kruhového kalibračního typu a zakřiveného typu. Čína umí navrhovat a vyrábět různé převodníky, které splňují potřeby strojírenství a úroveň je srovnatelná se zahraničím.
(1) Vysokovýkonný vysílací převodník Získá se emisní převodník s vysokou hustotou (vložený válcový převodník) prstence a získají se vědecké a technologické úspěchy Čínské akademie věd. Mezi nimi získala patent na užitný vzor 'piezoelektrická prstencová elektroda'. Převodník je prvním hlubokomořským širokopásmovým připojením v Číně. Vysoce výkonný podvodní akustický emisní snímač se používá k průzkumu mořské vody v mořské oblasti. Tato technologie byla úspěšně použita v akustických systémech, jako jsou podvodní akustické přijímače, podvodní polohovací rychloměry a analogové cíle. (2) ohybový měnič Vibrace a zvukové záření ohybového měniče typu lucerny byly studovány a analyzovány metodou konečných prvků a výsledky byly široce aplikovány na sonarové zařízení. Na základě toho byl také studován převodník konkávního ohybu. Ve srovnání se stávajícími konvexními ohybovými snímači typu lucerny ve světě má tento snímač vyšší citlivost a objemovou rychlost a je odolný proti statickému tlaku. Tato struktura může zejména dosáhnout vysokého širokopásmového připojení pomocí multimodové vibrace. Charakteristiky si velmi pochvaluje zahraniční vodní akustika. (3) Výzkum piezoelektrického kompozitního hydrofonu a rockového měniče s použitím sendvičového kompozitního piezoelektrického materiálu PZT (3-3), hodnota piezoelektrické konstanty gh je vysoká a hodnota dh × gh je velká a vibrační režim je lepší. Jednoduchý a snadno přizpůsobitelný charakteristikám horninového masivu se vyvinul do širokopásmového vysoce citlivého hydrofonu a širokopásmového úzkého pulzního rockového ultrazvukového měniče.
Proces převodníku:
Vývoj krystalu piezoelektrického senzoru zahrnuje náročný proces a je často rozhodující pro dosažení nového designu. V kombinaci s výzkumem a vývojem podvodních akustických a ultrazvukových měničů byla vytvořena sada speciálních technologií, jako je proces odlévání a spojování polyuretanové bezsírové zvukopropustné pryže, technologie kompozitního předpětí, série akustických lepidel a technologie lepení s pomalými procesy výroby vlnovodů atd., které se staly mimořádně důležitými technickými prostředky pro výzkumnou práci měničů.
Hubei Hannas Tech Co., Ltd je profesionální výrobce piezoelektrické keramiky a ultrazvukových měničů, který se věnuje ultrazvukové technologii a průmyslovým aplikacím.
