Akustisk vektortransducerteknologi har tiltrukket sig stor opmærksomhed fra den akustiske undervandsindustri

De undervandsvektortransducer er sammensat af en traditionel ikke-retningsbestemt lydtryksensor og en dipol-rettet punktvibrationshastighedssensor. Den kan samtidig måle lydtrykket i et punkt i lydfeltet og flere ortogonale komponenter af partikelvibrationshastigheden. Amplitude- og faseinformationen gav nye ideer til løsning af nogle akustiske undervandsproblemer. På grund af dens faktiske og potentielle tekniske anvendelsesværdi har den akustiske vektorsensorteknologi, der er relateret til dette, tiltrukket sig stor opmærksomhed fra undervandsakustikmiljøet i de sidste ti år. Denne artikel forsøger at opsummere udviklingshistorien, status quo og nogle forskningsfremskridt inden for akustisk vektorsensorteknologi inden for fysisk fundament, ultralydssensordesign og produktion og relaterede tekniske applikationer i de sidste halvtreds år.

Som en ny type undervands akustisk måleudstyr, er akustisk vektortransducer kan ikke kun måle den mest almindelige skalar fysiske størrelse i lydfelt-lydtrykket, men også direkte og synkront måle væskemediepartikels vibrationshastighedsvektor i det kartesiske koordinatsystem på samme punkt i lydfeltet. Følgende x,,,: aksial projektionskomponent, almindeligvis brugt i form af tre-komponent og to-komponent. I strukturen er den sammensat af en traditionel ikke-retningsbestemt lydtryksensor og en dipol-rettet partikelhastighedstransducer. Partikelhastighedstransduceren er kernekomponenten, og dens følsomhed og arbejdsstabilitet begrænser lydvektoren. Design, produktion, forarbejdning, montering, kalibrering og brug af sensorer og mange andre links.

Selvom dette papir refererer til denne type sensor som en akustisk vektortransducer, har den forskellige navne herhjemme og i udlandet. For eksempel refererer Rusland til partikelvibrationshastighedstransduceren som en vektorer-modtager, og den akustiske vektorsensor Det kaldes en sammensat modtager (conlbinederceiver); i USA kaldes lydvektortransduceren også for en lydtryk-hastighedssensor (presure-veloeity sensororp), og nogle kaldes en lydintensitetssonde. De vigtigste anvendelsesområder for akustisk vektorsensorteknologi kan dække akustisk advarsels-ekkolod under vand, ekkolod med bugseret linie, konformt flanke-array-ekkolod, minelydsrør, torpedo-detektions-ekkolod, multistatisk ekkolod, navigationspositionering og distribution af undervandsfartøjers sensornetværk osv. I aeroakustik kan akustiske vektor-slagfeltsdetektions-alertere og helste-transducere detektere fly, støjkildeidentifikation og lydintensitet, lydeffektmåling osv. Derudover er der elektromagnetiske vektortransducere, hvis signalbehandlingsform ligner den for undervandslyd.

Akustisk vektortransducerteknologi er et af de forskningsfokus, der har tiltrukket sig stor opmærksomhed fra undervandsakustikmålingsindustrien i de seneste ti år. Fra de klassiske artikler udgivet af amerikanske forskere i midten af ​​1950'erne om brugen af ​​inertisensorer til direkte at måle vibrationshastigheden af ​​partikler i vand, til den vellykkede udvikling af akustiske vektorsensorer af forskere i det tidligere Sovjetunionen i 1970'erne og 1980'erne. (komposit hydrofon) Forskningen i marin miljøstøj blev udført, og det var først i 1990'erne, at forskningsboomet inden for akustisk vektorsensorteknologi gradvist opstod.

I 1991 udgav russiske forskere verdens første monografi om akustisk vektorsensorteknologi 'akustisk vektorfasemetode, som udførligt diskuterede principperne og anvendelserne af akustisk vektorsensorteknologi. The American Journal of Acoustics, Vol. 89, nr. 3, 1991 Og den anden udgave af bind 90 af 90, publiceret af artiklerne om sensoren i United States, the United States, the schostic 3, the United States. situationen er aldrig sket før. De potentielle militære anvendelsesmuligheder for denne teknologi har fået US Naval Research Agency (ONR) ) I 1995 sponsorerede han Acoustic Society of America til at afholde et symposium om akustisk vektortransducer og udgav en samling af essays med titlen 'Acoustic Particle Vibration' som afspejler den nuværende ydelse af hastighedssensorer i American . Forskningstendenser, men indtil videre er det stadig et af de mest værdifulde referencematerialer på dette område, og det har også i høj grad fremmet forskningen på dette område. I 1997 udgav en russisk forsker monografien 'Composite Underwater Acoustic Receiver' s1, der specifikt diskuterede design, produktion og kalibrering af akustisk vektor.

I 2001 afholdt US Naval Underwater Warfare Center (NUWC) et seminar om retningsbestemt akustisk transducer og inviterede russiske lærde til at deltage for første gang. I 2002 etablerede OCEANS of IEEE et særligt netværk af 'Sound Particle Vibration Velocity Sensors', som dækker design, produktion og eksperimenter med lavfrekvente og højfrekvente lydvektortransducer , og udførelsen af ​​fælles information om lydtryk og lydpartikelvibrationshastighed i matchende feltbehandling osv. Disse afspejler alle den seneste forskningssituation. 'Ocean Vector Acoustics' udgivet i 2003 udviklede forskningen i egenskaberne af lydtrykskalarfeltet for marin miljøstøj og foreslog et komplet sæt metoder baseret på akustiske vektortransducere såsom marine eksperimenter, databehandling og teoretisk analyse. Selvom designideerne til en moderne akustisk vektortransducer baseret på inertisensorer og prototyper af produktionsprøver først dukkede op i USA, under aktivt initiativ og promovering af Rzhevikn og Zakharov, er Rusland nødt til at gøre fremskridt i den grundlæggende forskning og anvendelsesforskning af akustisk vektorsensorteknologi. Det er længere, og det blev vurderet som en af ​​de ti bedste akustiske undervandsteknologier i Rusland i det 20. århundrede.

Relateret husligt arbejde kan spores tilbage til forskningsarbejde med lydtrykgradient-hydrofon og dobbelt hydrofon-lydintensitetsmåling i begyndelsen af ​​1990'erne. Men den mere dybdegående forskning begyndte efter 1998. Songhua Lake-eksperimentet i 1998 og Dalian-søforsøget i 2000 var de første to felteksperimenter på akustisk vektortransducerteknologi i Kina, efterfulgt af Reservoir-eksperimentet i 2002 og Det Østkinesiske Hav i 2003. Forfatteren har æren af ​​at deltage i disse eksperimenter.