Trykbestandig hydrofon baseret på piezoelektrisk keramisk sfærisk skal

Baseret på trykmodstanden på piezoelektrisk keramisk sfærisk skal selv, en trykbestandig.hydrofon blev designet og fremstillet ved at bruge radialt polet luftbagside piezoelektrisk keramisk sfærisk skal.transducer som akustisk følsomt element. For det første blev de akustiske karakteristika såsom lavfrekvent åbent kredsløb. modtagefølsomhed og vibrationsfrekvens analyseret og simuleret ved finite element-metoden. Derefter blev den trykbestandige ydeevne såsom styrke og stabilitet analyseret, også simuleret med FE-software. Til sidst blev dens akustiske ydeevne og trykmodstand testet. Testresultater viser, at diameteren af ​​den trykfaste hydrofon er 36 mm, og dens arbejdsfrekvensområde er fra 50 Hz til 10 kHz. Lavfrekvent trykfølsomhed er 198:4 dB (0 dB ref 1 V/Pa), støjspektrumniveauet er 46,5 dB ved 1 kHz, og dets arbejdsdybde er 3000 m. Denne trykbestandige hydrofon giver en reference til design af dybvandshydrofoner og har vigtig anvendelsesværdi inden for dybvandsakustik.

 

indledning

 

Siden indgangen til det 21. århundrede har dybhavsforskning og -udvikling fået mere og mere opmærksomhed og er blevet et varmt område for konkurrence mellem landene. Trykbestandige hydrofoner er uundværligt udstyr til dybhavsudvikling. Hertil kommer, med den hurtige udvikling af militær teknologi i forskellige lande, forskelligt undervandsudstyr såsom ubåde, torpedoer, ubemandede undervandsfartøjer (UUV), undervandssvævefly (UUG), undervandsrobotter (ROV), nedsænkelige mål osv. Med stigende dybde skal dette dybvandsudstyr normalt være udstyret med trykbestandige hydrofoner, der kan opfylde deres arbejdsdybder. For at modstå virkningerne af højt hydrostatisk tryk anvender trykbestandige hydrofoner sædvanligvis specielle trykbestandige strukturer eller indre og ydre trykbalancekonstruktioner, såsom trykaflastnings- eller trykkompensationsstrukturer, oliefyldte, overløbsstrukturer osv. Oliefyldte og overløbsstrukturer kan teoretisk modstå det statiske tryk i hele havdybden, de mest almindeligt anvendte og trykbestandige strukturer. hydrofoner. De trykmodstandsdygtige hydrofoner i disse to strukturer bruger generelt piezoelektriske keramiske rør som den modtagende transducer. Denne piezoelektriske keramiske rørhydrofon har fordelene ved simpel struktur og teknologi, men har også fordelene ved lavfrekvent åbent kredsløbsspændingsfølsomhed. Ulemper. Det radialt polariserede piezoelektriske rør er slidt for at forbedre modtagefølsomheden, men det indsnævrer også arbejdsfrekvensbåndet, som kun er 10/200 Hz. Hvis modtagefrekvensbåndet for den piezoelektriske keramiske rundrørshydrofon er tæt på sin resonansfrekvens, selvom følsomheden kan forbedres, vil dens arbejdsfrekvensbånd være stærkt begrænset, og fladheden af ​​følsomhedskurven vil gå tabt. Ud over piezoelektriske rundrørstransducere er piezoelektriske sfæriske skaltransducere også almindeligt anvendte modtagetransducere til akustiske trykhydrofoner. Den piezoelektriske sfæriske skaltransducer har mange fordele, såsom simpel struktur og proces, høj følsomhed, god omnidirektionalitet og båndbredde af arbejdsfrekvens. Endnu vigtigere er det, at materialets og strukturens egenskaber bestemmer, at selve den piezoelektriske keramiske sfæriske skal har høj modstand. Ud over den oliefyldte eller overløbsstruktur giver dette en anden mulighed for udformningen af ​​trykbestandige hydrofoner, det vil sige brugen af ​​en piezoelektrisk sfærisk skal med luftstøtte som modtagetransducer af den trykmodstandsdygtige hydrofon.

 

1 Akustiske modtagende karakteristika af piezoelektrisk sfærisk skaltransducer

 

 Lavfrekvent modtagefølsomhed

 

Begrænset af form- og forarbejdningsteknologi har piezoelektriske keramiske sfæriske skaller normalt kun én polariseringstilstand: radial polarisering, og de positive og negative elektroder er henholdsvis på den indre og ydre overflade af den sfæriske skal. For en piezoelektrisk sfærisk skaltransducer med en indre radius på a og en ydre radius på b, når den udsættes for et lydtryk p0, hvis frekvens er meget lavere end dens indre frekvens, vil der blive genereret en potentialforskel V mellem de indre og ydre elektroder af den piezoelektriske sfæriske skal. En hydrofons modtagefølsomhed udtrykkes generelt ved frifelts modtagefølsomhed Me. Me er defineret som forholdet mellem tomgangsspændingen ved hydrofonens udgang og frifeltslydtrykket ved hydrofonens position i lydfeltet. Dens decibelform er den frie felts modtagende følsomhed. . Derfor er den lavfrekvente åben-kredsløbsmodtagende spændingsfølsomhed af den luftstøttede piezoelektriske sfæriske skal. Under den forudsætning, at det piezoelektriske materiale er det materiale, der anvendes i denne artikel, når t er konstant, jo større b er, det vil sige, jo større den ydre diameter af den piezoelektriske sfæriske skal er, jo højere er følsomheden; Når b er sikker og t 0,36, er følsomheden den mindste, og dette punkt bør undgås i design; når b er sikker og t <0:36, jo mindre t, det vil sige, jo tyndere den piezoelektriske sfæriske skal er, jo højere er følsomheden.

 

1.2 Resonansfrekvens

 

Til en tynd piezoelektrik sfærisk undervands akustisk transducer , dens resonansfrekvens i luft. Det kan ses, at resonansfrekvensen af ​​den tynde piezoelektriske sfæriske skal kun er dens gennemsnitlige radius r og tætheden af ​​materialet s, Youngs modul Y E11 Det er relateret til Poissons forhold, hvilket svarer til at simplificere det til en sfærisk skal af isotropisk elastisk materiale. Det kan ses, at når det piezoelektriske materiale bestemmes, jo større den gennemsnitlige radius r af den sfæriske skal er, jo højere er resonanspunktet og jo bredere er arbejdsbåndbredden. Når den er i vand, vil dens resonansfrekvens på grund af den øgede strålingsimpedans af den piezoelektriske sfæriske skaltransducer være lidt lavere end resonansfrekvensen i luft. Når den piezoelektriske sfæriske hydrofon bruges til lavfrekvent modtagelse, for at sikre fladheden af ​​dens følsomhed, er dens arbejdsfrekvens langt væk fra dens resonansfrekvens. I teknik er det generelt påkrævet, at dens resonansfrekvens er mindst 5 gange den øvre grænsefrekvens for dens funktion.

 

 

 

2 Analyse af trykmodstandsydelse af piezoelektrisk sfærisk skaltransducer

 

Svigttilstande af trykbestandige strukturer omfatter hovedsageligt styrkesvigt, stivhedssvigt, stabilitetssvigt og korrosionssvigt. For hydrofoner med stor dybde er belastningen, den bærer, hovedsageligt eksternt vandtryk, og dens fejltilstande er hovedsageligt styrkesvigt og stabilitetssvigt. De to fejlsituationer for den piezoelektriske sfæriske skaltransducer er diskuteret nedenfor.

 

2.1 Styrkesvigt analyse

Styrkesvigt refererer til det fænomen, at irreversibel deformation eller brud opstår, efter at den maksimale spænding i beholderen overskrider flydegrænsen, hvilket får beholderen til at miste sin bæreevne. Svarende til styrkefejlen er det maksimalt tilladte tryk for den piezoelektriske sfæriske skaltransducer. Ifølge den momentfrie teori om den roterende skal vil den sfæriske skal under påvirkning af det ydre tryk p producere aksial trækspænding z og bøjletrækspænding, og de to har samme værdi. Blandt dem er D0 uden for den sfæriske skal Diameter, enheden er mm; er tykkelsen af ​​den kugleformede skal, enheden er mm. I henhold til teorien om maksimal hovedspænding skal den trykfaste strukturkonstruktion være opfyldt. Blandt dem er den tilladte stress. Ifølge mit lands nationale standard GB 150.3, for materialestandarden normal temperatur flydespænding Rel, er sikkerhedsfaktoren ns = 1:5. Den normale temperaturflydespænding for det piezoelektriske keramiske materiale P-51, der anvendes i den piezoelektriske sfæriske skal, er Rel = 137:9 MPa, så den tilladte spænding af materialet [] = Rel/ns = 91:9 MPa. Ved at erstatte parameteren t kan det maksimalt tilladte tryk af den piezoelektriske sfæriske skaltransducer opnås, da det er let at vide, at jo større forholdet t mellem den sfæriske skaltykkelse og den ydre diameter er, desto stærkere er den piezoelektriske sfæriske skals styrke og trykmodstandsevne.

 

2.2 Analyser af stabilitetsfejl

Stabilitetssvigt refererer til det fænomen, at beholderen skifter fra en stabil ligevægtstilstand til en anden ustabil tilstand under påvirkning af ekstern belastning, og dens form ændres pludseligt og mister sin normale arbejdsevne. Svarende til stabilitetsfejlen er det tilladte kritiske ustabilitetstryk af den piezoelektriske sfæriske skaltransducer. Ifølge teorien om lille deformation har det kritiske ustabilitetstryk pcr af den sfæriske skal under ekstern kraft en stor fejl for denne formel, så en stor sikkerhedsfaktor bruges ofte til at kompensere. I henhold til GB 150.3 tages stabilitetssikkerhedsfaktoren til m = 14:25, så det tilladte kritiske tryk for periferiel ustabilitet [p] = pcr/m. Ved at erstatte parameteren t på samme måde er det tilladte kritiske tryk for periferisk ustabilitet af den piezoelektriske sfæriske skaltransducer let at kende. Når det piezoelektriske materiale bestemmes, jo større forholdet t mellem den sfæriske skaltykkelse og den ydre diameter er, jo større er trykket. Stabiliteten og trykmodstanden af ​​den elektriske kugleskal er stærkere.

 

3 Finite element simulering

Ud fra ovenstående analyse, for følsomheden og arbejdsfrekvensen af ​​den piezoelektriske sfæriske skal, jo større den ydre diameter er, jo tyndere jo bedre; og for dens trykmodstand, jo mindre den ydre diameter er, desto tykkere er tykkelsen. det er godt. Det vil sige, at den akustiske ydeevne og trykmodstandsevnen er indbyrdes modsatrettede. I betragtning af kravene til akustisk ydeevne og trykmodstand såvel som vanskeligheden og omkostningerne ved sfærisk skalbehandling (normalt jo større ydre diameter, jo større tykkelse, jo større bearbejdningsbesvær og jo højere omkostninger), er den ydre radius af designsfæriske skal b = 15 mm, tykkelse = 3 mm. Det piezoelektriske materiale, der anvendes i den sfæriske skal er P-51, dets piezoelektriske koefficient g33 = 25: 6 10 3 V m/N, g31 = 9: 6 10 3 V m/N, densitet s = 7600 kg/m3, Youngs modulus 6: Pa, 10's forhold 6: Pa, 10's = 1 0:36.

 

3.1 Simulering af akustiske karakteristika af piezoelektrisk sfærisk skal

For at verificere rigtigheden af ​​analysen af ​​de akustiske modtagekarakteristika for den piezoelektriske sfæriske skaltransducer, bruges den endelige elementanalysemetode til at modellere og simulere den, og simuleringssoftwaren COMSOL5.4 anvendes.

 

3.1.1 Modtagelse af følsomhedssimulering

Opret først en tredimensionel sfærisk skalstrukturmodel. For at forenkle modelleringsgeometrien og fremskynde løsningen, skaber modellen kun 1/8 piezoelektriske sfæriske skaller og bruger 3 plansymmetribegrænsninger for at opnå en komplet sfærisk skal. Opret et radialt polariseringssystem for piezoelektrisk materiale i sfæriske koordinater og brug materialeparametrene for piezoelektrisk materiale P-51. Indstil grænsebelastningen til 0,1 MPa tryk på den ydre overflade og intet tryk på den indvendige overflade. Ved at udføre frekvensdomæneanalyse løses det som et steady-state problem. Figur 2 viser simuleringsresultaterne af potentialfordelingen af ​​den piezoelektriske sfæriske skal, når den udsættes for et tryk med en frekvens på 500 Hz og et tryk på 0,1 MPa.

Ved at erstatte størrelsen og materialeparametrene for den piezoelektriske sfæriske skal i formlen kan det teoretiske åbne kredsløb, når det udsættes for et lavfrekvent lydtryk på 0,1 MPa opnås

Udgangsspændingen er 11.646 V. Det kan ses af figur 2, at når den piezoelektriske sfæriske skal udsættes for et lydtryk på 0,1 MPa@500 Hz, er simuleringsresultatet af dens udgangsspænding 11.632 V, hvilket er i overensstemmelse med den teoretiske værdi. På dette tidspunkt er dens følsomhed 198,7 dB@500 Hz (0 dB = 1 V/ Pa).

 

3.1.2 Resonansfrekvenssimulering

Det følgende bruger også finite element-simuleringsmetoden til at simulere resonansfrekvensen af ​​den piezoelektriske keramiske sfæriske skal, og simuleringsfrekvensbåndet er 1 Hz/200 kHz. Først forenkles materialet i den piezoelektriske sfæriske skal til et isotropisk elastisk materiale, og frekvenssweep-analysen udføres på det, og frekvensresponskurven for dens deformation er vist i figur 3. Ifølge formel (3) er resonansfrekvensen fa af den piezoelektriske sfæriske skal 57 kHz derived i luften. Af fig. 3 kan det ses, at den simulerede værdi af resonansfrekvensen er 58,9 kHz, hvilket grundlæggende stemmer overens med den teoretiske værdi. Det skal bemærkes, at formlen (3) kun er en forenklet beregning for den isotrope tynde sfæriske skal, og det piezoelektriske sfæriske skalmateriale er ikke isotropt, og tykkelsen er relativt tyk, direkte anvendelse af formlen (3) vil have visse fejl. Hvis de komplette parametre for den piezoelektriske keramik erstattes, er frekvensresponskurven for spændingsfølsomheden i åbent kredsløb vist i figur 4. Det kan ses af figur 4, at i 1 Hz 10 kHz frekvensbåndet er følsomhedskurven for den piezoelektriske sfæriske skal, som er meget konsistent med en flad sfærisk skal, 1,7 med en flad følsomhed d,7 med d. den teoretiske analyse. Resonansfrekvensen bliver 72,1 kHz, hvilket er lidt større end beregningsresultatet af formel (3), men det påvirker ikke formlens gyldighed i tekniske applikationer. Da den relevante dæmpningskoefficient for det piezoelektriske materiale ikke kan opnås, sættes fleksibilitetsmatrixtabsfaktoren og den piezoelektriske matrixtabsfaktor i modellen til 0, hvilket fører til simuleringen af, at følsomheden af ​​den piezoelektriske sfæriske skal ved resonansfrekvensen er 155 dB, faktisk burde være mindre end denne følsomhed.

3.2 Simulering af trykmodstandsydelse af piezoelektrisk sfærisk skal

Den teoretiske beregningsformel for trykmodstand i sektion 2 er en forenklet formel, der er opsummeret af hensyn til ingeniørapplikationen, og den faktiske piezoelektriske sfæriske skal. Huller vil blive åbnet på grund af installationsbehov, hvilket kan medføre, at den faktiske trykkapacitet ikke er i overensstemmelse med de teoretiske beregningsresultater. For at opnå trykevnen af ​​den piezoelektriske sfæriske skaltransducer så nøjagtigt som muligt, blev den statiske struktursimulering og egenværdiknækningssimuleringen udført henholdsvis gennem finite elementanalysesoftwaren Workbench.

 

3.2.1 Strukturel statisk simulering

Strukturel statisk simulering kan opnå spændingsfordelingen i hele strukturen, når strukturen er under belastning. Derfor er den maksimalt tilladte spænding af det kendte materiale

Det maksimalt tilladte tryk, den kan bære, kan simuleres. Der etableres en tredimensionel model af den sfæriske skal, og monteringshullerne sættes på den sfæriske skalmodel. Adopter den sfæriske skal

Heksaedermetoden bruges til at opdele gitteret, og rulleunderstøtninger sættes på den cylindriske overflade og det nedre plan af monteringshullet, og der påføres tryk på den ydre overflade af den piezoelektriske sfæriske skaltransducer.

Ændr konstant størrelsen af ​​trykket, og udfør strukturel statisk analyse på det. Simuleringen viste, at når trykket på den ydre overflade når 28 MPa, vil det piezoelektriske

Den maksimale spænding af den sfæriske skal er 151 MPa, og dens spændingsfordeling er vist i figur 5 (For at lette observationen af ​​den indre spænding skæres den piezoelektriske sfæriske skal langs centerlinjen for at vise

Vise). Det skal bemærkes, at den maksimale spænding kun forekommer ved filetens grænselinje på monteringshullet, og den maksimale spænding på de resterende andre steder er mindre end dette

Den sikre tilladte spænding af det piezoelektriske materiale er 91,9 MPa, så det maksimalt tilladte tryk af den piezoelektriske sfæriske skal kan nå 28 MPa ifølge simuleringen. Og roden

Ifølge formel (6) kan det maksimalt tilladte tryk for den piezoelektriske sfæriske skaltransducer opnås som 36,8 MPa. Det kan ses, at trykstyrken af ​​den sfæriske skal efter perforering er lavere end for den komplette

Den teoretiske styrke af hele den sfæriske skal. I simuleringen overstiger spændingskoncentrationsfænomenet, der opstår nogle få steder ved monteringshullet, den sikkerhedstilladelige spænding, og om det påvirker trykmodstanden af ​​den piezoelektriske sfæriske skal, skal endnu kontrolleres af tryktesten.

 

3.2.2 Egenværdi bukningssimulering

Egenværdiknækningssimuleringen kan opnå knækningstilstandene for tyndskallede strukturer og deres tilsvarende kritiske knæktryk. Et tryk på 1 MPa blev påført den ydre overflade af den piezoelektriske sfæriske skaltransducer, og dens egenværdiknækningsanalyse blev udført. Simuleringsresultaterne viser, at den første ordens knækningstilstand er vist i figur 6, og førsteordens bølgetal n = 4, hvilket er i overensstemmelse med den sfæriske skals ustabilitetskarakteristika. Førsteordens knækbelastningsfaktor er 3379, så dens førsteordens kritiske belastning er 3379 MPa. Da den første orden er den laveste værdi af knækbelastningen, betyder det, at den piezoelektriske sfæriske skalstruktur ikke vil være stabil, før det teoretiske tryk når 3379 MPa. Ifølge formel (7) kan det kritiske tryk for periferisk ustabilitet af den piezoelektriske sfæriske skaltransducer opnås som 2970 MPa, hvilket grundlæggende er i overensstemmelse med simuleringsresultaterne. Resultatet af finite element-simulering viser, at det maksimalt tilladte tryk for den piezoelektriske sfæriske skaltransducer er 28 MPa, og dens kritiske knæktryk er 3379 MPa, hvilket indikerer, at når det eksterne tryk fortsætter med at stige, ændres den piezoelektriske sfæriske skal.

 

4 Udvikling og ydelsestest af sfærisk trykhydrofon

4.1 Udvikling af sfærisk trykbestandig hydrofon

I dette papir, en radialt polariseret luft-backed piezoelektrisk sfærisk skaltransducer bruges som den akustiske modtagende sensor, og en sfærisk trykbestandig hydrofon er designet og fremstillet. Den ydre radius af den piezoelektriske sfæriske skal, der anvendes i den sfæriske trykbestandige hydrofon, er 15 mm, tykkelsen af ​​den sfæriske skal er 3 mm, og det piezoelektriske keramiske materiale, der anvendes til den sfæriske skal, er P-51. Indersiden af ​​den piezoelektriske sfæriske skal er et hulrum, og det yderste lag er indkapslet med et lag lydgennemtrængeligt gummi for at isolere, forsegle og beskytte. Tykkelsen af ​​det lydgennemtrængelige gummi er 3 mm. Det fysiske objekt for en sfærisk trykbestandig hydrofon. Diameteren af ​​hele hydrofonen er 36 mm.

 

 

4.2 Ydelsestest af sfærisk trykhydrofon

 

4.2.1 Modtagelsesfølsomhedstest

Den færdige sfæriske trykbestandige hydrofon placeres i et stående bølgerør, og dens lavfrekvente åben-kredsløbsmodtagefølsomhed testes ved sammenligningsmetoden. Boldfast

Trykhydrofonen og standardhydrofonen hænger i samme højde i det stående bølgerør på samme tid, hvilket ændrer emissionsfrekvensen for lydkilden for stående bølgerør og optager begge på samme tid

Gennem sammenligningsmetoden kan modtagefølsomheden af sfærisk trykbestandig hydrofon opnås. Det anvendte stående bølgerør kan kun producere en kombination af 50 1000 Hz

Grid stående bølge, så målefrekvensbåndet denne gang er 50 1000 Hz. De målte resultater af følsomhedskurven for den sfæriske trykbestandige hydrofon er vist i figur 8. vha.

Testresultatet viser, at følsomheden af ​​den sfæriske trykbestandige hydrofon i 50 1000 Hz frekvensbåndet er omkring 198,4 dB, hvilket grundlæggende stemmer overens med den teoretiske værdi. i

I området 50 1000 Hz overstiger følsomhedsudsvinget ikke 0,5 dB. Det stående bølgerør kan kun kalibreres under 1 kHz. For frekvensbåndet 1 kHz til 10 kHz udføres målingen i en ekkofri tank. Sæt den færdige sfæriske trykbestandige hydrofon og standardhydrofonen i samme position af den ekkofrie tank, brug lydkilden til at afspille enkeltfrekvenssignaler med forskellige frekvenser og brug sammenligningsmetoden til at fuldføre modtagefølsomhedsmålingen. De målte resultater af følsomhedskurven for den sfæriske trykbestandige hydrofon ved 1 kHz og 10 kHz er vist i fig. 9. Det ses af testresultaterne, at følsomheden af ​​den sfæriske trykbestandige hydrofon i frekvensbåndet på 1 kHz og 10 kHz er ca. I området fra 1 kHz til 10 kHz overstiger følsomhedsudsvinget ikke 1,4 dB.

 

4.2.2 Selvstøjstest

 

For at sikre, at hydrofonen kan opfange svage lydsignaler, kræves det, at hydrofonen har en lavere ækvivalent selvstøj. Sfærisk tryk hydrofon

Den placeres i en vakuumtank med elektromagnetisk afskærmning, dæmpning og vibrationsreduktion, og selvstøjstesten udføres på BK-3050 signalopsamlingskortet med ekstremt lav støj.

Det ækvivalente selvstøjspektrum for den sfæriske trykmodstandsdygtige hydrofon er vist i den røde, ubrudte linje i figur 10. Den sorte stiplede linje i figur 10 er den tidligste forskning i havstøj. 0-niveau havtilstandens havbaggrundsstøjniveau opsummeret af Kundson [9]. Ifølge Kundson-kurven er havets baggrundsstøj under havtilstand 0. Lydspektrumniveauet er omkring 44 dB@1 kHz. Det skal bemærkes, at disse data er et forskningsresultat i 1948. I de senere år, som den globale skibsfart

Med den hurtige udvikling stiger havets baggrundsstøj år for år. Den blå stiplede linje i figur 10 er baggrundsstøjens spektrumniveau for Det Sydkinesiske Hav i 2013 ved niveau 0 havforhold Linje, det kan ses, at det ækvivalente selvstøjspektrumniveau for den sfæriske trykbestandige hydrofon er lavere end eller lig med niveau 0 havtilstanden i området 10 1500 Hz. 1500 5000 Hz. Dets tilsvarende selvstøjspektrum ved 1000 Hz. Niveauet er 46,5 dB.

 

4.2.3 Modstå spænding ydeevne test

For at verificere trykmodstandsevnen af sfærisk trykbestandig hydrofon blev en prøve af den sfæriske trykbestandige hydrofon anbragt i en autoklave til en tryktest. For at sikre sikkerheden er testsystemet tryksat med højtryksvand. Ifølge den tidligere analyse er dens sikre trykmodstandskapacitet 28 MPa, hvilket er under 1,5 gange sikkerhedsfaktoren

Det opnåede resultat, det vil sige dens teoretiske ultimative trykevne, er 42 MPa. For at balancere sikkerhed og brugervenlighed, er her afrundet til

30 MPa til test. Under testen skal du først sætte trykket til 30 MPa, holde trykket i 3 timer, slippe trykket og kontrollere hydrofonen; tryk derefter igen til 30 MPa, og gentag testen 3 gange. Der opstod ikke noget væsentligt trykfald under hele tryksætningsprocessen. Efter hver tryksætning kontrolleres hydrofonen, der skal testes. Udseendet er ikke beskadiget. Vejningen er ensartet før og efter testen. Derefter testes følsomheden igen i stående bølgerør. Testresultatet viser, at følsomheden stort set er den samme som følsomheden før tryksætningen. Dette beviser, at den kan modstå 3000 m vandtryk.

 

5 Konklusion

I dette papir bruges en kombination af teoretisk formel og finite element-simulering, og den piezoelektriske sfæriske skalstruktur og materiale har trykmodstandsevnen, og den radialt polariserede luftstøttede piezoelektriske sfæriske skaltransducer bruges som det akustiske modtagende følsomme element. Og lavet en sfærisk trykbestandig hydrofon. Diameteren af ​​den sfæriske trykbestandige hydrofon er 36 mm, arbejdsfrekvensbåndet er 50 Hz 10 kHz, lavfrekvensfølsomheden er 198,4 dB, det ækvivalente selvstøjspektrum er 46,5 dB@1 kHz, og arbejdsdybden er 3000 m. Det luftstøttede piezoelektriske sfæriske skalskema, der anvendes i dette papir, har opnået en vis trykmodstandskapacitet under betingelse af høj følsomhed. Hvis trykmodstandsdybden kontinuerligt skal forbedres, skal følsomheden tabes på bekostning. Denne løsning kan opnå relativt begrænset trykmodstand. Hvis hydrofonen skal opnå en større trykmodstand (såsom fuld havdybde), er det bedre at vælge en oliefyldt eller overløbsløsning.