Tutkimus vedenalaisesta akustisesta muuntimesta sukellusveneviestinnässä

  Sukellusvene älykäs sisältää vedenalaisen akustisen viestinnän.Yksi teknisistä vaikeuksista älykkään merenalaisen putkilinjan kunnossapidon voittamiseksi on älykkäiden vedenalaisen viestintäjärjestelmän toteuttaminen alustan etäkäytön suorittamiseksi. Meriympäristön erityispiirteiden vuoksi käytetään vedenalaista akustista langatonta viestintää. Vedenalainen akustinen viestintäjärjestelmä eroaa perinteisestä langattomasta viestintäjärjestelmästä, ja sen on lähetettävä tietoa erityisen vedenalaisen akustisen kanavan kautta, eli merivesiväliaineen kautta. Merivesiväliaine on erittäin monimutkainen ja vaihteleva. Äänienergian absorptio ja aaltorintaman laajeneminen väliaineen vaikutuksesta etenemisprosessin aikana johtavat signaalin vaimenemiseen; ääniaaltojen sironta ja heijastuminen merenpinnasta ja merenpohjasta johtaa monitieilmiöön; ja epätasaisuudet pietsokeraaminen sylinteri keraaminen anturi . Ja veden alla on paljon häiriökohinaa, mikä vääristää vedenalaista akustista signaalia. Tämän artikkelin päätyö täydentää tiedonsiirtoprosessissa tärkeässä roolissa olevien vedenalaisten akustisten muuntimien tutkimusta ja valintaa ja määrittää signaalien vedenalaisen siirtotaajuuden vesikoekokeiden avulla.

The ultraäänisylinterinen keraaminen muunnin on sähköakustisen energian keskinäisen muuntamisen toteuttava laite, joka voidaan luokitella lähettimeksi ja vastaanottimeksi (tai hydrofoniksi) käytön mukaan. Viestinnän älykäs signaalivirta näytetään. Tämän viestintäjärjestelmän päätutkimuksena on antaa komentotietoja emolaivan tai alustan tietokoneen käyttöliittymästä ja muuntaa digitaalinen signaali analogiseksi signaaliksi modeemin kautta ja lähettää se vedenalaiseen akustiseen muuntimeen tehovahvistuksen sovituspiirin kautta akustiseksi signaaliksi muuntamiseksi. Tärkeänä tutkimussuuntana vesiakustiikan suunnittelussa vedenalaiset akustiset muuntimet ja niiden ryhmät ovat monien eri tieteenalojen kokonaisvaltaista käyttöä, mukaan lukien hydroakustiikka, fysiikka, elektroniikka, mekaniikka, materiaalitiede ja jopa kemia. Sen tutkimus tarjoaa tärkeän teknisen takuun vedenalaisen tiedon luotettavalle siirrolle ja vaihdolle.

Vedenalaisen akustisen anturin tärkeimmät suorituskykyparametrit

Vedenalaisen akustisen anturin tärkeimmät suorituskykyparametrit huomioidaan vedenalaisen akustisen anturin valintaprosessissa (1) Anturin toimintataajuus valitaan luotainyhtälön mukaan tietyissä olosuhteissa ja muita tärkeitä suorituskykyjä. Ilmaisimet, kuten suuntaus, lähetettävän äänen teho ja vastaanottoherkkyys, vaihtelevat taajuuden mukaan. Lähetintä käytetään yleensä resonanssiperustaajuudella korkean tehonsiirron ja korkean hyötysuhteen saavuttamiseksi. Hydrofonien osalta sen odotetaan toimivan taajuuskaistalla tasaisella vastaanottovasteella.

Kaistanleveys Δf ja mekaaninen laatutekijä Qm

Kaistanleveys Δf of Pietsokeraamisilla materiaaleilla on seuraava suhde laatutekijään Qm: 1Qm = Δff0, missä f0 on mekaaninen resonanssitaajuus. Laatutekijä Qm liittyy anturin materiaaliin, rakenteelliseen kokoon, mekaaniseen häviöön ja säteilyn kestävyyteen. Mitä suurempi mekaaninen häviö ja säteilyvastus ja mitä pienempi on ekvivalenttimassa lähellä resonanssitaajuutta, sitä pienempi on Qm ja sitä leveämpi kaistanleveys.

Emissiojännitevaste:

Pietsosylinteriputken jännitevaste Sv on tärkeä parametri, kun mitataan ääniaaltoenergiaa veteen säteilevän äänijärjestelmän suorituskykyä. Se määritellään tietyllä taajuudella, lähettävä anturi (tai anturiryhmä) on poissa määritetystä suunnasta (äänen akselin suunnasta). Tehollisella akustisen keskuksen vertailuetäisyydellä tuotetun vapaan kentän äänenpaineen Pf suhde viritysjännitteeseen rms V anturin sisääntulossa.Sv=Pf(1m)·d0V(Pa·m/v) vertailuetäisyys d0=1m, Sv:n desibeli ilmaistaan emissiojännitteen vastetasona: SvL(Sv)lgreff(Sv) (Sv)ref=1μPa·m/v. Anturissa on muita ominaisuuksia, kuten suuntaus.

Vedenalainen äänianturi, Tutkimuksen ja valinnan jälkeen vedenalaista akustista emissioanturia käytetään vesitestikokeissa. Se on Hydroakustiikan instituutin kehittämä sylinterimäinen pietsosähköinen keraaminen muunnin. Pietsosähköiset keraamiset muuntimet ovat anturityyppi, jota käytetään laajalti vedenalaisen akustiikan alalla. Ne ovat tärkeimmät edut (1) kun se on lähettävässä tilassa, sitä voidaan käyttää vahvana tehosäteilijänä, ja sen sähköakustinen hyötysuhde on myös korkea, se on noin 30-70%; Kun sitä käytetään vastaanottavassa tilassa vastaanottimena, sen vastaanottoherkkyys on korkeampi kuin Pzt-pietsokeraaminen sylinteriputki, noin kymmeniä - satoja mikrovoltteja / Pa; (3) sitä voidaan käyttää erimuotoisena muuntimena, kuten komposiittisauvatyyppisenä, pylväs- ja palloanturina. Sillä on yksinkertaisen rakenteen ja vakaan työskentelyn ominaisuudet. Sekvenssi tuottaa tuloksena olevan aikavirheen kahden keskeytyksen välillä. Aloita sitten silmukan laskeminen, eli numero plus 1, kun num lisätään 20:een, mikä tuottaa 1s keskeytyksen, aloita sitten numero tyhjä ja toinen yksikkö plus 1 ja ala sitten arvioida sekuntia, minuuttia, kantaako vai tyhjennetäänkö ohjelma.