miten kaikuluotain toimii?

Sonar on erittäin tärkeä laivaston varuste, ja se on saanut paljon huomiota kaikista maista, joissa käytetään vedenalaisia ​​aseita, kuten sukellusveneitä. Tässä emme keskustele tietystä laitteesta emmekä käytä liikaa matemaattisia käsitteitä. Sen sijaan aloitamme yksinkertaisella fysikaalisella periaatteella ja esittelemme lyhyesti kaikuluotaimen veden alla.

Nykyinen luotain on jaettu pääasiassa kahteen luokkaan, aktiiviseen luotain ja passiiviseen luotain. Aktiivinen luotaintyö on samanlaista kuin tutka tai enemmän kuin lepakko ääniaallon vastaanottamisen jälkeen, pietsosähköinen keramiikka vastaanottaa heijastuneen signaalin. Koska periaate on samanlainen, herää kysymys, miksi ei siirretä tutkaa suoraan veteen? Yksinkertaisesti sanottuna tutkasta riippuvaiset sähkömagneettiset aallot vaimentuvat voimakkaasti veden alla, eivätkä ne yksinkertaisesti riitä pitkän kantaman havaitsemiseen. Ääniaallon synnyttää kohteen värähtely, ja vedessä kuljettu matka on hyvin pitkä. Valtava räjähdys vedessä kuuluu tuhansien kilometrien päähän.

Tällaisia ​​on kaksi päätyyppiä pietsokeraamisten putkien komponentit. Magneettikenttää tai sähkökenttää voidaan käyttää kohteen muodonmuutokseen. Tässä keskitymme periaatteeseen käyttää sähkökenttää kohteen muodonmuutoksen ja värähtelyn ohjaamiseen, nimittäin käänteiseen pietsosähköiseen ilmiöön ja pietsosähköiseen ilmiöön.

Sitten käänteinen pietsosähköinen vaikutus Pietsosylinteriputkimateriaalit ovat sähkökenttä kohteen muodonmuutoksen hallitsemiseksi. Kun johdot kytketään pietsosähköisen rungon ylä- ja alapäähän ja jännite kohdistetaan, kohde venyy tai lyhenee sähkökentän suuntaan. Jos sähkökentän latausnopeus kasvaa, eli taajuutta kasvatetaan, kohteen muodonmuutosta voidaan kiihdyttää tärinän synnyttämiseksi ja ääniaaltojen lähettämiseksi. Yhdessä muiden tukilaitteiden kanssa siitä tulee aktiivisen kaikuluotaimen äänilähde.

Sitten käänteinen pietsosähköinen vaikutus on sähkökenttä, joka ohjaa kohteen muodonmuutosta. Kun johdot kytketään pietsosähköisen rungon ylä- ja alapäähän ja jännite kohdistetaan, kohde venyy tai lyhenee sähkökentän suuntaan. Jos sähkökentän latausnopeus kasvaa, eli taajuus kasvaa, kohteen muodonmuutosta voidaan kiihdyttää tärinän synnyttämiseksi ja ääniaaltojen lähettämiseksi. Yhdessä muiden tukilaitteiden kanssa siitä tulee aktiivisen kaikuluotaimen äänilähde.

Bariumtitanaatin eli PZT:n kiderakenteessa positiivisten ja negatiivisten varausten keskipisteet ovat yhteneväiset ja dipoli syntyy, kun positiivisten ja negatiivisten varausten lämpötila ei enää ole sama, kun lämpötila on laskettu tiettyyn arvoon. Tämä dipoliilmiö saa aikaan spontaanin polarisaation. Keraamisessa kappaleessa saman spontaanin polarisaatioorientaation omaavat alueet synnyttävät jälleen domeeneja, ja alueet käännetään ulkoisen sähkökentän alle saman suunnan säilyttämiseksi kuin sähkökenttä. Tänä aikana, jos alueen ohjauksen kulma ei ole 180 astetta, tämä kierto saa aikaan muutoksen pzt4 pietsokeraamisen putkianturin muotoon, eli jännitykseen suuren sähkökentän alaisena. Jos se on vaihtuva sähkökenttä, latausjaksossa tapahtuu hystereesi. Siksi käytännön sovelluksissa suuri sähkökenttä on esipolarisoitu ja alueet on suunnattu yhteen suuntaan. Sen jälkeen sähkökentän suuntaa ei tule muuttaa mahdollisimman paljon hystereesin ja depolarisaation välttämiseksi. Tietenkin jotkut elektroniset tallennuslaitteet eivät sisälly. Kun ääniaaltojen synnyttämiseen ja ääniaaltojen vastaanottamiseen liittyvät ongelmat on ratkaistu, kaikuluotaimen yksiköt ovat suorituskyvyn parantamiseksi yleensä ryhmän muodossa, joka yhdistetään muihin laitteisiin, kuten vaiheensiirtimiin ja vastaaviin. Toteuta tietyn alueen skannaus. Suuret ryhmät ovat usein pallomaisia ​​tai pilarin muotoisia, niin suuria, että sukellusveneen torpedoputket saavat periksi. Sota-alus tai sukellusveneen takaosa muodostaa usein kuolleen kulman propulsiojärjestelmän vuoksi, joten hinattava luotain on kaukana perän melualueesta.