vedenalaisen akustisen muuntimen tutkimus ja kehitys (1)

Anturin ominaisuudet ja kalibrointimenetelmät:

A hydroakustinen anturi on laite, joka muuntaa akustista energiaa ja sähköenergiaa keskenään. Asento kaikuluotaimessa on samanlainen kuin radion antenni, akustinen järjestelmä, joka lähettää ja vastaanottaa ääniaaltoja merivedessä. A pietsokeraaminen keraamisylinterimuunnin , jossa akustinen energia muunnetaan sähköenergiaksi, kutsutaan vastaanottimeksi tai hydrofoniksi; anturia, joka muuttaa sähköenergian akustiseksi energiaksi, kutsutaan lähettimeksi. Jotkut kaikuluotaimet käyttävät samaa kaikuanturia äänen lähettämiseen ja vastaanottamiseen; toiset käyttävät erillisiä emittereitä ja hydrofoneja.

Anturin ominaisuudet:

Hydrofonin suorituskyky viittaa pääasiassa herkkyyteen ja suuntautumiseen. Hydrofonin vastaanottovaste on vastaanottoherkkyys.

Muunnin hydrofoni:

Hydrofoni on yleensä akustinen/sähköinen lineaarinen muunnoslaite, jolla on skaalauskerroin sen tuottaman jännitteen ja äänikentän äänenpaineen välillä. Tätä skaalaustekijää kutsutaan anturin vasteeksi. Hydrofonin vastaanottovaste (vastaanottoherkkyys) on yksikön äänenpaineen tasoaallon tuottama hydrofonin päätejännite (ennen kuin hydrofoni asetetaan kentälle). Perinteisesti Pzt piezo ceramicin vastaanottovastetta edustaa avoimen piirin vaste, jossa hydrofonia ei ole kytketty kuormaan. Yleensä vastaanottovaste kirjataan desibeleinä, vertailutaso on 1 dyne/cm2 ja äänenpaine 1V, ja se kirjoitetaan dB:inä. Lähettimen emissiovirtavaste ilmaisee sädekuvion aksiaalisen etäisyyden, kun yksikkövirta injektoidaan emitteriin. Äänenpaine syntyi 1 m:ssä. Päästövaste ilmaistaan ​​yleensä desibeleinä. Vertailutaso on äänenpaine, joka syntyy vertailuetäisyydellä, kun se syöttää emitterin virtaa, ja se kirjoitetaan desibeleinä. Perinteisesti vertailuetäisyys viittaa 1 m:iin äänilähteestä; jos referenssietäisyys on 1 koodi, plus 20log39.4/36 eli +0.87dB korjaus, muuta lähetysvaste.Se on äänilähteen taso.

Suuntavuus:

Hydrofonit käyttävät lähes aina hydrofoniryhmiä sovelluksissaan. Hydrofoniryhmillä on korkeampi signaali-kohinasuhde kuin yksittäisillä hydrofonikomponenteilla, koska niitä voidaan käyttää isotrooppisista tai useista identtisistä kohinoista. Ryhmän osoittamasta suunnasta tuleva signaali erotetaan, eli suuntausindeksi on vastaanottava akustinen aaltoparametri, jota käytetään mittaamaan hydrofoniryhmän kykyä poimia signaaleja kohinasta sädekuviollaan. Se on desibelien lukumäärä, jolla signaali-kohinasuhde suunnatun hydrofonin lähdössä on suurempi kuin signaali-kohinasuhde suuntaamattoman hydrofonin lähdössä.

Kalibrointimenetelmä:

Suorituksen varmistamiseksi sylinterimäinen vedenalainen akustinen anturi ja arvojen välityksen tarve, hydrofoni ja lähetin on kalibroitava. Anturin kalibrointi on anturin vasteen taajuuden ja suuntaavuuden funktio. Nykyään on olemassa suuri joukko menetelmiä anturin vasteen mittaamiseen. Naval Ordnance Laboratory TF Johnstonin laatima yhteenveto kalibrointimenetelmistä kirjallisuuden perusteella. Näillä menetelmillä on omat etunsa ja haittansa eri antureiden kokoille ja taajuusalueille.