Forbairtí nua criadóireacht piezo a úsáidtear sna trasduchtóirí sonar faoi uisce

Is cuid thábhachtach de sonar é trasducer. Ó thaobh stair na hidreacoustics, tá gach céim d'fhorbairt fuaimíocht faoi uisce doscartha ó fhorbairt na teicneolaíochta trasducer. Ós rud é go bhfuil ról lárnach ag trasduchtóirí hidreafhuaimneach san innealtóireacht fhuaimiúil faoi uisce, tá infheistíocht mhór déanta ag go leor tíortha forbartha sa taighde. Ó stair fhorbairt trealaimh fuaimiúil faoi uisce, ó thús an Chéad Chogaidh Dhomhanda, an transducer cineál Langevin comhdhéanta de criostail criadóireachta piezoelectric agus maiseanna miotail. baineadh úsáid as Tar éis go leor athsholáthair táirgí, baineadh úsáid as na trasducers. Tá an fheidhmíocht feabhsaithe go mór. Le fiche nó tríocha bliain anuas, mar gheall ar éileamh míleata, forbairt go mear na heolaíochta agus na teicneolaíochta, forbairt leanúnach agus cur i bhfeidhm na n-ábhar trasducer nua, agus cur i bhfeidhm anailíse eilimint críochta piezo i ndearadh transducer, taighde transducer. Bunaithe ar an teoiric chlasaiceach agus modhanna anailíse, tá go leor coincheapa agus modhanna nua tagtha chun cinn. Tá babhta nua athsholáthair táirgí os comhair an trasducer fuaimiúil faoi uisce. Trasduchtóir caol maighnéadastrictive ollmhór, trasduchtóir ceirmeach piezo leictreastritach ardfheidhmíochta, hidreafón veicteoireach, trasduchtóir ilchodach piezoelectric, hidreafón PVDF limistéar mór minicíocht íseal, hidreafón snáthoptaice, etc. Léiríonn sé na forbairtí is déanaí i dtaighde trasducer. Ón ngné seo, tá an t-alt seo ag tnúth leis na forbairtí is déanaí ar thrasduchtóirí sonar faoi uisce.

trasduchtóir maighnéadastrictive ollmhór

Sna 1970í, fuair AE Clark amach go bhfuil airíonna super-mhaighnéadostreacha ag cóimhiotail tearc-chré. Tá na tréithchineálacha uasta seo de bharr éifeachtaí maighnéadacha 6 go 20 huaire níos mó ná iad siúd atá ag éifeachtaí maighnéadacha trasducer feadán piezoelectric a úsáidtear i trasducers fuaimiúla faoi uisce, agus tá an dlús fuinnimh thart ar 10 go 20 uair, agus níl an treoluas fuaime ach 2/3 go 3/4 den cheirmeach piezoelectric, agus tugtar comparáid feidhmíochta idir an t-ábhar tearc-chré Terfenol2D agus an t-ábhar piezoelectric traidisiúnta PZT-8 agus nicil. Dá bhrí sin, faoi na coinníollacha toirte céanna, tá minicíocht athshondais ag an trasducer hidroacoustic Terfenol2D atá 2/3 go 3/4 níos ísle ná minicíocht athshondach an trasducer hidroacoustic ceirmeach piezoelectric. Toisc go bhfuil tréithe cumhachta tarchurtha mór, toirt beag, meáchan éadrom agus timpeallacht teocht ard ag an trasducer déanta as ábhar maighnéadastrictive fathach tearc-chré, Terfenol2D, faightear é i bhforbairt trasducer fuaime faoi uisce minicíocht íseal-minicíocht an-íseal. Aird leordhóthanach agus cur i bhfeidhm. Sna 1980í, d'fhorbair tíortha forbartha trasducers tearc-chré éagsúla agus chuir siad i bhfeidhm iad sa réimse míleata. D'éirigh leis an tSualainn trasduchtóirí cré neamhchoitianta cuartha a fhorbairt le cumhacht fuaime 151 kW le haghaidh scuabadh mianaigh. Thosaigh an tSín taighde sna 1990í, ach tá dul chun cinn tapa déanta aige. D'éirigh leo trasduchtóirí flexural cré annamh a fhorbairt, trasduchtóirí inleagtha cré annamh agus trasduchtóirí cré neamhchoitianta slat ilchodach fadaimseartha, etc. Is iad príomhghnéithe ábhair Terfenol2D (1) ábhair brittle agus meaisínithe deacair. (2) Ós rud é go bhfuil ábhair tearc-chré, ní hamháin ina ábhar seoltaí maighnéadach ach freisin ina ábhar seoltaí, nuair a athraíonn an réimse maighnéadach seachtrach, ginfear caillteanais reatha transducer.Eddy cré annamh taobh istigh, agus beidh caillteanais mhóra ag minicíochtaí arda. I gcomparáid le trasducers ceirmeacha piezoelectric, ní mór do thrasduchtóirí maighnéadastrictive ollmhóra fadhbanna a réiteach mar chlaonadh maighnéadach, réamhbhrú, caillteanas reatha eddy agus cúiteamh uisce domhain. Faoi láthair, tá roinnt réitigh ar na heasnaimh seo. Chun an fhadhb a bhaineann le hábhar brittle agus caillteanas sruth mór eddy a réiteach, déantar staidéar ar an ábhar maighnéadastrictive ollmhór GMPC, púdar Terfenol 2D, measctha na hábhair nascáil, agus brúite agus déanta ag miotalóireacht phúdair. Chun trasducers maighnéadastrictive ollmhór a dhearadh, is réiteach buntáisteach é úsáid iomlán a bhaint as a dhífhoirmiú mór agus a dhlús ardfhuinnimh mar fhoinse excitation an trasducer flexural. Is féidir é a úsáid chun éagsúlacht a dhéanamh ar mhinicíocht íseal, méid beag agus comhshó ardchumhachta. Tá tionchar mór ag roghnú ceart an laofachta maighnéadach, na teicnící réamh-strus agus iarratais d'ábhair mhaighnéadacha ollmhóra tearc-chré ar fheidhmíocht an trasducer. Go ginearálta, roghnaítear an claonadh maighnéadach ag 1/3 den luach saturation magnetostrictive, agus roghnaítear an réamh-strus ó 7 MPa go 10 MPa chun cumhacht aschuir mór a fháil.

Hidreafón snáthoptaice

Thosaigh teicneolaíocht hidreafóin snáthoptaice i Saotharlann Chabhlaigh na SA go déanach sna 1970idí. Tá na buntáistí a bhaineann le híogaireacht ard ag an hidreafón snáthoptaice, cumas trasnaíochta láidir frith-leictreamaighnéadach, raon mór dinimiciúil, méid beag agus meáchan éadrom Pzt4 leathsféar piezoelectric . Dá bhrí sin, bhí an-luach ar an teicneolaíocht chomh luath agus a rugadh é, agus measadh go raibh sé ar cheann de na príomhtheicneolaíochtaí cosanta náisiúnta. Tar éis níos mó ná 20 bliain d'fhorbairt, tá dul chun cinn mór déanta ag teicneolaíocht hidreafóin snáthoptaice i dtíortha forbartha, agus tugadh isteach hidreafóin snáthoptaice éagsúla. Tá an córas monatóireachta fuaime fomhuirí hidreafóin uile-snáithín críochnaithe acu, sraith líne tarraingthe, eagar comhréireachta fomhuirí agus mar sin de. Go háirithe, d'oscail forbairt rathúil léasair soladach-stáit saol mór iarratas ar shnáithíní optúla. Tá tús maith ag an teicneolaíocht hidreafóin snáthoptaice freisin. Tá feidhmíocht fhréamhshamhail an aonaid gar don leibhéal idirnáisiúnta nó bainte amach aige, agus tá an taighde teicneolaíochta eagar hidreafóin snáthoptaice déanta. Is cinnte go n-osclófar leathanach nua i dtaighde sonóra mar gheall ar dhul i bhfeidhm an taighde sonóra ar theicneolaíocht léasair. Dearadh gach cineál hidreafóin snáthoptaice de réir éifeacht na tonn fuaime chun modhnú céime nó modhnú déine an tsolais snáithín a dhéanamh. Tá an snáithín roinnte ina snáithín multimode agus snáithín modh aonair. Tá an hidreafón snáthoptaice den chuid is mó déanta as snáithín mód aonair. Cineál interferometer agus cineál modhnú déine solais. Faoi ghníomhaíocht brú fuaime, gintear strus i gcroílár an tsnáithín optúil chun athruithe ar innéacs athraonta agus fad a chur faoi deara. Tá an dá athrú seo ina chúis le modhnú céime ar iomadú léasair sa snáithín optúil. Is é an hidreafón snáthoptaice cineál interferometer ná an snáithín a bhfuil tionchar ag an réimse fuaime a úsáid mar an snáithín íogair, agus tá an ceann eile scartha ón réimse fuaime. Úsáidtear an snáithín le difríocht chéim sheasta mar an snáithín tagartha, a chuirtear ar airm an interferometer, agus an tiontaire fótaileictreach .Tar éis an tsintéis, déantar cur isteach ar dhromchla an fhótamultiplier a fuarthas, agus aimsítear faisnéis fhuaimiúil. Toisc go bhfuil tonnfhad an tsolais an-bheag, níl athrú beag ar an mbrú beag ar an comhartha de bharr an bhrú fuaime maidir le tonnfhad an tsolais, agus mar sin is cúis le hathrú mór ar an déine solais aschuir, agus mar sin tá íogaireacht an hidreafóin cineál trasnaíochta snáithín go háirithe ard. Is é seo a leanas an fheidhmíocht theicniúil atá bainte amach ag hidreafón snáthoptaice an trasnamhéadair shnáithíneach: íogaireacht voltais glactha: - 140dB (0dB = 1V/μPa) Íogaireacht chéim: 2. 56 × 10 - 8 rad / μPa . Freagra minicíochta: 16Hz ~ 10kHz (undulation ≤ :3dBion treo) omnidirectional 5dB) I measc gach cineál hidreafóin déine, is brathadóir fuaimiúil faoi uisce nua, cruthaithe agus éifeachtach é an hidreafón cineál grátála. 

Cuirtear an t-aschur in iúl mar mhodhnú díreach déine ar an réimse fuaime teagmhais. Is é a phríomhphrionsabal oibre ná díláithriú coibhneasta an dá ghrúdaí idir an fhoinse solais tairiseach agus an glacadóir solais a chur faoi deara faoi ghníomhaíocht an réimse fuaime, agus is é an déine glactha feidhm de dhíláithriú coibhneasta an dá ghrátáil, ionas gur féidir an réimse fuaime a chlaochlú. Le haghaidh modhnú déine. Is éard atá sa hidreafón grit féin go bunúsach ná dhá thonnthreoir optúil (nó snáithíní) ailínithe aiseach le bearna beag agus soláthraíonn na cróite sa bhearna a rialaíonn an tarchur an modhnú déine riachtanach. Soláthraíonn an hidreafón na buntáistí uile a bhaineann le gléas modhnú déine díreach agus tá sé saor. Is féidir leis an modh grating íogaireacht réasúnta ard a bhaint amach, agus is é an gléas simplí a mhonarú, gan aon teicneolaíocht optúil chun cinn, agus tá raon dinimiciúil suas le 160 dB, agus tá an cumas a bhrath díláithriú de bharr fuaime níos lú ná 0.01 A. Ina theannta sin, mar gheall ar an rogha solúbtha dlús grating, fritháireamh, cumhacht optúla agus struchtúr hidreafóin, tá níos mó solúbthachta i ndearadh, raon minicíochta, íogaireacht agus raon oibriúcháin dinimiciúil. Maidir le hidreafóin snáthoptaice, is é an torann lámhaigh de bharr luaineachtaí reatha ar an bhfótadiode a phríomhfhoinse torainn agus is minic a thugtar an teorainn torainn teoiriciúil air. Ina theannta sin, tá tionchar díreach ag ailíniú bhíoma, aonrú bhíoma tagartha, agus aonrú creathadh foinse ar fheidhmíocht. Is é an míbhuntáiste is mó de hidreafóin snáthoptaice an éifeacht teochta mór.