Hidreafón brú-resistant bunaithe ar bhlaosc sféarúil ceirmeach piezoelectric

Bunaithe ar an friotaíocht brú de sliogán sféarúil ceirmeach piezoelectric féin, dearadh agus déantús brú-resistant.hydrophone trí úsáid a bhaint as tacaíocht aer cuaille gathach sliogán sféarúil piezoelectric ceirmeach mar eilimint íogair fuaime. Ar an gcéad dul síos, rinneadh anailís ar shaintréithe fuaimiúla ar nós íogaireacht ciorcad oscailte ísealmhinicíochta agus minicíocht creathadh, agus insamhladh de réir modh eiliminte críochta. Ansin rinneadh anailís ar fheidhmíocht brú-resistant ar nós neart agus cobhsaíocht, insamhladh freisin le bogearraí FE. Ar deireadh, rinneadh tástáil ar a fheidhmíocht fhuaimiúil agus ar a friotaíocht brú. Léiríonn torthaí tástála go bhfuil trastomhas an hidreafóin brú-resistant 36 mm, agus tá a raon minicíochta oibre ó 50 Hz go 10 kHz. Is í an íogaireacht brú ísealmhinicíochta ná 198:4 dB (0 dB tag 1 V/Pa), is é 46.5 dB ag 1 kHz an leibhéal speictrim torainn, agus is é 3000 m an doimhneacht oibre. Soláthraíonn an hidreafón brú-resistant seo tagairt do dhearadh hidreafóin uisce domhain agus tá luach iarratais tábhachtach aige i réimse fuaimíocht uisce domhain.

 

réamhrá

 

Ó tháinig isteach an 21ú haois, tá aird níos mó agus níos mó faighte ag taighde agus forbairt domhainfharraige agus tá siad anois ina réimse te d'iomaíocht i measc tíortha. Is trealamh fíor-riachtanach iad hidreafóin bhrú-resistant le haghaidh forbairt domhainfharraige. Ina theannta sin, le forbairt go mear ar theicneolaíocht mhíleata i dtíortha éagsúla, tá trealamh faoi uisce éagsúla cosúil le fomhuireáin, toirpéid, aerfheithiclí gan fhoireann (UUV), faoileoirí faoi uisce (UUG), robots faoi uisce (ROV), spriocanna báite, etc. D'fhonn éifeachtaí brú hidreastatach ard a sheasamh, glacann hidreafóin brú-resistant struchtúir speisialta brú-resistant nó dearaí cothromaíochta brú inmheánacha agus seachtracha, mar shampla struchtúir faoisimh brú nó cúitimh brú, líonadh ola, struchtúir thar maoil, srl. Go ginearálta úsáideann hidreafóin brú-resistant an dá struchtúr seo feadán ceirmeach piezoelectric mar an trasduchtóir glactha. Tá na buntáistí a bhaineann le struchtúr agus teicneolaíocht shimplí ag an bhfeadán ceirmeach piezoelectric seo, ach tá na buntáistí a bhaineann le híogaireacht voltas ciorcad oscailte íseal-minicíochta íseal freisin. Míbhuntáistí. Slittear an feadán piezoelectric gathacha polaraithe chun an íogaireacht glactha a fheabhsú, ach caolaíonn sé go mór an banna minicíochta oibre, nach bhfuil ach 10/200 Hz. Má tá banna minicíochta glactha an hidreafóin feadán cruinne piezoelectric in aice lena mhinicíocht athshondais, cé gur féidir an íogaireacht a fheabhsú, beidh a bhanna minicíochta oibre teoranta go mór, agus caillfear maoile an chuar íogaireachta. Chomh maith le trasducers feadáin bhabhta piezoelectric, úsáidtear trasducers sliogáin sféarúil piezoelectric go coitianta freisin trasducers glactha le haghaidh hidreafóin brú fuaime. Tá go leor buntáistí ag an trasducer bhlaosc sféarúil piezoelectric cosúil le struchtúr agus próiseas simplí, íogaireacht ard, omnidirectionality maith, agus bandaleithead minicíochta oibre. Níos tábhachtaí fós, cinneann tréithe an ábhair agus an struchtúir go bhfuil ardfhriotaíocht ag an bhlaosc sféarúil ceirmeach piezoelectric féin. Chomh maith leis an struchtúr ola-líonadh nó ró-shreabhadh, cuireann sé seo féidearthacht eile ar fáil maidir le dearadh hidreafóin brú-resistant, is é sin, úsáid a bhaint as blaosc sféarúil piezoelectric aer-tacaithe mar thrasduchtóir glactha an hidreafón brú-resistant.

 

1 Saintréithe glactha fuaimiúla de trasducer bhlaosc sféarúil piezoelectric

 

 Íogaireacht glactha minicíocht íseal

 

Srianta ag cruth agus teicneolaíocht próiseála, de ghnáth ní bhíonn ach modh polaraithe amháin ag sliogáin sféarúla ceirmeacha piezoelectric: polarú gathacha, agus tá na leictreoidí dearfacha agus diúltacha faoi seach ar dhromchlaí istigh agus seachtracha an bhlaosc sféarúil. Maidir le trasduchtóir sliogáin sféarúil piezoelectric a bhfuil ga inmheánach de a agus ga seachtrach de b, nuair a chuirtear faoi bhrú fuaime p0 a bhfuil a mhinicíocht i bhfad níos ísle ná a mhinicíocht intreach, ginfear difríocht poitéinsil V idir leictreoidí inmheánacha agus seachtracha an bhlaosc sféarúil piezoelectric. Cuirtear íogaireacht glactha hidreafóin in iúl go ginearálta ag an íogaireacht glactha saor-réimse Me. Sainmhínítear me mar an cóimheas idir an voltas ciorcad oscailte ag aschur an hidreafóin go dtí an brú fuaime saor-réimse ag suíomh an hidreafóin sa réimse fuaime. Is í an fhoirm deicibeil an íogaireacht glactha saor-réimse. . Mar sin, tá íogaireacht voltas glactha ciorcad oscailte íseal-minicíochta an bhlaosc sféarúil piezoelectric aer-tacaíochta. Faoin mbonn gurb é an t-ábhar piezoelectric an t-ábhar a úsáidtear san Airteagal seo, nuair a bhíonn t seasmhach, is é an b is mó, is é sin, is mó an trastomhas seachtrach den bhlaosc sféarúil piezoelectric, is airde an íogaireacht; Nuair a bhíonn b áirithe agus t 0.36, is é an íogaireacht is lú, agus ba cheart an pointe seo a sheachaint i ndearadh; nuair a bhíonn b áirithe agus t <0:36, an t níos lú, is é sin, an níos tanaí an bhlaosc piezoelectric sféarúil, is airde an íogaireacht.

 

1.2 Minicíocht athshondach

 

Le haghaidh piezoelectric tanaí trasducer fuaime sféarúil faoi uisce , a mhinicíocht athshondach san aer. Is féidir a fheiceáil nach bhfuil minicíocht athshondais an bhlaosc tanaí sféarúil piezoelectric ach a mheán-gha r agus dlús an ábhair s, modulus Young Y E11 Tá baint aige le cóimheas Poisson, atá comhionann le simpliú a dhéanamh ar bhlaosc sféarúil ábhar leaisteacha isotrópacha. Is féidir a fheiceáil, nuair a chinntear an t-ábhar piezoelectric, is amhlaidh is mó an meángha r den bhlaosc sféarúil, is airde an pointe athshondais agus is leithne an bandaleithead oibre. Nuair a bheidh sé in uisce, mar gheall ar an impedance radaíochta méadaithe ar an trasducer bhlaosc sféarúil piezoelectric, beidh a mhinicíocht athshondach beagán níos ísle ná an minicíocht athshondach san aer. Nuair a úsáidtear an hidreafón sféarúil piezoelectric le haghaidh glactha íseal-minicíochta, d'fhonn a íogaireacht cothrom a áirithiú, tá a minicíocht oibre i bhfad ar shiúl óna minicíocht athshondais. San innealtóireacht, ceanglaítear go ginearálta go mbeadh a mhinicíocht athshondais 5 huaire ar a laghad níos mó ná minicíocht oibre na teorann uachtarach.

 

 

 

2 Anailís ar fheidhmíocht friotaíochta brú trasducer bhlaosc sféarúil piezoelectric

 

Áirítear ar na modhanna teip struchtúir brú-resistant den chuid is mó teip neart, teip stiffness, teip cobhsaíochta agus teip creimeadh. Maidir le hidreafóin doimhneacht mhór, is é an t-ualach a iompraíonn sé ná brú uisce seachtrach go príomha, agus is é teip neart agus teip cobhsaíochta den chuid is mó a modhanna teip. Pléitear thíos an dá chás teip den trasducer bhlaosc sféarúil piezoelectric.

 

2.1 Anailís teip neart

Tagraíonn teip neart don fheiniméan go dtarlaíonn dífhoirmiúchán nó briste do-aisiompaithe tar éis don strus uasta sa choimeádán dul thar an teorainn toraidh, rud a fhágann go gcaillfidh an coimeádán a chumas ualachiompartha. Ag freagairt don mhainneachtain neart tá an brú uasta incheadaithe den trasducer bhlaosc sféarúil piezoelectric. De réir teoiric an bhlaosc rothlach atá saor ó nóiméad, faoi ghníomhaíocht an bhrú seachtrach p, déanfaidh an bhlaosc sféarúil strus teanntachta aiseach z agus strus teanntachta fonsa a tháirgeadh, agus tá an dá cheann comhionann i luach. Ina measc, tá D0 lasmuigh den bhlaosc sféarúil Trastomhas, is é an t-aonad mm; Is é tiús an bhlaosc sféarúil, is é an t-aonad mm. De réir theoiric na príomh-strus uasta, ní mór dearadh an struchtúir brú-resistant a shásamh. Ina measc, tá an strus incheadaithe. De réir caighdeán náisiúnta mo thír GB 150.3, maidir le neart toraidh gnáth-theocht caighdeánach Rel, is é an fachtóir sábháilteachta ná ns = 1:5. Is é Rel = 137:9 MPa gnáth-neart toraidh teochta an ábhair ceirmeach piezoelectric P-51 a úsáidtear sa bhlaosc sféarúil piezoelectric, agus mar sin tá strus incheadaithe an ábhair [] = Rel/ns = 91:9 MPa. Agus an paraiméadar t á chur in ionad, is féidir an brú uasta incheadaithe den trasduchtóir bhlaosc sféarúil piezoelectric a fháil toisc go bhfuil sé éasca a fhios, dá mhéad an cóimheas t de thiús an bhlaosc sféarúil leis an trastomhas seachtrach, is amhlaidh is láidre neart an bhlaosc sféarúil piezoelectric agus cumas friotaíochta brú.

 

2.2 Anailís teip cobhsaíochta

Tagraíonn teip cobhsaíochta don fheiniméan go n-athraíonn an coimeádán ó stát cothromaíochta cobhsaí go stát éagobhsaí eile faoi ghníomh ualach seachtrach, agus athraíonn a cruth go tobann agus cailleann sé a chumas oibre gnáth. Ag freagairt don mhainneachtain chobhsaíochta tá an éagobhsaíocht chriticiúil brú incheadaithe an trasducer bhlaosc sféarúil piezoelectric. De réir teoiric an dífhoirmithe beag, tá earráid mhór ag pcr brú éagobhsaíochta ríthábhachtach an bhlaosc sféarúil faoi fhórsa seachtrach don fhoirmle seo, agus mar sin is minic a úsáidtear fachtóir sábháilteachta mór chun cúiteamh a dhéanamh. De réir GB 150.3, glactar leis an fachtóir sábháilteachta cobhsaíochta mar m = 14:25, mar sin tá an brú criticiúil incheadaithe le haghaidh éagobhsaíocht imlíne [p] = pcr/m. Agus an paraiméadar t á chur in ionad ar an mbealach céanna, is furasta fios a bheith agat ar an mbrú criticiúil incheadaithe le haghaidh éagobhsaíocht imlíne an trasdaitheora bhlaosc sféarúil piezoelectric. Nuair a chinntear an t-ábhar piezoelectric, is mó an cóimheas t den tiús bhlaosc sféarúil go dtí an trastomhas seachtrach, is mó an brú Tá cobhsaíocht agus friotaíocht brú an bhlaosc liathróid leictreach níos láidre.

 

3 Insamhladh eiliminte críochta

Ón anailís thuas, maidir le híogaireacht agus minicíocht oibre an bhlaosc sféarúil piezoelectric, is mó an trastomhas seachtrach, is é an tanaí is fearr; agus le haghaidh a fhriotaíochta brú, is lú an trastomhas seachtrach, is amhlaidh is tiubh an tiús. tá sé go maith. Is é sin, tá an fheidhmíocht fhuaimiúil agus an fheidhmíocht friotaíochta brú i gcoinne a chéile. Ag cur san áireamh na ceanglais maidir le feidhmíocht fhuaimiúil agus friotaíocht brú, chomh maith le deacracht agus costas próiseála bhlaosc sféarúil (de ghnáth is mó an trastomhas seachtrach, is mó an tiús, is mó an deacracht próiseála agus is airde an costas), an ga seachtrach den dearadh bhlaosc sféarúil b = 15 mm, Tiús = 3 mm. Is é an t-ábhar piezoelectric a úsáidtear sa sceall sféarúil ná P-51, a chomhéifeacht piezoelectric g33 = 25: 6 10 3 V m/N, g31 = 9: 6 10 3 V m/N, dlús s = 7600 kg/m3, modulus Young Y E11 = 6:00s = 6:00s: modulus Y E11 = 6:00s.

 

3.1 Insamhladh ar shaintréithe fuaimiúla an bhlaosc sféarúil piezoelectric

D'fhonn cruinneas na hanailíse ar shaintréithe glactha fuaimiúla an trasducer bhlaosc sféarúil piezoelectric a fhíorú, úsáidtear an modh anailíse eilimint chríochnaithe chun é a shamhaltú agus a insamhladh, agus úsáidtear na bogearraí insamhalta COMSOL5.4.

 

3.1.1 Insamhladh íogaireachta a fháil

Ar dtús cruthaigh múnla tríthoiseach de struchtúr bhlaosc sféarúil. D'fhonn an geoiméadracht samhaltú a shimpliú agus an réiteach a luasú, ní chruthaíonn an múnla ach 1/8 sliogáin sféarúla piezoelectric agus úsáideann 3 shrianta siméadrachta eitleáin chun blaosc sféarúil iomlán a bhaint amach. Cruthaigh córas comhordanáidí polaraithe gathacha ábhar piezoelectric i gcomhordanáidí sféarúla agus úsáid paraiméadair ábhar ábhar piezoelectric P-51. Socraigh an t-ualach teorann mar bhrú 0.1 MPa ar an dromchla seachtrach agus gan aon bhrú ar an dromchla istigh. Trí anailís fearainn minicíochta a dhéanamh, réitítear é mar fhadhb staid sheasta. Taispeánann Figiúr 2 torthaí insamhalta dáileadh féideartha an bhlaosc sféarúil piezoelectric nuair a chuirtear faoi bhrú le minicíocht 500 Hz agus brú de 0.1 MPa.

Nuair a chuirtear paraiméadair mhéid agus ábhar an bhlaosc sféarúil piezoelectric isteach san fhoirmle, is féidir an ciorcad oscailte teoiriciúil nuair a bhíonn sé faoi bhrú fuaime íseal-minicíochta de 0.1 MPa a fháil

Is é an voltas aschuir 11.646 V. Is féidir a fheiceáil ó Fíor 2, nuair a bhíonn an bhlaosc sféarúil piezoelectric faoi bhrú fuaime 0.1 MPa@500 Hz, is é toradh insamhalta a voltas aschuir ná 11.632 V, atá ag teacht leis an luach teoiriciúil. Ag an am seo is é a íogaireacht 198.7 dB@500 Hz (0 dB = 1 V/ Pa).

 

3.1.2 Insamhladh minicíochta athshondais

Úsáideann an méid seo a leanas freisin an modh insamhalta eilimint chríochnaithe chun insamhail a dhéanamh ar mhinicíocht athshondais an bhlaosc sféarúil ceirmeach piezoelectric, agus is é 1 Hz/200 kHz an banna minicíochta insamhalta. Gcéad dul síos, déantar ábhar an bhlaosc sféarúil piezoelectric a shimpliú ina ábhar leaisteacha isotrópacha, agus déantar an anailís scuabtha minicíochta air, agus taispeántar cuar freagartha minicíochta a dhífhoirmithe i bhFíor 3. De réir foirmle (3), díorthaítear minicíocht athshondach fa an bhlaosc sféarúil piezoelectric san aer a bheith 58.557 kHz. Ó Fíor 3, is féidir a fheiceáil gurb é 58.9 kHz luach insamhlaithe na minicíochta athshondach, atá comhsheasmhach go bunúsach leis an luach teoiriciúil. Ba chóir a thabhairt faoi deara nach bhfuil an fhoirmle (3) ach ríomh simplithe don bhlaosc sféarúil tanaí isotrópach, agus nach bhfuil an t-ábhar bhlaosc sféarúil piezoelectric isotrópach, agus tá an tiús sách tiubh, ag cur an fhoirmle go díreach i bhfeidhm (3) beidh earráidí áirithe. Má chuirtear paraiméadair iomlána na criadóireachta piezoelectric isteach, taispeántar cuar freagartha minicíochta íogaireacht voltas ciorcad oscailte i bhFíor 4. Is féidir a fheiceáil ó Fhíor 4 go bhfuil sa bhanna minicíochta 1 Hz 10 kHz, go bhfuil cuar íogaireachta an bhlaosc sféarúil piezoelectric an-réidh, le híogaireacht 198.7 dB, atá comhsheasmhach leis an anailís teoiriciúil. Éiríonn an minicíocht athshondach 72.1 kHz, atá beagán níos mó ná an toradh ríomh foirmle (3), ach ní dhéanann sé difear do bhailíocht na foirmle in iarratais innealtóireachta. Ós rud é nach féidir comhéifeacht taise ábhartha an ábhair piezoelectric a fháil, socraítear an fachtóir caillteanais maitrís solúbthachta agus an fachtóir caillteanais maitrís piezoelectric sa mhúnla go 0, rud a fhágann go bhfuil an insamhalta go bhfuil íogaireacht an bhlaosc sféarúil piezoelectric ag an minicíocht athshondais 155 dB, i ndáiríre ba chóir go mbeadh an íogaireacht níos lú ná an luach seo.

3.2 Insamhladh ar fheidhmíocht friotaíochta brú de sliogán sféarúil piezoelectric

Is foirmle simplithe í an fhoirmle ríomh teoiriciúil ar fhriotaíocht brú in alt 2 chun áisiúlacht iarratais innealtóireachta, agus osclófar na sliogáin sféarúla piezoelectric iarbhír mar gheall ar riachtanais suiteála, rud a d'fhéadfadh go mbeadh an cumas brú iarbhír ar neamhréir leis na torthaí ríomh teoiriciúil. D'fhonn cumas brú an trasdaitheora bhlaosc sféarúil piezoelectric a fháil chomh cruinn agus is féidir, rinneadh an insamhalta statach struchtúir agus an insamhalta buckling eigenvalue faoi seach trí na bogearraí anailíse eilimint críochta Workbench.

 

3.2.1 Insamhladh statach struchtúrach

Is féidir le insamhalta statach struchtúrach an dáileadh strus a fháil ar fud an struchtúir nuair a bhíonn an struchtúr faoi ualach. Dá bhrí sin, is é an strus uasta incheadaithe an t-ábhar ar a dtugtar

Is féidir an brú uasta incheadaithe a iompróidh sé a insamhladh. Bunaítear múnla tríthoiseach den bhlaosc sféarúil, agus socraítear poill gléasta ar mhúnla an bhlaosc sféarúil. Glac leis an bhlaosc sféarúil

Úsáidtear an modh hexahedron chun an greille a roinnt, agus socraítear tacaí sorcóir ar an dromchla sorcóireach agus ar an eitleán níos ísle den pholl gléasta, agus cuirtear brú ar dhromchla seachtrach an trasducer bhlaosc sféarúil piezoelectric.

Athraigh méid an bhrú i gcónaí, agus déan anailís statach struchtúrach air. Fuair ​​​​an insamhalta amach nuair a shroicheann an brú a chuirtear i bhfeidhm ar an dromchla seachtrach 28 MPa, an piezoelectric

Is é 151 MPa an strus uasta den bhlaosc sféarúil, agus taispeántar a dháileadh strus i bhFíor 5 (D'fhonn breathnóireacht an strus inmheánaigh a éascú, gearrtar an bhlaosc sféarúil piezoelectric ar feadh an lárlíne chun a thaispeáint.

Taispeáin). Ba chóir a thabhairt faoi deara nach dtarlaíonn an strus uasta ach amháin ag líne teorann an fhilléid ar an bpoll gléasta, agus tá an strus uasta sna háiteanna eile atá fágtha níos lú ná seo

Is é 91.9 MPa strus incheadaithe sábháilte an ábhair piezoelectric, agus mar sin is féidir le brú uasta incheadaithe an bhlaosc sféarúil piezoelectric 28 MPa a bhaint amach de réir an insamhalta. Agus an fhréamh

De réir fhoirmle (6), is féidir an brú uasta incheadaithe den trasducer bhlaosc sféarúil piezoelectric a fháil mar 36.8 MPa. Is féidir a fheiceáil go bhfuil neart compressive an bhlaosc sféarúil tar éis bréifnithe níos ísle ná an iomlán

Neart teoiriciúil an bhlaosc sféarúil ar fad. Sa insamhalta, tá an feiniméan tiúchan strus atá le feiceáil i roinnt áiteanna ag an bpoll gléasta níos mó ná an strus incheadaithe sábháilteachta, agus an bhfuil tionchar aige ar fhriotaíocht brú an bhlaosc sféarúil piezoelectric fós le fíorú ag an tástáil brú.

 

3.2.2 Insamhladh búcla luach Eigen

Is féidir leis an insamhalta búcla eigenvalue modhanna buckling struchtúir tanaí-bhlaosc a fháil agus a gcuid brúnna buckling criticiúla comhfhreagrach. Cuireadh brú 1 MPa i bhfeidhm ar dhromchla seachtrach an trasducer bhlaosc sféarúil piezoelectric, agus rinneadh a anailís buckling eigenvalue. Léiríonn na torthaí insamhalta go bhfuil an modh búcla chéad-ordú léirithe i bhFíor 6, agus an wavenumber chéad-ordú n = 4, atá comhsheasmhach le tréithe éagobhsaíocht an bhlaosc sféarúil. Is é 3379 fachtóir ualach búcla an chéad ordú, mar sin is é 3379 MPa an t-ualach criticiúil céad-ordú. Ós rud é gurb é an chéad ordú an luach is ísle den ualach búcla, ciallaíonn sé seo nach mbeidh an struchtúr bhlaosc sféarúil piezoelectric cobhsaí go dtí go sroicheann an brú teoiriciúil 3379 MPa. De réir fhoirmle (7), is féidir brú ríthábhachtach éagobhsaíocht imlíne an trasducer bhlaosc sféarúil piezoelectric a fháil mar 2970 MPa, atá comhsheasmhach go bunúsach leis na torthaí insamhalta. Léiríonn torthaí insamhalta eilimint chríochnaithe gurb é 28 MPa an brú uasta incheadaithe den trasducer bhlaosc sféarúil piezoelectric, agus is é 3379 MPa an brú buckling ríthábhachtach, rud a léiríonn, nuair a leanann an brú seachtrach ag méadú, go n-athruithe sliogáin sféarúla piezoelectric Is é an chéad tharla an fheiste fuinnimh ná teip neart, a léiríonn freisin go bhfuil a dhoimhneacht voltas sábháilte le sheasamh 280 m.

 

4 Forbairt agus tástáil feidhmíochta hidreafóin brú sféarúil

4.1 Hidreafón sféarúil brú-resistant a fhorbairt

Sa pháipéar seo, polaraithe gathach aer-tacaíocht trasduchtóir bhlaosc sféarúil piezoelectric mar an braiteoir glactha fuaime, agus déantar hidreafón sféarúil brú-resistant a dhearadh agus a dhéanamh. úsáidtear Is é 15 mm ga seachtrach an bhlaosc sféarúil piezoelectric a úsáidtear sa hidreafón sféarúil brú-resistant, is é 3 mm tiús an bhlaosc sféarúil, agus is é P-51 an t-ábhar ceirmeach piezoelectric a úsáidtear don bhlaosc sféarúil. Is cuas é an taobh istigh den bhlaosc sféarúil piezoelectric, agus tá an ciseal is forimeallaí i bpotaí le sraith de rubar fuaime-thréscaoilteach chun insliú, séala agus cosaint a dhéanamh. Is é 3 mm tiús an rubair fhuaim-thréscaoilteach. An réad fisiceach de hidreafón sféarúil brú-resistant. Is é 36 mm trastomhas an hidreafóin ar fad.

 

 

4.2 Tástáil feidhmíochta ar hidreafón brú sféarúil

 

4.2.1 Tástáil íogaireachta a fháil

Cuirtear an hidreafón brú-resistant sféarúil críochnaithe i bhfeadán tonnta seasta, agus déantar a íogaireacht glactha ciorcad oscailte íseal-minicíochta a thástáil tríd an modh comparáide. Liathróid-resistant

Tá an hidreafón brú agus an hidreafón caighdeánach ar crochadh ag an airde céanna sa fheadán tonn seasamh ag an am céanna, ag athrú minicíocht astaíochta foinse fuaime an fheadáin tonn seasamh, agus ag taifeadadh an dá ag an am céanna.

Tríd an modh comparáide, íogaireacht glactha an hidreafón brú-resistant sféarúil . faightear Ní féidir leis an bhfeadán seasaimh a úsáidtear ach meascán de 50 1000 Hz a tháirgeadh

Tonn sheasamh greille, mar sin is é an banda minicíochta tomhais an uair seo ná 50 1000 Hz. Léirítear torthaí tomhaiste chuar íogaireachta an hidreafóin sféarúil brú-resistant i bhFíor 8. de réir

Léiríonn toradh na tástála go bhfuil íogaireacht an hidreafón brú-resistant sféarúil sa bhanna minicíochta 50 1000 Hz thart ar 198.4 dB, atá comhsheasmhach go bunúsach leis an luach teoiriciúil. isteach

Sa raon 50 1000 Hz, ní mó ná 0.5 dB an luaineacht íogaireachta. Ní féidir an feadán seasamhach a chalabrú ach faoi bhun 1 kHz. Maidir leis an mbanda minicíochta 1 kHz go 10 kHz, déantar an tomhas in umar anechoic. Cuir an hidreafón críochnaithe brú-resistant sféarúil agus an hidreafón caighdeánach sa suíomh céanna den umar ainchoic, bain úsáid as an bhfoinse fuaime chun comharthaí aon-minicíochta de mhinicíochtaí éagsúla a imirt, agus bain úsáid as an modh comparáide chun an tomhas íogaireachta glactha a chomhlánú. Taispeántar torthaí tomhaiste cuar íogaireachta an hidreafón brú-resistant sféarúil ag 1 kHz agus 10 kHz i bhFíor 9. Is féidir a fheiceáil ó na torthaí tástála go bhfuil íogaireacht an hidreafón resistant brú sféarúil sa bhanna minicíochta 1 kHz agus 10 kHz thart ar 198 dB, atá comhsheasmhach go bunúsach leis an luach teoiriciúil. Sa raon 1 kHz go 10 kHz, níl an luaineacht íogaireachta níos mó ná 1.4 dB.

 

4.2.2 Tástáil féin-torainn

 

D'fhonn a áirithiú gur féidir leis an hidreafón comharthaí fuaime lag a phiocadh, tá sé riachtanach go mbeadh féin-torann coibhéiseach níos ísle ag an hidreafón. Hidreafón brú sféarúil

Cuirtear é in umar bhfolús le sciath leictreamaighnéadach, maolú agus laghdú creathadh, agus déantar an tástáil féin-torainn ar chárta fála comhartha BK-3050 le torann an-íseal.

Taispeántar an speictream féin-torainn coibhéiseach den hidreafón sféarúil brú-resistant sa líne dearg soladach i bhFíor 10. Is é an líne poncaithe dubh i bhFíor 10 an taighde is luaithe ar fhuaim na farraige.An leibhéal speictream torainn chúlra farraige farraige stáit 0-leibhéal arna achoimre ag Kundson [9]. De réir cuar Kundson, tá torann cúlra na farraige faoi staid na farraige 0. Tá leibhéal an speictrim fuaime thart ar 44 dB@1 kHz. Ba chóir a thabhairt faoi deara go bhfuil na sonraí seo toradh taighde i 1948. Le blianta beaga anuas, mar an loingseoireachta domhanda

Le forbairt go mear, tá torann cúlra farraige ag méadú bliain i ndiaidh bliana. Is é an líne poncaithe gorm i bhFíor 10 ná leibhéal speictream torainn chúlra Mhuir na Síne Theas i 2013 ag leibhéal 0 coinníollacha farraige Líne , is féidir a fheiceáil go bhfuil an leibhéal speictrim féin-torainn coibhéiseach den hidreafón sféarúil brú-resistant níos ísle ná nó cothrom le leibhéal 0 staid farraige sa raon 10 1500 Hz. 5000 Hz. Tá a speictream féin-torainn comhionann ag 1000 Hz.Is é an leibhéal 46.5 dB.

 

4.2.3 Tástáil feidhmíochta voltais a sheasamh

D'fhonn cumas friotaíochta brú an hidreafón sféarúil brú-resistant , cuireadh sampla den hidreafón sféarúil brú-resistant isteach in uathchlábh le haghaidh tástála brú. Chun sábháilteacht a chinntiú, tá an córas tástála faoi bhrú le huisce ardbhrú. De réir na hanailíse roimhe seo, is é 28 MPa a chumas friotaíochta brú sábháilte, atá faoi 1.5 uair fachtóir sábháilteachta

Is é an toradh a fuarthas, is é sin le rá a chumas brú deiridh teoiriciúil ná 42 MPa. D'fhonn sábháilteacht agus éascaíocht úsáide a chothromú, déantar anseo a shlánú go

30 MPa le haghaidh tástála. Le linn na tástála, brúigh an chéad go 30 MPa, coinnigh an brú ar feadh 3 uair an chloig, scaoil an brú, agus seiceáil an hidreafón; ansin brú arís go 30 MPa, agus déan an tástáil arís 3 huaire. Níor tharla aon titim shuntasach brú le linn an phróisis brúchóirithe ar fad. Tar éis gach brú, seiceáil an hidreafón atá le tástáil. Níl an chuma damáiste. Tá an meá comhsheasmhach roimh agus tar éis na tástála. Ansin déantar an íogaireacht a thástáil arís sa fheadán tonn seasamh. Léiríonn toradh na tástála go bhfuil an íogaireacht go bunúsach mar an gcéanna leis an íogaireacht roimh an brú. Cruthaíonn sé seo gur féidir leis brú uisce 3000 m a sheasamh.

 

5 Conclúid

Sa pháipéar seo, úsáidtear meascán d'fhoirmle teoiriciúil agus insamhalta eilimint chríochnaithe, agus tá an cumas friotaíocht brú ag struchtúr agus ábhar bhlaosc sféarúil piezoelectric, agus úsáidtear an trasducer bhlaosc sféarúil piezoelectric aeir-thacaithe go gathach mar an eilimint íogair glactha fuaime. Agus rinne hidreafón brú-resistant sféarúil. Is é 36 mm trastomhas an hidreafóin sféarúil brú-resistant, is é 50 Hz 10 kHz an banna minicíochta oibre, is é 198.4 dB an íogaireacht íseal-minicíochta, is é 46.5 dB@1 kHz an leibhéal speictrim féin-torainn comhionann, agus is é 3000 m an doimhneacht oibre. Tá an scéim bhlaosc sféarúil piezoelectric aer-ais a úsáidtear sa pháipéar seo tar éis cumas friotaíochta brú áirithe a fháil faoi choinníoll ard-íogaireachta. Má tá an doimhneacht friotaíochta brú le feabhsú go leanúnach, ní mór an íogaireacht a chailleadh ar an gcostas. Is féidir leis an réiteach seo friotaíocht brú sách teoranta a bhaint amach. Más gá don hidreafón friotaíocht brú níos mó a fháil (cosúil le doimhneacht iomlán na farraige), is fearr réiteach líonta ola nó ró-shreabhadh a roghnú.