नए प्रकार के अंडरवाटर ध्वनिक ट्रांसड्यूसर और ट्रांसड्यूसर की नई तकनीक

मनुष्य के पास ध्वनि तरंगें ही एकमात्र वाहक हैं जो विशाल महासागर में लंबी दूरी तक सूचना और ऊर्जा संचारित कर सकती हैं। ज़मीन पर, लोग राडार विकसित करने के लिए विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उपयोग करते हैं। इसी तरह, लोग पता लगाने के लिए पानी के भीतर लक्ष्य विकसित करने के लिए सूचना वाहक के रूप में ध्वनिक तरंगों का उपयोग करते हैं, और स्थिति, पहचान और संचार-सोनार के लिए इलेक्ट्रॉनिक उपकरण का उपयोग करते हैं। विशाल महासागर का सामना करते हुए, सोनार के कंधों पर एक महत्वपूर्ण मिशन है जो विशाल महासागर के सभी कोनों तक पहुंचता है, इसमें विभिन्न चीजों की पहचान करता है, जो लोगों को पानी के नीचे की दुनिया का असली चेहरा बताता है, और लोगों को पानी के नीचे संचार नेविगेशन, जलीय मत्स्य पालन, समुद्री संसाधन विकास, समुद्री भूविज्ञान और भू-आकृति विज्ञान अन्वेषण बनने के लिए समुद्र के रहस्यों की खोज करने में सहायता करता है। ध्वनि तरंगें सबसे अच्छा पानी के नीचे सूचना वाहक बनने का कारण यह है कि जल मीडिया में, ध्वनि तरंगों में अन्य भौतिक क्षेत्रों की तुलना में सबसे छोटा क्षीणन गुणांक होता है। विद्युत चुम्बकीय तरंगें, और लंबी दूरी तक प्रसारित की जा सकती हैं। यह लाभ शुरुआत से ही पानी के नीचे निरीक्षण करने के लिए अल्ट्रासोनिक तरंगों का उपयोग करके सोनार बनाता है। लक्ष्य शुरू होता है और विकसित होता रहता है। वर्तमान में, सोनार की कार्यशील आवृत्ति बैंड को एक विस्तृत श्रृंखला तक बढ़ा दिया गया है। सक्रिय सोनार को दसियों हर्ट्ज से दसियों मेगाहर्ट्ज तक बढ़ा दिया गया है, और निष्क्रिय सोनार के कम आवृत्ति वाले सिरे को इन्फ्रासाउंड रेंज तक बढ़ा दिया गया है। इतने विस्तृत आवृत्ति बैंड में, नियमों के अनुसार, सिग्नल और इंद्रियों के रूप में ध्वनि तरंगों को उत्तेजित और उत्पन्न करने और विरूपण के बिना पानी में ध्वनि तरंगों को प्राप्त करने वाले महत्वपूर्ण उपकरण को सोनार ट्रांसड्यूसर या सोनार ऐरे कहा जाता है। ये उपकरण सोनार प्रणाली के फ्रंट-एंड उपकरण हैं, साथ ही सोनार प्रणाली के लिए जल माध्यम के साथ बातचीत करने और जानकारी का आदान-प्रदान करने के लिए 'विंडो' हैं, और सोनार प्रणाली के कार्यों के 'प्राप्तकर्ता' हैं, सोनार ट्रांसड्यूसर या सोनार सरणियों के लिए, इसे स्पष्ट रूप से सोनार प्रणाली की 'आंख और कान' के रूप में जाना जाता है। सोनार प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग क्षेत्र के निरंतर विस्तार और सैन्य टकराव और युद्ध की बढ़ती मांग के साथ, एक के बाद एक नए सिद्धांत, नई प्रौद्योगिकियां और नए सोनार उपकरण सामने आए हैं। नई सोनार प्रौद्योगिकी की विकास आवश्यकताओं ने ट्रांसड्यूसर प्रौद्योगिकी के तेजी से विकास को प्रेरित किया है, और ट्रांसड्यूसर के क्षेत्र में समान तकनीकी सफलताओं और नई सामग्रियों, नए तंत्रों और नई संरचनाओं के विकास को प्रेरित किया है। पानी के भीतर ध्वनिक ट्रांसड्यूसर ने भी सोनार प्रणाली को 'ताज़ा' बना दिया है। लेखक के पास मौजूद जानकारी और समझ के सीमित स्तर के आधार पर हाल के वर्षों में ट्रांसड्यूसर प्रौद्योगिकी के विकास की स्थिति का एक संक्षिप्त अवलोकन यहां दिया गया है। इसमें मुख्य रूप से नई सामग्री हाइड्रोकॉस्टिक ट्रांसड्यूसर, नई संरचना और नए तंत्र हाइड्रोकॉस्टिक ट्रांसड्यूसर, नए प्रकार के हाइड्रोफोन, ब्रॉडबैंड ट्रांसड्यूसर तकनीक आदि शामिल हैं।

 

2 नई सामग्री पानी के नीचे ध्वनिक ट्रांसड्यूसर

 

ट्रांसड्यूसर एक उपकरण है जो सोनार प्रणाली में ऊर्जा रूपांतरण का एहसास कराता है। ट्रांसड्यूसर में एक विशेष सामग्री होती है जो ऊर्जा को परिवर्तित करने की क्षमता रखती है। इस सामग्री को कार्यात्मक सामग्री कहा जाता है। ट्रांसड्यूसर बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली कार्यात्मक सामग्रियों में मुख्य रूप से पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री (जैसे पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल, पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक, पीजोइलेक्ट्रिक पॉलिमर इत्यादि) और मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव सामग्री (जैसे निकल, कोबाल्ट, निकल-लौह मिश्र धातु, फेराइट, दुर्लभ पृथ्वी लौह मिश्र धातु इत्यादि) शामिल हैं, वे विद्युत क्षेत्र ऊर्जा या चुंबकीय क्षेत्र ऊर्जा और यांत्रिक ऊर्जा के बीच पारस्परिक रूपांतरण का एहसास करने के लिए पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव और मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव प्रभाव का उपयोग करते हैं। ट्रांसड्यूसर प्रौद्योगिकी की सफलता मूल रूप से कार्यात्मक सामग्रियों की तकनीकी सफलता से निर्धारित होती है। हाल के वर्षों में, कार्यात्मक सामग्रियों के क्षेत्र में विभिन्न तकनीकी उपलब्धियों ने ट्रांसड्यूसर प्रौद्योगिकी के विकास को भी बढ़ावा दिया है। डॉक्टर ने पाया कि लैंथेनाइड दुर्लभ पृथ्वी सामग्री में अद्भुत मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव गुण हैं, लेकिन उनका उपयोग अभ्यास में नहीं किया गया है क्योंकि क्यूरी बिंदु कमरे के तापमान से कम है। बाद में, यह पता चला कि दुर्लभ पृथ्वी तत्वों और लोहे से बने बाइनरी, टर्नरी या चतुर्धातुक मिश्र धातुओं में कमरे के तापमान पर विशाल मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव गुण भी होते हैं। सबसे प्रतिनिधि दुर्लभ पृथ्वी मिश्र धातु टेरफेनोल-डी है (संरचना Tb0.27Dy0.73Fe1 है)। 95), यह एक नई प्रकार की कार्यात्मक सामग्री बन गई है जिसने 1980 के दशक से बहुत अधिक ध्यान आकर्षित किया है। रिलैक्सेशन फेरोइलेक्ट्रिक सिंगल क्रिस्टल लेड मैग्नीशियम नाइओबेट-लीड टाइटेनेट (पीएमएन-पीटी) और लेड जिंक नाइओबेट-लीड टाइटेनेट (जिन्हें पीजेडएन-पीटी कहा जाता है) नए प्रकार के मिश्रित पेरोव्स्काइट क्रिस्टल सामग्री हैं, और वे महान अनुप्रयोग संभावनाओं के साथ नई कार्यात्मक सामग्रियों का एक वर्ग भी उभर रहे हैं। इससे पहले, निकल का उपयोग आमतौर पर ट्रांसड्यूसर के लिए सामग्री के रूप में किया जाता था। 1917 में, फ्रांसीसी वैज्ञानिक लैंग्विन ने क्वार्ट्ज क्रिस्टल के साथ एक सोनार ट्रांसड्यूसर बनाया, जिसने 1940 के दशक में सोनार में पीजोइलेक्ट्रिक सामग्रियों के अनुप्रयोग के लिए एक मिसाल कायम की, मजबूत पीजोइलेक्ट्रिक गुणों वाले BaTiO3 pzt सिरेमिक सफलतापूर्वक विकसित किए गए और सोनार प्रणालियों में व्यापक रूप से उपयोग किए गए। 1950 के दशक में विकसित पीजेडटी पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक में एक विस्तृत ऑपरेटिंग तापमान रेंज और उत्कृष्ट इलेक्ट्रोमैकेनिकल गुण हैं। रूपांतरण दक्षता Ba TiO3 सिरेमिक की अपर्याप्तता को पूरा करती है और एक बार पानी के नीचे ध्वनिक ट्रांसड्यूसर के लिए पसंद की सामग्री बन गई। उनमें से, उच्च ऊर्जा घनत्व वाला पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक सामग्री PZT-8 है। उपरोक्त सामग्रियों की एक सरल तुलना: टेरफेनोल-डी, पीएमएन-पीटी, पीजेडएन-पीटी पीजेडटी-8 की तुलना में लगभग 5 गुना और निकल की तुलना में 50 गुना अधिक तनाव पैदा कर सकता है; PMN-PT और PZN-PT के पीजोइलेक्ट्रिक स्थिरांक d33 हैं। यह PZT-8 सामग्री का 6-8 गुना है। नए पानी के नीचे ध्वनिक ट्रांसड्यूसर विकसित करने के लिए इन पीटीटी सामग्रियों का उपयोग वर्तमान गर्म विषयों में से एक है।

 

मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव सामग्री सिलेंडर अंडरवाटर ध्वनिक ट्रांसड्यूसर दुर्लभ है, जो पृथ्वी की विशाल मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव सामग्री चुंबकीय क्षेत्र ऊर्जा और यांत्रिक ऊर्जा के बीच पारस्परिक रूपांतरण का एहसास करने के लिए मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव प्रभाव का उपयोग करती है, और मुख्य रूप से कम आवृत्ति और उच्च शक्ति वाले पानी के नीचे ध्वनिक उत्सर्जन ट्रांसड्यूसर विकसित करने के लिए उपयोग की जाती है। यह ट्रांसड्यूसर-उच्च तापमान सुपर कंडक्टिंग मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव हाइड्रोकॉस्टिक ट्रांसड्यूसर की एक प्रकार की 'जटिल' संरचना है। ट्रांसड्यूसर की संरचना के दृष्टिकोण से, इसकी संरचना बहुत सरल है। यह एक साधारण दोहरे रेडिएटर अनुदैर्ध्य ट्रांसड्यूसर है। यहां तथाकथित 'जटिल' का तात्पर्य इसके समृद्ध भौतिक अर्थ से है। कम तापमान पर दुर्लभ पृथ्वी मिश्र धातु सामग्री की मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव शक्ति कमरे के तापमान की तुलना में अधिक होती है। उदाहरण के लिए, 77K तापमान पर Tb0.6Dy0.4 का अधिकतम मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव स्ट्रेन 0.65% है, जबकि टेरफेनोल-डी कमरे के तापमान पर है। उच्चतम मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव स्ट्रेन 0.25% है। 50-60K की तापमान सीमा के साथ एक Tb0.6Dy0.4 सामग्री मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव हाइड्रोकॉस्टिक ट्रांसड्यूसर विकसित किया गया है: दुर्लभ-पृथ्वी मिश्र धातु रॉड के आकार की सामग्री को एयर कंडीशनिंग कक्ष में रखा जाता है, और रेफ्रिजरेटर के कूलिंग टॉवर को चक्रीय रूप से ठंडा किया जाता है, और एयर कंडीशनिंग कक्ष को एक सुपरकंडक्टिंग सामग्री कॉइल द्वारा प्रदान किया जाता है। पूर्वाग्रह चुंबकीय क्षेत्र और उत्तेजना चुंबकीय क्षेत्र स्ट्रेचिंग कंपन उत्पन्न करने के लिए मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव रॉड को उत्तेजित करते हैं, जो यांत्रिक संक्रमण टुकड़े के माध्यम से पिस्टन-प्रकार विकिरण सतह पर प्रसारित होता है, और पिस्टन-प्रकार विकिरण सतह दबाव तरंग विकिरण उत्पन्न करने के लिए पानी के माध्यम को धक्का देती है। ऊष्मा चालन को अलग करने के लिए संरचना में एक निर्वात कक्ष डिज़ाइन किया गया है। निर्वात कक्ष की बाहरी दीवार एक गुंबद के आकार का दबाव प्रतिरोधी आवरण है, जो 10 वायुमंडल के दबाव का सामना कर सकती है। मुख्य तकनीकी पैरामीटर इस प्रकार हैं: अनुनाद आवृत्ति 430 हर्ट्ज, अधिकतम ध्वनि स्रोत स्तर 181. 4 डीबी, दक्षता लगभग 25% है। इस प्रकार के ट्रांसड्यूसर की निर्माण प्रक्रिया जटिल है। हाल के वर्षों में, लोग अभी भी टेरफेनोल-डी सामग्री का उपयोग करने के इच्छुक हैं जो कमरे के तापमान पर काम करता है, कुछ मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव तनाव को छोड़ देता है, और उत्कृष्ट विकिरण प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए इसे एक नई संरचना के साथ बदल देता है। पानी के नीचे ध्वनिक ट्रांसड्यूसर में कई संरचनात्मक मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव सामग्रियों की अनुसंधान प्रगति का संक्षिप्त परिचय निम्नलिखित है। अनुदैर्ध्य ट्रांसड्यूसर की एक सरल संरचना होती है। मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव रॉड को एक समान एक-आयामी कंपन प्रणाली बनाने के लिए सामने वाले विकिरण वाले सिर और पूंछ द्रव्यमान के साथ जोड़ा जाता है। सामने का विकिरण करने वाला सिर आम तौर पर हल्के पदार्थों से बना होता है, और पूंछ का द्रव्यमान आम तौर पर विकिरण सतह को प्राप्त करने के लिए घने पदार्थों से बना होता है। आउटपुट अधिक कंपन विस्थापन। टेरफेनोल-डी सामग्री के साथ विकसित दो अनुदैर्ध्य ट्रांसड्यूसर पेश किए गए हैं। एक एक सामान्य अनुदैर्ध्य ट्रांसड्यूसर है जिसकी अनुनाद आवृत्ति 1200 हर्ट्ज, ध्वनि शक्ति 3 किलोवाट और ट्रांसड्यूसर वजन 60 किलोग्राम है; दूसरे दोनों सिरों पर दुर्लभ पृथ्वी की छड़ है। सींग के आकार के डबल-एंड रेडियेटिंग अनुदैर्ध्य ट्रांसड्यूसर के रूप में डिज़ाइन किया गया, अनुनाद आवृत्ति 400 हर्ट्ज है, ध्वनि शक्ति 1.5 किलोवाट है, और ट्रांसड्यूसर का वजन 100 किलोग्राम तक है। अंगूठी के आकार का ट्रांसड्यूसर: कई दुर्लभ पृथ्वी की छड़ों से घिरा एक नियमित बहुभुज, और उच्च शक्ति ध्वनिक विकिरण प्राप्त करने के लिए रेडियल कंपन बनाने के लिए संक्रमण टुकड़े द्वारा गोलाकार चाप सतहों की एक श्रृंखला उत्तेजित होती है। दुर्लभ पृथ्वी कम-आवृत्ति उच्च-शक्ति टॉरॉयडल ट्रांसड्यूसर की एक श्रृंखला विकसित की गई है जिसमें 200 हर्ट्ज की अनुनाद आवृत्ति वाले ट्रांसड्यूसर (आंतरिक व्यास 0.56 मीटर, बाहरी व्यास 0.94 मीटर, ऊंचाई 0.37 मीटर, ध्वनि स्रोत स्तर 193 डीबी, वजन 410 किलोग्राम) और 30 हर्ट्ज की अनुनाद आवृत्ति वाला एक ट्रांसड्यूसर (व्यास 2 मीटर, ऊंचाई 1.1 मीटर) शामिल है। ध्वनि स्रोत स्तर 195dB, वजन 5t)। फ्लेक्सटेंशनल ट्रांसड्यूसर एक प्रकार का ट्रांसड्यूसर है जो झुकने वाले कंपन के लिए आयाम प्रवर्धन प्रभाव के साथ शेल (या बैरल बीम) विकिरण सतह को उत्तेजित करने के लिए पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक स्टैक या मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव रॉड के अनुदैर्ध्य कंपन का उपयोग करता है। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले कई ट्रांसड्यूसर फ्लेक्सटेंशनल ट्रांसड्यूसर के प्रकार सूचीबद्ध हैं, जिनमें से I, II और III की विशेषताएं समान हैं। अनुदैर्ध्य कंपन करने वाली छड़ एक घूर्णी रूप से सममित घुमावदार खोल को उत्तेजित करती है। शेल एक सतत संरचना या एक संरचना हो सकती है जिसे बीम के समूह में काटा जाता है। परसेल ने 1300 हर्ट्ज की अनुनाद आवृत्ति, 188.7 डीबी का ध्वनि स्रोत स्तर और 600 हर्ट्ज की बैंडविड्थ के साथ एक अवतल बैरल बीम झुकने-तनाव ट्रांसड्यूसर (प्रकार III) विकसित करने के लिए टेरफेनोल-डी सामग्री का उपयोग किया। एकल छड़ खुले चुंबकीय सर्किट के उपयोग के कारण, अनुनाद आवृत्ति अधिकतम एसी इलेक्ट्रोकॉस्टिक दक्षता केवल 7% है, और ट्रांसड्यूसर का वजन 2.7 किलोग्राम है। फिश-लिप फ्लेक्सटेंशनल ट्रांसड्यूसर में सामान्य विशेषताएं होती हैं। उच्च-शक्ति विकिरण प्राप्त करने के लिए उत्तल या अवतल अण्डाकार खोल को मोड़ने के लिए ट्रांसड्यूसर एक अनुदैर्ध्य कंपन रॉड द्वारा उत्तेजित होता है। फिश-लिप फ्लेक्सटेंशनल ट्रांसड्यूसर आयाम प्रवर्धन प्रभाव को अपनाता है। क्षेत्र के साथ भार के प्रभाव से ध्वनि विकिरण शक्ति बढ़ जाती है। इस नए प्रकार के कम आवृत्ति वाले उच्च-शक्ति वाले पानी के नीचे ध्वनिक ट्रांसड्यूसर की सूचना दी गई है, जिसमें 210 हर्ट्ज, 450 हर्ट्ज, 800 हर्ट्ज और 1200 हर्ट्ज की गुंजयमान आवृत्ति शामिल है, इस नए प्रकार के ट्रांसड्यूसर के शोध परिणाम वर्तमान में कम आवृत्ति वाले सक्रिय सोनार सरणियों, ध्वनिकी ध्वनिक प्रणालियों जैसे लक्ष्य ध्वनि स्रोतों और शोर सिमुलेटर में उपयोग किए जाते हैं।

 

विश्राम फेरोइलेक्ट्रिक सामग्री पानी के नीचे ध्वनिक ट्रांसड्यूसर

 

रिलैक्सर फेरोइलेक्ट्रिक सामग्री एक प्रकार की संभावित कार्यात्मक सामग्री है, जिसे इलेक्ट्रोस्ट्रिक्टिव सिरेमिक प्रकार और रिलैक्सर फेरोइलेक्ट्रिक सिंगल क्रिस्टल प्रकार में विभाजित किया जा सकता है। रिलैक्सर फेरोइलेक्ट्रिक सिंगल क्रिस्टल की निर्माण प्रक्रिया इलेक्ट्रोस्ट्रिक्टिव सिरेमिक सामग्रियों की तुलना में बहुत अधिक जटिल है। शोधकर्ताओं ने इन सामग्रियों का उपयोग कई प्रकार के ट्रांसड्यूसर बनाने के लिए किया है, जैसे फ्लेक्सुरल ट्रांसड्यूसर, अनुदैर्ध्य ट्रांसड्यूसर इत्यादि। इस प्रकार की सामग्री की ट्रांसड्यूसर निर्माण तकनीक अधिक जटिल है, और डीसी बायस विद्युत क्षेत्र को जोड़ना, प्रीस्ट्रेस लागू करना और प्रक्रिया के तापमान को नियंत्रित करना आवश्यक है। पीएमएन-पीटी-बीटी (लीड मैग्नीशियम नाइओबेट-लीड टाइटेनेट-बेरियम टाइटेनेट) इलेक्ट्रोस्ट्रिक्टिव सिरेमिक के उपयोग ने IV प्रकार के फ्लेक्सटेन्सनल ट्रांसड्यूसर को विकसित किया। शोध के नतीजे बताते हैं कि विकसित ट्रांसड्यूसर ने सामग्री की क्षमता को अधिकतम नहीं किया है। यह कार्य अभी भी उन हॉट स्पॉट में से एक होगा जिसे कुछ समय के लिए पानी के नीचे ध्वनिक ट्रांसड्यूसर के क्षेत्र में तलाशने की आवश्यकता है। 3.5 मेगाहर्ट्ज अल्ट्रासाउंड जांच के 64 चैनलों का अध्ययन करने के लिए पीएमएन-पीटी रिलैक्सर फेरोइलेक्ट्रिक सिंगल क्रिस्टल सामग्री का उपयोग करना, मेडिकल बी-अल्ट्रासाउंड और डॉपलर रंग अल्ट्रासाउंड इमेजिंग उपकरण में उपयोग किया जाता है, जो उच्च आवृत्ति छवि सोनार में रिलैक्सर फेरोइलेक्ट्रिक सिंगल क्रिस्टल सामग्री का सुझाव देता है।

 

पीजोइलेक्ट्रिक पॉलीमर फिल्म गोलाकार पानी के नीचे ध्वनिक ट्रांसड्यूसर को एक लचीली झिल्ली में बनाया जा सकता है, और ट्रांसड्यूसर बनाते समय ट्रांसड्यूसर को किसी भी आकार में डिज़ाइन किया जा सकता है, और सामग्री की ध्वनिक प्रतिबाधा कम होती है, और पानी और अन्य द्रव मीडिया और जैविक ऊतकों के साथ प्रतिबाधा प्राप्त करना आसान होता है। मिलान, अक्सर उच्च आवृत्ति मानक हाइड्रोफोन, उच्च आवृत्ति ट्रांसड्यूसर, मेडिकल अल्ट्रासाउंड ट्रांसड्यूसर, अनुरूप सरणी और विविध समग्र ट्रांसड्यूसर सरणी बनाने के लिए उपयोग किया जाता है, ट्रांसड्यूसर बनाने के लिए आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला पीजोइलेक्ट्रिक पॉलिमर मुख्य रूप से पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड (पीवीडीएफ) होता है। वर्तमान में, अधिक आंख को पकड़ने वाली पीजोइलेक्ट्रिक पॉलिमर सामग्री फिल्म ईएमएफआई (इलेक्ट्रो मैकेनिकलफिल का संक्षिप्त नाम), एक प्रकार की पॉलीप्रोपाइलीन फोम लचीली फिल्म है, इसका पीजोइलेक्ट्रिक स्थिरांक पीवीडीएफ से लगभग 10 गुना है, जिसका उपयोग उच्च-संवेदनशीलता ट्रांसड्यूसर बनाने के लिए किया जा सकता है। EMFi पतली-फिल्म ट्रांसड्यूसर की संरचना में प्राप्त सतह का व्यास 35 मिमी है, और ट्रांसड्यूसर की प्राप्त संवेदनशीलता -190dB से अधिक है (संदर्भ मान 1V/μPa है)। इस प्रकार के ट्रांसड्यूसर का उपयोग हवा में ध्वनि तरंगों को प्राप्त करने या उत्सर्जित करने के लिए भी किया जा सकता है।

 

पानी के नीचे ध्वनिक ट्रांसड्यूसर और विभिन्न ट्रांसडक्शन तंत्र की नई संरचना का परिचय। ट्रांसड्यूसर में कार्यात्मक सामग्रियां महत्वपूर्ण हैं, लेकिन उन्हें एक उपयुक्त संरचना द्वारा संचालित करने की आवश्यकता होती है। इसलिए, ट्रांसड्यूसर प्रौद्योगिकी के विकास में ट्रांसड्यूसर का संरचनात्मक डिजाइन विशेष रूप से महत्वपूर्ण प्रतीत होता है। महत्वपूर्ण। विभिन्न अनुप्रयोग क्षेत्रों और विभिन्न तकनीकी आवश्यकताओं के अनुसार, या विभिन्न ट्रांसडक्शन तंत्र और कार्यात्मक सामग्रियों की विशेषताओं के अनुसार, विभिन्न प्रकार के ट्रांसड्यूसर एक के बाद एक सामने आए हैं, जिनमें से कई कुछ विशेष तकनीकी आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए संयुक्त रूप से नई तकनीकी कठिनाइयों को तोड़ने के लिए बहु-विषयक प्रौद्योगिकियों को जोड़ते हैं। उच्च तापमान सुपरकंडक्टिंग मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव हाइड्रोकॉस्टिक ट्रांसड्यूसर एक विशिष्ट उदाहरण है। इस लेख की पूर्वगामी सामग्री और बाद में पेश किए जाने वाले ट्रांसड्यूसर के प्रकारों में, कई पानी के नीचे ध्वनिक ट्रांसड्यूसर की नई संरचनाएं और नए तंत्र भी हैं। दोहराने से बचने के लिए, यह खंड नई संरचनाओं के केवल दो अन्य डिज़ाइन उदाहरण उद्धृत करता है।

 

सिम्बल प्रकार (सिम्बल) ट्रांसड्यूसर फ्लेक्सटेंशनल ट्रांसड्यूसर के समान एक प्रकार का नया संरचना ट्रांसड्यूसर है। प्रत्येक झांझ प्रकार के ट्रांसड्यूसर में PZT पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक डिस्क की एक जोड़ी होती है और एक धातु की टोपी एक साथ बंधी होती है। पीजेडटी पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक डिस्क झुकने वाले कंपन के लिए धातु की टोपी को उत्तेजित करने के लिए रेडियल कंपन उत्पन्न करने के लिए एक वैकल्पिक वोल्टेज लागू करती है, और ट्रांसड्यूसर की उभरी हुई धातु टोपी 'विस्तार-संकोचन' का वैकल्पिक कंपन पैदा करती है। विकिरण ध्वनि तरंगें. जब समान वैकल्पिक दबाव तरंग धातु टोपी पर कार्य करती है, तो दबाव PZT पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक डिस्क पर प्रेषित किया जाएगा, और वैकल्पिक वोल्टेज सिरेमिक डिस्क के दो ध्रुवों पर आउटपुट होता है, जिसका उपयोग प्राप्त ट्रांसड्यूसर के रूप में किया जाता है। पानी में झांझ-प्रकार के ट्रांसड्यूसर की गुंजयमान आवृत्ति 16.1kHz है, और उत्सर्जन वोल्टेज प्रतिक्रिया 130dB है (संदर्भ मान 1μPa/V, 1m पर है)। चित्र 5 इस प्रकार के ट्रांसड्यूसर से बने 9-तत्व मैट्रिक्स की तस्वीर भी दिखाता है। . कॉइल स्प्रिंग प्रकार के कम आवृत्ति वाले पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर में, पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक को कॉइल स्प्रिंग आकार में संसाधित किया जाता है (जैसा कि चित्र 6 में दिखाया गया है),पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक ट्रांसड्यूसर को स्पर्शरेखा दिशा में ध्रुवीकृत किया जाता है, और फिर एक उत्तेजना इलेक्ट्रोड जोड़ी का निर्माण किया जाता है। बीच में बिना किसी इलेक्ट्रोड वाले तटस्थ खंड को एक बाहरी रिंग इलेक्ट्रोड जोड़ी 1 और एक आंतरिक रिंग इलेक्ट्रोड जोड़ी 2 बनाने के लिए अलग किया जाता है (चित्र 6 में एक छोटे टुकड़े का बड़ा योजनाबद्ध आरेख देखें)। इस तरह, उत्तेजना वोल्टेज वी को इलेक्ट्रोड जोड़ी पर लागू किया जाता है, बाहरी रिंग इलेक्ट्रोड जोड़ी और आंतरिक रिंग इलेक्ट्रोड जोड़ी द्वारा नियंत्रित पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक का हिस्सा विपरीत कंपन (विस्तार या संकुचन) उत्पन्न करेगा, और स्प्रिंग सिस्टम का विस्तार और संकुचन आंदोलन ध्वनि ऊर्जा को कंपन करने के लिए पिस्टन की कामकाजी सतह को चलाएगा। इस संरचना की कम कठोरता के कारण, इसमें कम गुंजयमान आवृत्ति होती है और इसे कम आवृत्ति वाले ट्रांसड्यूसर के रूप में उपयोग किया जा सकता है। जब रिसीवर के रूप में उपयोग किया जाता है, तो इसमें कम आवृत्ति बैंड में भी उच्च संवेदनशीलता होती है। पीज़ोइलेक्ट्रिक समीकरण से शुरू करके, इस प्रकार के ट्रांसड्यूसर का इलेक्ट्रोमैकेनिकल रूपांतरण संबंध प्राप्त किया गया था, और कुछ खोजपूर्ण शोध कार्य किया गया था।

 

पानी के नीचे ध्वनिक ट्रांसड्यूसर में विभिन्न ऊर्जा रूपांतरण तंत्रों का परिचय ऊर्जा रूपांतरण के परिप्रेक्ष्य से, ट्रांसड्यूसर को मुख्य रूप से पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर में विभाजित किया जा सकता है जो ऊर्जा रूपांतरण और मैग्नेटिक्स को प्राप्त करने के लिए पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव का उपयोग करते हैं जो ऊर्जा रूपांतरण को प्राप्त करने के लिए मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव प्रभाव का उपयोग करते हैं। वापस लेने योग्य ट्रांसड्यूसर, उपरोक्त सामग्री में शामिल ट्रांसड्यूसर इन दो प्रकारों से संबंधित हैं।