हाइड्रोकॉस्टिक ट्रांसड्यूसर एक उपकरण है जो ध्वनिक ऊर्जा और विद्युत ऊर्जा को एक दूसरे में परिवर्तित करता है। सोनार में स्थिति रेडियो में एंटीना के समान होती है, एक ध्वनिक प्रणाली जो समुद्री जल में ध्वनि तरंगों को उत्सर्जित और प्राप्त करती है। एक पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर अल्ट्रासाउंड जिसमें ध्वनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है, रिसीवर या हाइड्रोफोन कहलाता है; एक ट्रांसड्यूसर जो विद्युत ऊर्जा को ध्वनिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है उसे ट्रांसमीटर कहा जाता है। कुछ सोनार ध्वनि संचारित करने और प्राप्त करने के लिए एक ही ट्रांसड्यूसर का उपयोग करते हैं; अन्य लोग अलग-अलग उत्सर्जक और हाइड्रोफोन का उपयोग करते हैं।
ट्रांसड्यूसर विशेषताएँ
हाइड्रोफ़ोन प्रदर्शन मुख्य रूप से संवेदनशीलता और दिशात्मकता को संदर्भित करता है। हाइड्रोफ़ोन की प्राप्त प्रतिक्रिया प्राप्त करने वाली संवेदनशीलता है।
ट्रांसड्यूसर हाइड्रोफोन
एक हाइड्रोफोन आमतौर पर एक ध्वनिक/विद्युत रैखिक रूपांतरण उपकरण होता है जिसमें इसके द्वारा उत्पन्न वोल्टेज और ध्वनि क्षेत्र के ध्वनि दबाव के बीच एक स्केलिंग कारक होता है। इस स्केल फैक्टर को ट्रांसड्यूसर की प्रतिक्रिया कहा जाता है। हाइड्रोफोन की प्राप्त प्रतिक्रिया (संवेदनशीलता प्राप्त करना) यूनिट ध्वनि दबाव के समतल तरंग द्वारा उत्पन्न हाइड्रोफोन का टर्मिनल वोल्टेज है (हाइड्रोफोन को क्षेत्र में रखने से पहले)। परंपरागत रूप से, प्राप्त प्रतिक्रिया को एक ओपन सर्किट प्रतिक्रिया द्वारा दर्शाया जाता है जिसमें हाइड्रोफोन लोड से जुड़ा नहीं होता है। आमतौर पर प्राप्त प्रतिक्रिया डेसीबल में दर्ज की जाती है, संदर्भ स्तर 1 डायन/सेमी2 है, और ध्वनि दबाव 1V है, और डीबी में लिखा गया है। जब यूनिट करंट को उत्सर्जक में इंजेक्ट किया जाता है तो ट्रांसमीटर की उत्सर्जन-वर्तमान प्रतिक्रिया बीम पैटर्न में अक्षीय दूरी को इंगित करती है। 1 मीटर पर ध्वनि दबाव उत्पन्न हुआ। उत्सर्जन प्रतिक्रिया आमतौर पर डेसीबल में व्यक्त की जाती है। संदर्भ स्तर, उत्सर्जक की धारा को इंजेक्ट करते समय संदर्भ दूरी पर उत्पन्न ध्वनि दबाव है, और इसे डीबी में लिखा जाता है। परंपरागत रूप से, संदर्भ दूरी ध्वनि स्रोत से 1 मीटर को संदर्भित करती है; यदि संदर्भ दूरी 1 कोड है, प्लस 20लॉग39.4/36, अर्थात +0.87डीबी सुधार, संचारित प्रतिक्रिया को रूपांतरित करें। यह ध्वनि स्रोत स्तर है।
दिशा:
हाइड्रोफोन लगभग हमेशा अपने अनुप्रयोगों में हाइड्रोफोन सरणियों का उपयोग करते हैं। हाइड्रोफोन सरणियों में व्यक्तिगत हाइड्रोफोन घटकों की तुलना में सिग्नल-टू-शोर अनुपात अधिक होता है क्योंकि उनका उपयोग आइसोट्रोपिक या कई समान शोरों से किया जा सकता है। पीजो ट्यूब स्टैक का सिग्नल ऐरे द्वारा बताई गई दिशा से आ रहा है, अर्थात, डायरेक्टिविटी इंडेक्स एक प्राप्त ध्वनिक तरंग पैरामीटर है जिसका उपयोग अपने बीम पैटर्न के साथ शोर से सिग्नल निकालने के लिए हाइड्रोफोन ऐरे की क्षमता को मापने के लिए किया जाता है। यह डेसिबल की वह संख्या है जिसमें दिशात्मक हाइड्रोफोन के आउटपुट पर सिग्नल-टू-शोर अनुपात गैर-दिशात्मक हाइड्रोफोन के आउटपुट पर सिग्नल-टू-शोर अनुपात से अधिक होता है।
अंशांकन विधि पानी के भीतर ध्वनिक उपकरण के प्रदर्शन और मूल्यों के प्रसारण की आवश्यकता को सुनिश्चित करने के लिए, हाइड्रोफोन और ट्रांसमीटर को अंशांकित किया जाना चाहिए। ध्वनिक पीजोइलेक्ट्रिक ट्यूबों को कैलिब्रेट करना ट्रांसड्यूसर प्रतिक्रिया की आवृत्ति और प्रत्यक्षता का एक कार्य है। ट्रांसड्यूसर प्रतिक्रिया को मापने के लिए अब बड़ी संख्या में विधियाँ हैं। साहित्य के आधार पर नौसेना आयुध प्रयोगशाला टीएफ जॉनस्टन द्वारा संकलित अंशांकन विधियों का सारांश। विभिन्न ट्रांसड्यूसर आकार और आवृत्ति रेंज के लिए इन विधियों के अपने फायदे और नुकसान हैं।
ट्रांसड्यूसिंग सामग्री और ध्वनिक सामग्री पीजेडटी पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक औद्योगीकरण की दिशा में विकसित हो रहे हैं। अब तक, लेड जिरकोनेट टाइटेनेट (पीजेडटी) पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक का उपयोग पानी के रूप में किया जाता रहा है। ध्वनिक ट्रांसड्यूसर की ट्रांसड्यूसर सामग्री अभी भी हावी है। चाइना इंस्टीट्यूट ऑफ एकॉस्टिक्स द्वारा विकसित पीजेडटी पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक, आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले मॉडल पीजेडटी-4 (ट्रांसीवर और दोहरे उपयोग), पीजेडटी-5 (प्राप्त प्रकार) और पीजेडटी-8 (उच्च-शक्ति उत्सर्जन प्रकार) हैं, और उनका प्रदर्शन विभिन्न पानी के नीचे की ध्वनियों को पूरा कर सकता है। ट्रांसड्यूसर की जरूरतों की तुलना विदेशों की जरूरतों से की जाती है। ट्रांसड्यूसिंग सामग्री और ध्वनिक सामग्री पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक औद्योगीकरण की दिशा में विकसित हो रहे हैं। अब तक, लेड जिरकोनेट टाइटेनेट (पीजेडटी) पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक अभी भी पानी के नीचे ध्वनिक ट्रांसड्यूसर के लिए ऊर्जा-ट्रांसड्यूसर सामग्री के रूप में पहले स्थान पर है। चाइना इंस्टीट्यूट ऑफ एकॉस्टिक्स द्वारा विकसित पीजेडटी पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक, आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले मॉडल पीजेडटी-4 (ट्रांसीवर और दोहरे उपयोग), पीजेडटी-5 (प्राप्त प्रकार) और पीजेडटी-8 (उच्च-शक्ति उत्सर्जन प्रकार) हैं, और उनका प्रदर्शन विभिन्न पानी के नीचे की ध्वनियों को पूरा कर सकता है। वे ट्रांसड्यूसर की जरूरतें हैं, इसका स्तर और विदेशी चरण पीजोइलेक्ट्रिक ट्यूब ट्रांसड्यूसर डी33 पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक माप में विकसित माप उपकरण है, जिसे 100 से अधिक घरेलू प्रचारित किया गया है, और स्टेटिक पीजोइलेक्ट्रिक स्ट्रेन कॉन्स्टेंट मापन विधि के लिए मानक राष्ट्रीय मानक संपादित किया गया है। हाइड्रोकॉस्टिक सामग्रियों में मुख्य रूप से ध्वनि अवशोषण, एंटी-ध्वनि, ध्वनि और ध्वनि इन्सुलेशन सामग्री, कंपन डंपिंग सामग्री और अन्य शोध सामग्री शामिल हैं। इस संबंध में, कंपनी ने पहला अंडरवाटर ध्वनिक पल्स ट्यूब परीक्षण उपकरण, फूयांग मापांक और जटिल कतरनी मापांक परीक्षण उपकरण स्थापित किया है, और यह चर तापमान और दबाव उपकरण और माइक्रो कंप्यूटर डेटा प्रोसेसिंग सिस्टम और उच्च ध्वनिक विशेषताओं माप प्रणाली से लैस है। ध्वनि अवशोषित सामग्री के क्षेत्र में, दो प्रकार के पानी विकसित किए गए हैं। वे ध्वनिक ध्वनि अवशोषित सामग्री और तीन प्रकार की ध्वनि अवशोषित संरचना हैं: फ्लैट क्यूस्प समानांतर चैनल प्रकार, स्क्वायर क्यूस्प और फ्लैट अनुनाद प्रकार, जो विभिन्न आवृत्ति बैंड की आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं। फ्लैट ध्वनि अवशोषण टिप का व्यापक रूप से चीन में बड़े और मध्यम आकार के मफलर पूल में उपयोग किया गया है, और ध्वनि दबाव प्रतिबिंब गुणांक 8 से 100 किलोहर्ट्ज़ की आवृत्ति रेंज में 10% से कम है। इसके अलावा, T801 ~ T808 प्रकार के ध्वनि-पारगम्य रबर, कास्ट प्रकार के कमरे के तापमान वल्कनीकरण, उच्च-आवृत्ति ध्वनि अवशोषण और ध्वनि-पारगम्य सामग्री, उच्च ध्वनि अवशोषण अस्तर, ध्वनि अवशोषण डंपिंग और पोटीन प्रकार की डंपिंग सामग्री का व्यापक रूप से विभिन्न इंजीनियरिंग परियोजनाओं में उपयोग किया गया है। अल्ट्रासोनिक मानव शरीर ऊतक द्वारा विकसित अल्ट्रासाउंड सिमुलेशन मॉड्यूल श्रृंखला और अल्ट्रासोनिक सिमुलेशन मॉड्यूल श्रृंखला राज्य तकनीकी पर्यवेक्षण ब्यूरो और चिकित्सा के राज्य प्रशासन द्वारा पुष्टि की गई मेडिकल अल्ट्रासोनिक डायग्नोस्टिक उपकरण पहचान मानक है।
हाइड्रोकॉस्टिक ट्रांसड्यूसर और सरणी
सबसे आम पानी के नीचे ध्वनिक ट्रांसड्यूसर फ्लैट पिस्टन प्रकार, अनुदैर्ध्य वाइब्रेटर हॉर्न प्रकार, गोल अंशांकन प्रकार और घुमावदार प्रकार हैं। चीन इंजीनियरिंग की जरूरतों को पूरा करने वाले विभिन्न ट्रांसड्यूसर को डिजाइन और निर्माण कर सकता है, और इसका स्तर विदेशी देशों के बराबर है।
(1) उच्च-शक्ति संचारण ट्रांसड्यूसर रिंग का उच्च-घनत्व उत्सर्जन ट्रांसड्यूसर (जड़े हुए बेलनाकार ट्रांसड्यूसर) प्राप्त किया जाता है, और चीनी विज्ञान अकादमी की वैज्ञानिक और तकनीकी उपलब्धियां प्राप्त की जाती हैं। उनमें से, 'पीज़ोइलेक्ट्रिक रिंग इलेक्ट्रोड' ने उपयोगिता मॉडल पेटेंट प्राप्त किया है। ट्रांसड्यूसर चीन का पहला गहरे समुद्री ब्रॉडबैंड है। उच्च शक्ति वाले पानी के नीचे ध्वनिक उत्सर्जन ट्रांसड्यूसर का उपयोग समुद्री क्षेत्र के समुद्री जल की खोज के लिए किया जाता है। प्रौद्योगिकी को पानी के भीतर ध्वनिक रिसीवर, पानी के नीचे पोजिशनिंग स्पीडोमीटर और एनालॉग लक्ष्य जैसे ध्वनिक प्रणालियों में सफलतापूर्वक लागू किया गया है। (2) झुकने वाला ट्रांसड्यूसर लालटेन-प्रकार के फ्लेक्सुरल ट्रांसड्यूसर के कंपन और ध्वनि विकिरण का अध्ययन और विश्लेषण परिमित तत्व विधि द्वारा किया गया था, और परिणाम व्यापक रूप से सोनार उपकरण पर लागू किए गए हैं। इसके आधार पर अवतल झुकने वाले ट्रांसड्यूसर का भी अध्ययन किया गया। दुनिया में मौजूदा उत्तल लालटेन-प्रकार के झुकने वाले ट्रांसड्यूसर की तुलना में, इस ट्रांसड्यूसर में उच्च संवेदनशीलता और वॉल्यूमेट्रिक गति है, और यह स्थैतिक दबाव के प्रति प्रतिरोधी है। विशेष रूप से, यह संरचना मल्टीमोड कंपन का उपयोग करके उच्च ब्रॉडबैंड प्राप्त कर सकती है। विदेशी जल ध्वनिक द्वारा विशेषताओं की अत्यधिक प्रशंसा की जाती है। (3) पीजेडटी (3-3) सैंडविच कंपोजिट पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री का उपयोग करके पीजोइलेक्ट्रिक मिश्रित हाइड्रोफोन और रॉक ट्रांसड्यूसर पर शोध, पीजोइलेक्ट्रिक स्थिरांक gh मान अधिक है और योग्यता dh × gh का आंकड़ा बड़ा है और कंपन मोड बेहतर है। ब्रॉडबैंड उच्च संवेदनशीलता हाइड्रोफोन और ब्रॉडबैंड नैरो पल्स रॉक अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर में विकसित रॉक मास की विशेषताओं से मेल खाने में सरल और आसान।
ट्रांसड्यूसर की प्रक्रिया:
पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर क्रिस्टल के विकास में एक मजबूत प्रक्रिया शामिल है और यह अक्सर एक नए डिजाइन को प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण है। पानी के नीचे ध्वनिक और अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर के अनुसंधान और विकास के साथ मिलकर, विशेष प्रौद्योगिकियों का एक सेट बनाया गया है, जैसे पॉलीयुरेथेन सल्फर मुक्त ध्वनि-पारगम्य रबर कास्टिंग और युग्मन प्रक्रिया, समग्र पूर्व-तनाव प्रौद्योगिकी, ध्वनिक चिपकने वाली श्रृंखला और बॉन्डिंग तकनीक में धीमी वेवगाइड निर्माण प्रक्रियाएं आदि हैं, जो ट्रांसड्यूसर के अनुसंधान कार्य के लिए बेहद महत्वपूर्ण तकनीकी साधन बन गए हैं।
हुबेई हन्नास टेक कंपनी लिमिटेड एक पेशेवर पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक और अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर निर्माता है, जो अल्ट्रासोनिक प्रौद्योगिकी और औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए समर्पित है।
